公路工程改造中就地熱再生技術的應用

王海新

(內蒙古交通職業技術學院道路橋梁工程系，內蒙古 赤峰 024200)

0 引言

公路工程總長23.4 km，路面存在不同程度的病害，對車輛行駛造成了隱患。為確保公路改造質量，需要在早期采取微表處技術，實現公路路面的預防性養護處理，但并不能完全根除原有路面中存在的病害，所以施工方結合路面實際，采用就地熱再生技術對本路段進行改造。

1 路面病害分析

公路工程路基路面主要存在碾壓車轍、橫縱向裂縫及不同程度的凹坑。為確定路基路面的損傷深度，采用鉆芯取樣法進行檢測。通過對路面病害的深度檢測發現，該施工路段上下游部分的病害差別較大。根據道路病害嚴重程度，鉆芯取樣選擇在改造路段的上行車道部分進行。在車道輪軌帶位置及路肩位置預設22個取樣點，所設的芯樣中，有50%的芯樣存在裂紋，導致中下層破壞，其中一個芯樣在網格裂紋處較松散，無法形成，結果表明，輪軌帶縱裂處中下層損傷率達78%，這意味著瀝青路面的冷再生基層受到了不同程度的破壞。不同位置的采樣數據結果有很大差別，其中芯樣比較完整的均分布在車道中心和路肩，位于縱向裂縫中的巖芯樣大多呈現貫通性裂縫，導致路面路基的上中下層之間分離，部分出現斷面。

為查明病害原因，需要明確路面病害是否與路基結構的深度損傷有關，因此需要進行深度檢測。采用彎沉試驗，結果見表1。

表1 K598+300—K603+700 段自動彎沉儀測試統計結果

由此可見，向上方向的路面破壞更為嚴重。實測彎沉與原路面設計的彎沉33(0.01 mm)標準相比，彎沉值要遠小于原路面值，表明本改造段路面的路基結構比較完整。

2 就地熱再生技術原理及優勢

檢測廢舊瀝青發現，瀝青油分含量減少，但膠質、瀝青質含量卻有所提升，這是出現瀝青老化現象的根本原因。將新瀝青材料、再生劑適量摻加到舊瀝青內，均勻拌和，可構成再生瀝青，這種材料相比普通瀝青材料，性能更具優勢。就地熱再生技術是在瀝青再生基礎上發展起來的，是指通過專用設備進行瀝青路面加熱、銑刨、復拌等施工工藝達到修復路面病害的目的。瀝青混凝土路面的設計基本理論為全連接彈性體系，如果層間連接不好，則層間剪應力將大大增加。應用就地熱再生技術，可實現舊路面與路面再生層之間的熱連接，改善路面級配，降低空隙率。可按原路面級配恢復原設計，提高道路路面的使用性能，延緩瀝青路面的反射裂縫。應用就地熱再生技術，可很好地控制裂縫或起到延緩作用，能夠充分利用工程材料，實現節能環保。

3 就地熱再生施工技術要點

3.1 路面病害處治

因本工程路面損害嚴重，多車轍、裂縫現象，需對原路面病害是否修復進行判定。若原路面無法修復，需局部做預處理施工。若路面可修復，應根據病害嚴重程度，合理選擇處理方式。針對車轍病害，當長度在500 m以上時，采用表面層就地熱再生方法施工，利用復拌熱再生處理，嚴控再生深度。長度在500 m以內時，需先做車轍處銑刨，粘貼抗裂貼，并灑布改性乳化瀝青黏層。針對裂縫病害，當縫寬在0.5 cm以下時，需在擴縫之后再灌縫處理。當縫寬在0.5 cm以上時，可先清縫，再灌縫處理。

3.2 瀝青路面加熱

根據施工要求，需要多輛加熱機械同時施工，相鄰兩輛設備距離控制在1 m左右。溫度是加熱施工的關鍵，若溫度過高，極易出現路面瀝青老化問題。若溫度過低，則會影響路面強度，無法有效壓實，所以需在整個過程中利用遠紅外測溫槍進行實時測量，保證溫度適宜。

3.3 摻加再生劑及瀝青材料

加熱機與銑刨機前后行駛，當銑刨鼓下降時，需要再生劑、新瀝青材料同時噴灑。瀝青路面銑刨過程中，針對路面軟化情況，充分拌和軟化瀝青，保證混合料的均勻性。在道路中間位置噴灑軟化瀝青，形成混合料集中帶，為鋪筑路面提供便利，此時需將材料溫度控制在110℃左右。銑刨速度需和瀝青再生劑、新拌混合料噴灑裝置的速度一致，保證配置合理。

3.4 新舊料復拌

銑刨機后方緊跟自卸車、復拌機。混合料通過自卸車向復拌機卸料，再行駛至銑刨機后方。利用刮板將復拌機料斗內的混合料堆放至料堆上，通過螺旋分料器均勻拌和。完成拌和作業后，需及時攤鋪、整平混合料，再通過復拌機加熱板進行加熱施工，并攪拌、攤鋪。根據工程建設需要，可選擇復拌機和新料摻加同步系統，按照復拌機行駛速度，做好新料摻加量控制。受料斗兩側指派專人負責摻加新料，保證混合料摻加量、攪拌情況滿足設計要求。

3.5 攤鋪施工

攤鋪機與復拌機同步施工，且行駛速度保持一致，盡可能縮短安全間距。攤鋪過程中，為保證中上面層具有良好熱黏結性能，要將攤鋪溫度控制在120℃～125℃。攤鋪應始終堅持連續、均勻、緩慢施工原則，嚴禁中途停車。如果混合料分離或攤鋪不均勻，需要及時處理。攤鋪如果不符合施工要求，可適當調整，通常將攤鋪速度控制在1.5～4.0 m/min。還應初步完成整平工作，采用夯錘進行路面整平，保證壓實度在85%左右。相比新瀝青混合料，再生瀝青混合料溫度較低，可增大熨平板振搗功率，盡可能增強密實度，降低熱量消散速度。為確保縱向接縫順平，須根據設計要求確定松鋪系數。

3.6 碾壓施工

就地熱再生施工壓路機壓實分為3個環節，即第一壓力、第二壓力和最終壓力。當初始壓力大于12 t時，可采用振動壓路機進行施工，次數為2～3次，其中靜壓力為1倍，振動壓力為2～3倍，碾壓速度為2.0～2.5 km/h，溫度不宜低于120℃。4～6次碾壓，應采用25 t以上的膠輥進行，碾壓速度應為4.0～5.0 km/h，溫度不低于110℃，最終壓實可達2～3次以上。路面壓實采用振動壓路機12 t以上，有效壓實路基層。整個路基層壓軋過程中，始終保持路面再生層的濕潤，但需要控制水量。