瀝青路面就地熱再生技術在公路養護維修中的應用

摘??要：瀝青路面的就地熱再生施工能夠最大限度的對舊瀝青混合料實現再利用，在進行路面養護過程中，減少路面新集料、瀝青的使用，是現階段公路養護值得推廣的應用技術。本文從就地熱再生技術的特點出發，對公路瀝青路面就地熱再生質量重點施工技術進行細化分析，旨在提升公路養護施工的總體質量水平。

關鍵詞：廢料;就地熱再生;公路養護

中圖分類號：U418.4 ???文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）04-0000-00

0 引言

改革開放的四十年是中國經濟騰飛的四十年，也是中國公路大發展的四十年，目前，中國公路總里程已達484.65萬公里、高速公路達14.26萬公里，居世界第一，隨著公路事業的飛速發展，各等級公路的持續建設，瀝青混凝土路面的比重越來越大，這也帶動砂石料、瀝青化工產業的迅猛發展。大量的開山炸石和河道采挖，造成森林植被減少、水土流失等生態問題。黨的十九大召開后，“綠水青山就是金山銀山”的發展理念為各行各業指明了發展方向，環境治理力度也空前加大，一批批石料廠關閉，致使砂石原材料價格大幅攀升，原本捉衿見肘的養護經費更趨緊張。另一方面，養護部門銑刨和挖除的瀝青廢料堆積如山無法處理，發展綠色交通、公路材料循環再利用已迫在眉睫。瀝青路面的再生利用被引起重視，國內南方地區引進較早，全國除西藏外，其他省份已經進行了應用。2013年4月，甘肅省公路管理局在全省公路養護會議中明確提出要重點推行瀝青路面再生技術，各養護單位著手進行再生路面混合料路用性能、再生機理、再生劑開發、施工技術等方面的研究，白銀公路局從2013年起開始探索瀝青冷再生、熱再生技術并進行應用，已完成S207線2公里廠拌熱再生路段下面層的鋪筑，就地熱再生技術應用尚屬首次。

1瀝青路面再生技術特點

瀝青路面在車輛載荷及氣候因素的作用下，瀝青老化、延度降低、其柔韌變差，脆硬性升高，造成裂縫、擁包、即漿、車撤等病害，行車的舒適性、安全性下降。現場熱再生可恢復瀝青的路面性能，保留瀝青的組成及性能，同時緩解半剛性基層反射裂縫，修復瀝青路面變形類、裂縫類以及松散類病害，使集料級配和瀝青含量得到合理調整，存骨料的完好性。研究表明再生層與舊路面的連接是熱聯接，和傳統銑刨處理瀝青路面相比較，避免了可能出現的層間剪應力對瀝青路面造成的剪切破壞。

2 瀝青路面就地熱再生適用條件

就地熱再生施工比較適宜運營10～12年以下的路面且期間未做預防性養護，路面承載力應滿足要求，適合于路面淺層病害的處理，一般只限于路面表層4～5cm，車轍深度在1.5cm以內，就地熱再生更適合于自上而下的裂縫小于6cm，但對路面深層結構裂縫，特別是對貫通裂縫不能夠起根治作用。

3?工程案例

G6京藏高速公路（白銀段）由劉白、白蘭兩段組成，全長134.40m，分別于2002、2004年建成通車，已服設近14年，原路面結構形式：上面層為1cm微表處+4cm中粒式瀝青混凝土，中面層5cm為中粒式瀝青混凝，下面層為6cm粗粒式瀝青混凝土，基層為20cm為水泥穩定砂礫，底基層為28cm水泥石灰砂礫，近年來，路面縱橫向裂縫、抗相、即漿、車撤等病里大面積增長，行車的舒適性和安全性受到嚴重影響，急需對該公路進行養護維修。

