就地熱再生技術在福建省高速公路養護中的應用

黃世勛

（福建省高速公路集團有限公司福州管理分公司，福州 350000）

1 就地熱再生技術簡介

就地熱再生技術是指利用專用的就地熱再生設備，對瀝青路面進行現場加熱、 翻松， 摻入一定數量的新集料、新瀝青、再生劑等，經混拌、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現對表面一定深度范圍內（一般不超過6cm）的舊瀝青混凝土路面再生的一種技術。根據施工工藝不同，它可分為復拌再生、加鋪再生、整形再生三種。 該技術適用于僅存在淺層輕微病害的高速公路及一、 二級公路瀝青路面表面層，就地再生層可用作上面層或者中面層，再生深度一般為20～50mm。 2002 年我省福泉高速公路、福寧高速公路養護工程就引進采用了該技術， 由于當時施工機械的技術限制未能大規模推廣；近幾年，隨著就地熱再生施工機組的更新完善， 我省又在泉三高速公路等路段的養護工程上采用了該技術。

2 工程概況

泉三高速就地熱再生施工段為泉州至三明段A 道K96+570～K97+000 段，路面處置寬度7.5m，原路面瀝青面層的上面層為4cm AC-16 中粒式瀝青混凝土。

通過對施工段路面狀況進行實際勘測， 發現施工段無明顯車轍，其主要病害為橫向裂縫與表層集料脫落。具體裂縫類病害表現如圖1 所示。

考慮到施工段主要表現為路面功能性病害， 無基層病害出現，結合就地熱再生技術本身使用的特性，適宜采用就地熱再生技術進行處理。 本次就地熱再生施工段設計再生厚度4cm，外摻固定級配的改性瀝青混凝土，外加SBS 改性瀝青，再生劑采用SZS 型瀝青再生劑，同時施工過程中添加LM-S 瀝青混合料改性劑改善再生瀝青混合料性能。

圖1 施工段路面橫向裂縫

3 現場施工

3.1 施工工藝

根據工程特點，本次施工采用復拌再生工藝。其施工流程為：路面加熱→加熱銑刨、添加再生劑、新瀝青→添加新瀝青混合料→復拌再生→攤鋪→碾壓→自然降溫至50℃以下→檢測→開放交通。 對應項目的工藝流程，就地熱再生施工機組配置及功能如圖2 所示。

圖2 就地熱再生施工機組配置

3.2 施工控制

施工質量控制主要表現在路面的加熱溫度、 銑刨深度、施工接縫、平整度、壓實度、再生瀝青混合料級配與瀝青含量等。

（1）加熱溫度控制

對施工各環節的溫度設專人跟蹤監測， 各環節溫度最終應滿足攤鋪溫度要求。

（2）銑刨深度

配備專人負責測量銑刨深度，隨時檢查，發現銑刨深度誤差過大時及時調整， 銑刨深度誤差不超過±4mm，應盡量做到準確。

必須使H型鋼對正，不應出現中心偏斜。一般施焊時先焊下部，為了補償這部分焊接過程中所造成的上縮，應把H型鋼的上部間隙放大0.5～2.0mm，作為反變形量。如發現有缺陷，必須鏟平重焊。

（3）平整度控制

攤鋪機采用非接觸式超聲波自動找平基準梁控制，確保攤鋪的平整度。控制好攤鋪機的行進速度，盡量少停機，而且厚度要均勻。 如果攤鋪機沒有平衡梁，應加強現場監控，采用插入式測量松鋪厚度，發現厚度偏差較大時及時查找原因并予以糾正。 逐車道施工時應嚴格控制松鋪系數和縱向接縫的碾壓， 不同壓實段落間應無明顯界限。控制好壓路機的碾壓工藝，不能急起步、急剎車，行駛要平穩。

（4）接縫處理

起步的橫向接縫及施工過程的縱向接縫都需要人工進行處理：對于出現溝槽和缺料現象時，需人工用鐵鍬補足所缺料，然后再用耙子耙平后推齊、推平接縫，并把大顆粒骨料去除，保證接縫處混合料飽滿、質密，接縫線型平直。

