復拌就地熱再生技術在高速公路上規?；瘧玫难芯?/h1>
2020-08-10 10:49:21方云飛
裝備維修技術 2020年33期 關鍵詞：高速公路
方云飛
摘 要：本文基于對就地熱再生施工規模高達百萬平方米的全過程施工管理，工藝采用了成熟的施工裝備，通過大量的試驗研究驗證了該工藝在混合料加熱復拌、路用性能方面的成效，結果表明規?；瘧迷摷夹g已完全成熟。同時通過有效的管理在工程造價、節能減排方面取得了良好的成效，合理地使用該技術對于擁有公路里程長達15萬公里的我國來說有著尤其重要的意義，具有極強的推廣價值。
關鍵詞：就地熱再生;高速公路 ;規模化應用
1 前言
國內應用瀝青再生技術起步較晚，從2000年以后，瀝青路面再生技術應用明顯增加，但仍遠低于發達國家90%以上的循環利用率。且受限于早年就地熱再生設備技術，其在應用上仍然難以得到公路養護單位的認可。近幾年，隨著復拌就地熱再生列車組設備的逐漸成熟，施工成本已遠低于銑刨重鋪工藝，其復拌后的路面各項性能指標也完全能滿足規范要求。因此，規模化的復拌再生施工也開始出現。交通部“十三五”公路養護發展綱要中明確提出了高速公路廢舊路面材料循環利用率要達到95%，這也意味著將來會有越來越多的公路使用再生技術。
2 工程概述
2.1 舊路面情況
項目位于高速公路上，該高速通車運營已達12年，路面主要的病害有車轍、結構裂縫、疲勞裂縫，抗滑能力下降趨勢明顯。經檢測，大部分路段車轍深度均在20mm以內;既有從下到上的結構性裂縫，也有從上到下的疲勞裂縫;既有橫向裂縫也有縱向裂縫;裂縫開裂寬度多在5mm以內;路面結構強度指數PSSI均在95以上。舊路面上面層瀝青混合料回收料（RAP）檢測的各項指標見RAP檢測指標表（表1）：
從以上檢測結果可看出，高速公路運營12年后呈現出了瀝青老化、混合料穩定度下降、流值上升，伴隨輕、中度車轍病害，屬于比較典型的路面老化現象。舊路面結構強度尚好，病害尚未發展到很嚴重的程度;車轍病害均在20mm以內，嚴重裂縫和疲勞裂縫尚未大面積出現;瀝青老化程度未到難以恢復的程度（據再生技術規范，瀝青針入度低于2mm后將較難再生）。
因此，選擇養護的時機比較恰當，從技術適用性上看也符合復拌就地熱再生工藝對RAP的要求。
2.2 設計方案及材料要求
目前，公路瀝青路面再生技術規范中，并未明確舊路面病害發展到何種程度時采用再生技術，設計單位需根據實際病害情況加以分級并采用不同的養護對策。本項目實施時是以車轍深度代表值進行分級，對介于 10≤RD≤20mm之間的路段，且 PCI 及 RQI評價為優或良時，才采用復拌就地熱再生方案，路面標高不變。再生的層位為舊路面上面層，厚度4cm。
材料要求：新瀝青混合料中的瀝青采用SBS改性瀝青，粗細集料均為耐磨性較好的輝綠巖，礦粉為石灰巖，再生劑采用再生規范中的RA-1型，材料各項性能指標均要符合現行瀝青路面施工規范要求。
2.3 生產配合比
結合路段舊路面材料油石比及級配情況，考慮到RAP材料可能存在的變異性，采用了每500米取樣抽提篩分的頻率，實際生產時對生產配合比進行微調整。新瀝青混合料的摻量占比為20%，原路面瀝青混合料占比為80%。再生劑含量為原路面瀝青混合料中的瀝青含量的3%，現場添加的新瀝青含量為原路面瀝青混合料中的集料含量的0.12%。詳見生產配合比表（表2）：
3 復拌就地熱再生的試驗實施
3.1 工藝流程
銑刨舊標線→鏟除道釘→局部銑刨舊路面→4臺HM16加熱機先后連續加熱舊路面→1臺RM6800再生機耙松舊路面同時現場添加再生劑和新瀝青→1臺HM18加熱機加熱舊料攏料帶、舊料原地拌和及收攏→鋪設抗裂貼修補結構裂縫→1臺受料機及1臺自卸汽車將新瀝青混合料卸至舊料攏料帶→1臺EM6500提升復拌機提升新舊瀝青混合料并在拌缸內攪拌→新舊瀝青混合料卸至攤鋪機攤鋪→鋼輪壓路機初壓→膠輪壓路機復壓→鋼輪壓路機終壓。