3.1路況調查

對G6高速SK1428+900至SK143+700、XK1440-100至XK1450-400、 XK1450-000至XK1455+00等路段選取5個代表性檢測路段，每個路段長1km，路面損壞狀況指數（PCI）優67.9%，路面行駛質量指數（RQI）67.9，路面車轍深度指數（RDI）優24.5%、良75.6%，路面平整度狀況指數（PCI）優90%，按以上數據評價，再進行鉆芯取樣分析，發現結構層較穩定，路面整體技術狀況優良，路面病害相對較輕，表面裂并未整體貫通，該路段適合采取就地熱再生技術作為預防性養護措施。

3.2?原有瀝青路面RAP的性能評價

為保證室內試驗與現場級配的吻合，就地熱再生技術現場取樣采取切割大板的方式，禁止銑刨機銑刨，然后進行抽提試驗測定瀝青含量和瀝青混合料中礦料級配，并對每個測點的瀝青混合料的瀝青含量進行試驗測定，分析結果是瀝青平均油石比為3.9%，砂當量80%，針入度（0.1mm）37、軟化點（℃）60、針片狀顆粒含量（%）14，同時進行馬歇爾穩定度的試驗，試件的平均密度2.636g/cm、穩定度6.42kN、流值420.1mm）其中規范要求穩定度≥7.5kN、流值20～40。通過抽提試驗后，對原有礦料的級配進行分析發現，RAP礦料級配基本與AC-16型瀝青混合料級配范圍吻合，由于長期行車重荷載的作用，0.075mm篩孔通過率超出級配要求上限，且整體偏細，需添加一定比例新集料進行調整。

3.3確定再生劑用量

再生劑添加量以使舊瀝青性能恢復至原路面所使用瀝青標號（SBS I-C）的下一個等級（即SBS I-D）為目標，將再生劑以2%（與舊瀝青質量百分比計）的等差數列比例摻入回收的舊瀝青中，測定再生瀝青的三大指標，繪制變化曲線，用內插法初步確定再生劑用量，如表1所示。

試驗結果表明，隨著再生劑用量的增加，瀝青已軟化，表現為針入度、延度提高，軟化點降低，除延度指標外，其他指標已基本滿足規范技術指標要求。考慮到工程所處路段外運煤灰重載汽車較多，夏季氣溫較高，再生方案確定添加一定的新瀝青混合料，確定再生劑的最佳摻量為4%。

3.4 確定外加新集料配比及油石比

再生瀝青混合料油石比4.9%，外加新集料油石比1%（以無花白料，不析漏為準），剩余瀝青在現場同再生劑一起添加。粗集料采用白銀宏興石料廠產的10～20mm、5～10mm兩種規格石料，添加比例為30%。

4?就地熱再生施工

4.1施工工藝

復拌型就地熱再生施工工藝流程為：特殊路段的前期處理（原路面銑刨掉1cm微表處）一起點終點預處理一路面加熱一翻松一噴灑添加劑一收集舊料→提升→拌和（復拌）→攤鋪→接縫處理→碾壓→現場質魔檢測→開放交通。

4.2就地熱再生設備的配備

就地熱再生機組為多步法作業工藝，瀝青路面加熱是就地熱再生工藝的關鍵，在選擇加熱方式時，應充分考慮各種加熱方法的效率和特點、原路面結構、加熱時間、路面深度、環境風速和機械行駛速度對路面各層溫度的影響。本項目主要機械是鞍山森遠制造的SY4500瀝青路面熱再生重鋪機組1套（含2臺加熱機、1臺加熱銑刨機、1臺加熱復拌機）、鞍山森遠制造瀝青路面熱再生重鋪機組特點是熱風循環加熱，該方式溫度控性高，控制范圍較廣，不易造成瀝青的二次老化。

其他設備是9米攤鋪機1臺、30t以上的輪胎壓路機1臺、18t以上的雙鋼輪雙振壓路機1臺、12噸以上鋼輪振動壓路機1臺、新瀝青混合料生產設備1套、新瀝青混合料運輸車2輛、加油車1輛及再生劑輸送車等若干。