（5）橋頭伸縮縫處理

為保證橋頭縱向鏈接平順， 可以在兩側采用鋁合金導軌做參考基準， 使路面高度與伸縮縫高度平順過度以防橋頭跳車現象，過度長度以10m 左右為宜。

（6）路面壓實度控制

采用大噸位雙鋼輪振動壓路機， 采取跟進式碾壓方式，壓路機緊跟攤鋪機對路面進行碾壓，二者之間的距離不宜大于10m。 保證碾壓遍數，使壓實度符合規范要求。

4 質量控制

4.1 主要檢測內容

就地熱再生施工段所涉及到的主要試驗檢測內容有：施工過程中溫度監測（包括加熱溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度）；原路面級配與瀝青含量評價；再生后路面級配與瀝青含量評價；就地熱再生瀝青混合料性能評價；就地熱再生施工段使用性能評價（滲水、壓實度、構造深度、平整度）。

4.2 室內試驗與分析

（1）施工過程中溫度監測

再生瀝青混合料的溫度影響壓實瀝青混合料的路用性能，通過對施工過程中各項溫度進行監控，可以評價就地熱再生施工過程中溫度的變化范圍， 預估就地熱再生性能。 根據再生機組施工流程，對上行行車道K96+570～K97+000 段進行全過程溫度監測。

施工過程中就地熱再生加熱機組的溫度變化如圖3所示。從圖中可以看出，隨著三臺加熱機組陸續對路面進行加熱，路表溫度總體呈上升的趨勢。

圖3 就地熱再生加熱機組加熱溫度變化

新、 舊瀝青混合料在混合過程中溫度變化如圖4 所示。 由圖可見，新、舊瀝青混合料在混合料形成的再生瀝青混合料溫度在139.6℃～148.5℃之間，滿足施工要求。

圖4 施工過程中新、舊瀝青混合料溫度變化

（2）原路面級配與瀝青含量評價

分別對行車道K96+570、 超車道K97+000 銑刨前后的原路面進行取樣。 銑刨前的路面主要以切割形式取路面板進行試驗， 銑刨后的路面直接進行取樣試驗， 得到行、超車道路面的級配與含油量，見表1 與表2。 比較試驗結果可知，路面銑刨后級配為AC-13 型且級配偏細。

（3）再生后路面級配與瀝青含量評價

施工結束開放交通一周后對上述位置進行取樣，對車道的再生瀝青混合料進行檢測。試驗得到超車道、行車道再生瀝青混合料級配與瀝青含量檢測結果見表3。

表1 銑刨前原路面級配與瀝青含量

表2 銑刨后原路面級配與瀝青含量

表3 再生后超車道級配與瀝青含量

由上可知， 超車道的再生瀝青混合料瀝青含量為4.85%；行車道的再生瀝青混合料瀝青含量為4.66%。 再生瀝青混合料實際施工級配與含油量達到了設計要求。

（4）就地熱再生瀝青混合料性能評價

考慮到就地熱再生施工過程中溫度是浮動的， 為研究就地熱再生瀝青混合料在不同溫度下的性能， 選擇120℃、130℃、140℃對再生瀝青混合料進行馬歇爾試驗以及凍融劈裂試驗，測定再生瀝青混合料性能。試驗結果見表4。

表4 再生瀝青混合料性能結果

由表4 可知， 本次就地熱再生混合料的性能能夠滿足規范要求；同時隨著成型溫度的降低，再生瀝青混合料穩定度與在凍融劈裂強度比逐漸下降， 空隙率也隨之偏大。

4.3 路面現場檢測

工程結束后為了評估本次就地熱再生施工段的使用性能，進行了路面平整度、壓實度、滲水性能與構造深度等檢測。 結果分別見表5 與表6。

表5 平整度檢測結果

表6 構造、滲水、壓實度檢測結果

根據表中的數據可知， 就地熱再生施工后路面的各項檢測指標均滿足規范要求。

5 結語

福建省高速公路的路面養護隨著我省高速公路的快速發展越來越重要， 且任務隨著早期通車的高速公路已經全面進入了大修期變得越來越繁重， 研究適合的公路養護技術迫在眉睫。 就地熱再生作為一種新型的養護技術，不僅可以充分的利用廢舊混合料資源，還可以做到節約資金和環境保護， 是實現瀝青路面可持續發展的一個行之有效的方法，在適宜的路面上可以大規模采用。