3.2 施工控制要點，見表3
4 復拌就地熱再生技術的路用性能
施工完成后，對混合料及成型路面的各項指標進行了檢測，檢測結果見表4，關鍵指標與規范要求見下表：
由表4數據可看出，各項指標均優于設計及規范要求。穩定度平均達到了14KN，表明混合料的強度優異;動穩定度平均達到了5350次，其抗車轍能力有保障;壓實度也高于技術要求，從滲水系數遠低于200ml/min上看，也從側面反映了其壓實效果很好;低于100ml/min的滲水系數表明其抗水損性能優良;構造深度達標。因此，通過施工各環節的嚴格控制，復拌就地熱再生工藝的施工效果完全能滿足甚至多數指標還遠優于設計及規范要求，表明其質量是能保證的。
此外，可通過觀察成型后的新路面及芯樣切面情況，舊路面粗集料為輝綠巖含量偏少，細集料為石灰巖含量較多，通過就地熱再生添加20%新料后混合料級配會進一步優化。復拌就地熱再生工藝碾壓成型后的路面其均勻程度不如新建路面，但瀝青膠漿的包裹效果良好。芯樣正切面粗集料的分布相對均勻，細集料的嵌擠也較好，是典型的懸浮密實結構;芯樣側切面集料均勻程度更好，表明混合料復拌與攤鋪效果佳。這與檢測指標較優的壓實度、穩定度、動穩定度、滲水系數相符。因此，工藝能達到優良的抗水損性能及抗車轍能力，施工質量達到了預期目標，其耐久性得到很大程度的保障，是目前超薄層罩面無法比擬的。
5 技術優勢及改進路線
（1）技術優勢
①較為優異的路用性能。熱再生工藝能達到遠優于規范指標的路用性能，介于新建路面與超薄層罩面之間，據過往經驗判斷其耐久性一般可達到8年以上。
②造價相對銑刨重鋪工藝低25%。規模化采用復拌就地熱再生當前的價格可降至68元/m2，遠低于銑刨重鋪工藝的90元/m2。
③施工速度快，較銑刨重鋪工藝提高50%。比銑刨重鋪工藝少了銑刨清掃、灑粘層油兩道工序，施工時間減少一半，且單個列車組單車道可施工1.8km/天，施工速度快一倍。施工110萬平方米的規模，也僅用了3個月，綜合少量雨天、機械故障、工作面轉場等因素，平均單個列車組施工產量也達到了單車道1km/天。
（2）改進路線
①可在加熱深度、薄層罩面或微表處后的路面適用等方面做一定的研究，也可研究高速公路舊路面材料在低速公路、中下面層層位的應用。
②在級配更可控、攪拌更合理，使復拌混合料均質性更接近于理論水平上做研究。設備仍有較大改進空間，如攪拌時間、攪拌方式、翻拌設備組合等。
③加熱溫度控制、加熱方式仍可深入研究，既要確保瀝青不因高溫二次老化過大，也要確保加熱足夠利于耙松和不打碎舊路面集料。
④為取得更好的路用性能，具有特殊作用的再生劑值得進一步研究，工藝本身不足可通過再生劑進行彌補，使混合料耐久性更好。
6 結束語
采用該工藝施工對正在通車運營的高速公路有諸多裨益，同時有著巨大的社會效益，總結如下：
（1）對社會影響小
因其施工速度快，列車組利用拖車頭即可轉場，單車道施工對通行車輛干擾小，既減少了因施工造成的通行費損失，也不至于給社會帶來太大影響。
（2）節能減排顯著，社會效益好
復拌就地熱再生工藝符合國家關于廣泛形成綠色生產生活方式、減少碳排放、建設美麗中國的目標要求，其對舊路面材料100%回收循環利用的優勢很好地響應了交通強國戰略。節能減排效果顯著，經估算，復拌熱再生工藝施工110萬平方米厚4cm路面較傳統銑刨加鋪工藝將節省新瀝青混合料8.8萬噸，減少瀝青廢料排放11萬噸，減少二氧化碳排放12420噸，減少廢氣排放1141萬立方米，節約能耗5933噸標準煤，具有極強的示范和推廣意義。
參考文獻：
[1]交通強國建設綱要.2019
[2]中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議.2020
[3]公路瀝青路面再生技術規范.2019
[4]瀝青路面就地熱再生技術研究與應用（第二版）施偉斌 張藝甫.