4.3施工過程

（1）第一臺加熱機，主要功能是對地面進行加熱以便使老路的混合料溫度滿足瀝青施工需要溫度（根據天氣情況、外部環境等情況一般以1～4米的速度行走，后面的機械設備都以其為標準緊隨其后）本次施工第一臺加熱機加熱能使地面溫度達到150℃～170℃，厚度在2cm左右，加熱寬度應比熱再生處理寬度兩側至少各寬出15cm。但確保保留的一側標線盡量不發生任何局部過熱或燒焦現象。

（2）第二臺加熱機（型號、功能與第一臺一樣）加熱能使地面溫度達到160℃～180℃，厚度在4cm左右。

（3）第三臺加熱銑刨機，它的主要功能是對已加熱的老路面瀝青砼進行粉碎和添加再生劑，在銑刨完成后的溫度為100℃～130℃，并且自帶一定的加熱功能，以彌補因銑刨造成的混合料溫度損失。銑刨輪以前后的梯隊形式前進，共分三個銑刨輪，1號、2號銑刨輪將兩側的老路面進行銑刨的同時將混合料全部收集到施工車道的中心，再用3號銑刨輪銑刨中心的老路面。3號銑刨輪在銑刨的同時在它的附近帶有一排添加再生劑的管子，共8個孔，均勻的將再生劑添加在混合料中。最后銑刨完成的混合料斷面成梯形堆放在施工車道的中心，為后面的復拌機進料做好準備。

（4）第四臺復拌機，它的主要功能是將銑刨完成的混合料與添加的新拌混合料攪拌均勻并將混合料用刮料器送到攤鋪機里，復拌后的混合料溫度在110℃～130℃。

（5）第五臺為普通瀝青混合料攤鋪機，它主要是將送到攤鋪機里的混合料鋪成型。攤鋪成型后的溫度為120℃左右，略比正常的瀝青砼施工溫度低。

（6）攤鋪機后面為普通瀝青砼施工的三臺壓路機，工作程序也與普通瀝青砼施工相近，壓路機與攤鋪機二者之間的距離宜小于10m，嚴格控制碾壓的最低溫度，初壓由雙鋼輪壓路機靜壓2遍，復壓由雙鋼輪壓路機振壓3遍、輪胎壓路機靜壓4遍，終壓由雙鋼輪壓路機靜壓2遍，整個碾壓過程緊湊，在溫度下降較小的時間段內碾壓成型，實際終壓完成在70℃左右，表面溫度在50～60℃。

5?現場質量檢測及評價

碾壓完成后的現場質量檢測，主要是在路面冷卻后，開放交通前，經檢測構造深度0.66mm、滲水系數為60ml/min、劈列強度1.8MP、路面PQI為96，均符合公路工程質量檢驗評定標準要求。

6?結語

瀝青路面熱再生技術能有效修復路面裂縫類及松散類非結構性病害，減少了對砂石材料的需求量，節約了養護經費，使更多的的舊瀝青路面得以修復，從而改善了道路狀況，符合綠色交通戰略中廢物資源化的要求，是舊路快速翻新的新途徑、新嘗試。

參考文獻

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收稿日期：2019-05-08

作者簡介：王繼承（1976—），男，甘肅張掖人，本科，高級工程師，研究方向：公路養護工程。

Application of Asphalt Pavement Thermal Regeneration Technology in Highway Maintenance

Wang Jicheng

（Baiyin Highway Bureau of Gansu Province， Baiyin Gansu ?730900）

Abstract：?The in-situ thermal regeneration construction of asphalt pavement can maximize the reuse of old asphalt mixture. In the process of road surface maintenance， reducing the use of new aggregates and asphalt on the road surface is an application technology worthy of promotion at this stage of road maintenance. Based on the characteristics of in-situ thermal regeneration technology， this paper conducts a detailed analysis of key in-situ thermal regeneration quality construction techniques for highway asphalt pavements， with a view to improving the overall quality level of highway maintenance construction.

Keywords：?waste; in-situ thermal regeneration; highway maintenance