瀝青路面就地熱再生施工技術優化設計及其施工要點

摘要：為了提高瀝青路面就地熱再生的施工質量，結合工程實例，從舊混合料采樣方法、舊料分析、再生劑類型與使用劑量、新混合料設計等方面，對就地熱再生瀝青混合料配比進行優化設計，并從施工前期準備、軟化加熱、舊路面刨銑、添加新料與復拌、攤鋪作業、鋪層壓實等方面，對就地熱再生施工技術要點進行分析。檢測結果顯示：竣工后該瀝青路面各項性能均滿足要求，表明該施工技術對于項目順利完工發揮了重要作用。

關鍵詞：高速公路；瀝青路面；就地熱再生；施工技術

0 " 引言

就地熱再生技術是指利用專業熱再生機組裝備，對舊瀝青路面進行加熱、刨銑、翻松，摻加再生劑和一定比例新瀝青，復拌形成新瀝青混合料，通過攤鋪、碾壓等工序，完成對舊路面處理和新路面鋪筑攤鋪[1]。長期的施工經驗表明，合理應用瀝青混凝土路面就地熱再生技術，可以有效地提高瀝青混凝土路面的使用性能，延長其使用壽命[2]。

本文結合工程實例，從舊混合料采樣方法、舊料分析、再生劑類型與使用劑量、新混合料設計等方面，對就地熱再生瀝青混合料配比進行優化設計，并從施工前期準備、軟化加熱、舊路面刨銑、添加新料與復拌、攤鋪作業、鋪層壓實等方面，對就地熱再生施工技術進行了分析。

1 "工程概況

某公路路面結構為改性SBS瀝青AC-13（4cm）+改性SBS瀝青AC-20（6cm）+常規瀝青AC-25（6cm）+冷再生（12cm）+水泥穩定碎石（20cm）+級配碎石（32cm）。該公路經歷長時間使用后，部分路面產生了裂縫、坑槽、泛油及車轍等病害，為保障路面正常使用，決定采用就地熱再生技術對其進行養護改造。

2 " 就地熱再生瀝青混合料配比設計

2.1 " 舊混合料采樣方法

舊料采樣一般經歷以下過程：在不影響級配的前提下，對舊路面進行切割、取料；對所取舊料進行清洗和篩分，選擇合適的溫度進行烘軟處理[3]。

2.2 " 舊料分析

舊料分析主要包括兩方面的內容：一是檢測舊料的級配，分析其是否滿足路面使用功能的要求，為再生混合料級配設計提供技術資料[4]；二是查驗舊料的性能指標是否符合規范要求。案例工程中舊料不同級配的過篩質量百分比如表1所示。

對舊料不同級配進行過篩分析認為，粒徑0.075mm的質量百分比高出設計級配，是因為長時期載荷影響下粗骨料細化造成的。粒徑2.36mm的過篩率低于40%，說明瀝青混合料系屬AC-13C型。

該公路所在地區年平均氣溫在17.0～17.8℃之間，盛夏時會出現40℃以上的極端高溫，此級配基本滿足應用要求，不需要大幅調整。

2.3 " 再生劑與使用劑量

再生劑必須采用符合環保要求的產品，不得使用含有對瀝青或混凝土有不利影響的添加劑，并應符合現行國家標準《公路瀝青路面施工技術規范》（JTGF-40）的有關規定[5]。使用再生劑時，應采用有資質的單位進行現場試驗。

再生劑必須采用符合環保要求的產品，不得使用含有對瀝青或混凝土有不利影響的添加劑，并應符合現行國家標準《公路瀝青路面施工技術規范》（JTGF-40）的有關規定。使用再生劑時應采用有資質的單位進行現場試驗。再生劑的推薦劑量一般為舊瀝青料質量的3%～8%。

研究表明[5]，伴隨再生劑劑量的降低，瀝青軟化功能也隨之降低，軟化點升高，延度和針入度降低。舊瀝青混合料要求25℃針入度為4.0～6.0mm，軟化點≥60℃，5℃延度≥20cm。當再生劑添加量為3%時，針入度、軟化點、延度指標均滿足規范的要求，且再生劑對瀝青混合料功能的影響并不明確，因此遵循盡可能少用再生劑的設計原則，確定以舊瀝青質量的3%作為再生劑的劑量標準。

2.4 " 新混合料設計

2.4.1 " 骨料級配的確定

鑒于舊料級配滿足該區段的路用要求，以不大幅度調節原級配為原則，在考慮級配對新混合料的功能影響出發，分別進行A、B、C等3組級配試驗[6]。其中接近舊級配為A級配，偏粗的為B級配，偏細的為C級配，3個級配具體見表2所示。

2.4.2 " 最優新瀝青劑量確定

通過馬歇爾試驗進行設計，選擇再生混合料最優瀝青用量[7-8]。馬歇爾試驗目的在于通過對混合料密實度、流值、穩定度等指標進行分析，確定再生新混合料的最優瀝青劑量。由于A、C級配較為接近，所以該部分設計僅考慮A級配和B級配。

分別對A、B級配的5種新瀝青劑量進行預估。A級配中，新瀝青劑量取3.80%、4.30%、4.80%、5.30%、5.80%共5種摻量；B級配中，新瀝青劑量取1.50%、2.00%、2.50%、3.00%、3.50%共5種摻量。通過馬歇爾試驗可知，A級配和B級配的新瀝青最優用量分別為5.15%和2.42%。