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關鍵詞：就地熱再生;高速公路 ;規模化應用
1 前言
國內應用瀝青再生技術起步較晚，從2000年以后，瀝青路面再生技術應用明顯增加，但仍遠低于發達國家90%以上的循環利用率。且受限于早年就地熱再生設備技術，其在應用上仍然難以得到公路養護單位的認可。近幾年，隨著復拌就地熱再生列車組設備的逐漸成熟，施工成本已遠低于銑刨重鋪工藝，其復拌后的路面各項性能指標也完全能滿足規范要求。因此，規模化的復拌再生施工也開始出現。交通部“十三五”公路養護發展綱要中明確提出了高速公路廢舊路面材料循環利用率要達到95%，這也意味著將來會有越來越多的公路使用再生技術。
2 工程概述
2.1 舊路面情況
項目位于高速公路上，該高速通車運營已達12年，路面主要的病害有車轍、結構裂縫、疲勞裂縫，抗滑能力下降趨勢明顯。經檢測，大部分路段車轍深度均在20mm以內;既有從下到上的結構性裂縫，也有從上到下的疲勞裂縫;既有橫向裂縫也有縱向裂縫;裂縫開裂寬度多在5mm以內;路面結構強度指數PSSI均在95以上。舊路面上面層瀝青混合料回收料（RAP）檢測的各項指標見RAP檢測指標表（表1）：
從以上檢測結果可看出，高速公路運營12年后呈現出了瀝青老化、混合料穩定度下降、流值上升，伴隨輕、中度車轍病害，屬于比較典型的路面老化現象。舊路面結構強度尚好，病害尚未發展到很嚴重的程度;車轍病害均在20mm以內，嚴重裂縫和疲勞裂縫尚未大面積出現;瀝青老化程度未到難以恢復的程度（據再生技術規范，瀝青針入度低于2mm后將較難再生）。
因此，選擇養護的時機比較恰當，從技術適用性上看也符合復拌就地熱再生工藝對RAP的要求。
2.2 設計方案及材料要求
目前，公路瀝青路面再生技術規范中，并未明確舊路面病害發展到何種程度時采用再生技術，設計單位需根據實際病害情況加以分級并采用不同的養護對策。本項目實施時是以車轍深度代表值進行分級，對介于 10≤RD≤20mm之間的路段，且 PCI 及 RQI評價為優或良時，才采用復拌就地熱再生方案，路面標高不變。再生的層位為舊路面上面層，厚度4cm。
材料要求：新瀝青混合料中的瀝青采用SBS改性瀝青，粗細集料均為耐磨性較好的輝綠巖，礦粉為石灰巖，再生劑采用再生規范中的RA-1型，材料各項性能指標均要符合現行瀝青路面施工規范要求。
2.3 生產配合比
結合路段舊路面材料油石比及級配情況，考慮到RAP材料可能存在的變異性，采用了每500米取樣抽提篩分的頻率，實際生產時對生產配合比進行微調整。新瀝青混合料的摻量占比為20%，原路面瀝青混合料占比為80%。再生劑含量為原路面瀝青混合料中的瀝青含量的3%，現場添加的新瀝青含量為原路面瀝青混合料中的集料含量的0.12%。詳見生產配合比表（表2）：
3 復拌就地熱再生的試驗實施
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由表4數據可看出，各項指標均優于設計及規范要求。穩定度平均達到了14KN，表明混合料的強度優異;動穩定度平均達到了5350次，其抗車轍能力有保障;壓實度也高于技術要求，從滲水系數遠低于200ml/min上看，也從側面反映了其壓實效果很好;低于100ml/min的滲水系數表明其抗水損性能優良;構造深度達標。因此，通過施工各環節的嚴格控制，復拌就地熱再生工藝的施工效果完全能滿足甚至多數指標還遠優于設計及規范要求，表明其質量是能保證的。
此外，可通過觀察成型后的新路面及芯樣切面情況，舊路面粗集料為輝綠巖含量偏少，細集料為石灰巖含量較多，通過就地熱再生添加20%新料后混合料級配會進一步優化。復拌就地熱再生工藝碾壓成型后的路面其均勻程度不如新建路面，但瀝青膠漿的包裹效果良好。芯樣正切面粗集料的分布相對均勻，細集料的嵌擠也較好，是典型的懸浮密實結構;芯樣側切面集料均勻程度更好，表明混合料復拌與攤鋪效果佳。這與檢測指標較優的壓實度、穩定度、動穩定度、滲水系數相符。因此，工藝能達到優良的抗水損性能及抗車轍能力，施工質量達到了預期目標，其耐久性得到很大程度的保障，是目前超薄層罩面無法比擬的。
5 技術優勢及改進路線
（1）技術優勢
①較為優異的路用性能。熱再生工藝能達到遠優于規范指標的路用性能，介于新建路面與超薄層罩面之間，據過往經驗判斷其耐久性一般可達到8年以上。
②造價相對銑刨重鋪工藝低25%。規模化采用復拌就地熱再生當前的價格可降至68元/m2，遠低于銑刨重鋪工藝的90元/m2。
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④為取得更好的路用性能，具有特殊作用的再生劑值得進一步研究，工藝本身不足可通過再生劑進行彌補，使混合料耐久性更好。
6 結束語
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（1）對社會影響小
因其施工速度快，列車組利用拖車頭即可轉場，單車道施工對通行車輛干擾小，既減少了因施工造成的通行費損失，也不至于給社會帶來太大影響。
（2）節能減排顯著，社會效益好
復拌就地熱再生工藝符合國家關于廣泛形成綠色生產生活方式、減少碳排放、建設美麗中國的目標要求，其對舊路面材料100%回收循環利用的優勢很好地響應了交通強國戰略。節能減排效果顯著，經估算，復拌熱再生工藝施工110萬平方米厚4cm路面較傳統銑刨加鋪工藝將節省新瀝青混合料8.8萬噸，減少瀝青廢料排放11萬噸，減少二氧化碳排放12420噸，減少廢氣排放1141萬立方米，節約能耗5933噸標準煤，具有極強的示范和推廣意義。
參考文獻：
[1]交通強國建設綱要.2019
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