應用車轍試驗評估再生瀝青混合料料高溫穩定性，試驗檢測結果顯示，A、B級配的動穩度DS值均高于2800，表明再生瀝青混合料的高溫性能遠大于普通的瀝青混合料。A、B級配間，B級配動穩度比較低，A級配混合料的高溫穩定性更好。

相關規范規定，再生混合料的水穩定性標準為85%。浸水馬歇爾試驗顯示，A、B級配的殘留穩定度分別為98.40%和82.44%，B級配水穩定度比A級配低約10%，而A級配水穩定度在兩組級配中最好，并且超過規范要求的85%。分析認為，由于B級配的瀝青劑量低、混合料間隙率高，造成瀝青與骨料之間的黏附性薄弱，因而混合料的抗水損性能不足。A級配克服了B級配存在的不足，具有較優的抗水損性能。

2.5 " 再生混合料配比設計

就地熱再生施工利用再生重鋪機器設備進行施工，為適合再生重鋪機器設備的攤鋪，建議新老瀝青混合料采取1：9比例復合，瀝青混合料合成級配見表3所示。經計算，獲得再生瀝青混合料A、B級配的最優瀝青劑量分別是4.80%和4.50%。

3 " 就地熱再生技術施工要點

3.1 " 施工前期準備

就地熱再生機器設備必須具備良好的性能。首先，設備要有足夠的功率，以保證加熱功率的穩定性。其次，要具有適宜的作業速度，以確保就地熱再生機組具有較高的作業效率。最后，要有良好的操作性能和運行穩定性，保證設備的良好狀態。在選擇就地熱再生機器設備時，必須根據施工現場實際情況進行選擇，要確保其具有足夠的功率和良好的性能。

施工前，要對特殊路面部位進行預處理，比如清理去除標線，對伸縮縫等區域開展預刨銑，用融熱板對伸縮縫進行保護。同時要清理去除舊路面的灌縫材料、橡膠瀝青層和微表處面層。試驗路長度通常不低于200m，工前檢查裝備技術狀態，校準裝備技術參數。啟動正式施工以前，清潔處理原路面。

3.2 " 軟化加熱

就地熱再生機組利用柴油燃料進行循環熱風加熱，加熱溫度影響刨銑均勻性。通常加熱溫度要保持在180℃以上，以降低刨銑對原級配的影響，同時也保障了舊路瀝青得到充分軟化，重新獲得良好的流動性。

案例工程中利用2臺加熱機，加熱時發現，加熱后的舊路瀝青層的溫度仍然過低，銑刨容易將舊瀝青混合料中的粗集料打碎，加大級配的變異性，進而影響再生瀝青混合料的路用性能。因此，施工中改用3臺加熱車預熱，現場施工功效顯著改善，符合再生瀝青混合料級配變異的控制需求。

3.3 " 舊路面刨銑

刨銑是就地熱再生技術的關鍵技術環節，直接影響舊料的級配變異性和均勻性，間接影響再生瀝青混合料路面功效。選用優質、耐磨的刨銑刀，有利于提高刨銑層基面平整度，保障再生路面新料鋪層的均勻性。經中間銑刨鼓噴灑再生劑之后，再生劑和瀝青舊料在刨銑罩內充分混合，保證了舊瀝青混合料的再生功效。

3.4 " 添加新料與復拌

該路段原路面銑刨的舊瀝青料利用率為100%，摻配新瀝青混合料為10%，以改善舊瀝青混合料的級配。新混合料在拌合站進行集中拌和，并用卡車運到攤鋪現場。拌和站新料拌和速度須合理配置，以確保運輸和現場鋪筑速率協調，防止發生待機、斷料以及積料待卸等問題。

摻拌溫度對瀝青混合料各項性能均有重要影響要素。摻拌溫度太低，摻拌相對困難，不能保證瀝青與骨料拌和充分，容易造成瀝青不能均勻裹附骨料的情況。摻拌溫度太高，加快瀝青老化反應，混合料功效降低，路面使用壽命會受到一定影響。為保證殘留穩定度、間隙率等技術指標符合要求，摻拌溫度一般應控制在150℃以上，初碾壓溫度應控制在135℃以上。

3.5 " 攤鋪作業

拌和好的再生混合料，由再生料攤鋪機攤鋪。攤鋪時瀝青混合料溫度應控制在140℃左右，一旦溫度低于該溫度，要及時分析原因并進行處理。要嚴格控制攤鋪機組的攤鋪速率，出現鋪層不均勻、高度異常或離析時，要及時處理。

3.6 " 鋪層壓實

碾壓是瀝青再生混合料路面施工的關鍵工序之一，碾壓質量決定路面壓實質量。碾壓溫度控制和碾壓方式組合是瀝青再生混合料壓實質量控制的關鍵，將直接影響碾壓質量和再生路面的技術應用效果。攤鋪完成后，先靜壓、再振動碾壓，然后用膠輪壓路機揉搓碾壓，最后用鋼輪壓路機碾壓找平[9]。初壓、復壓、終壓的溫度，應分別控制在140℃以上、130℃以上、110℃以上。

4 " 再生混合料路面檢測

檢測平整度IRI指數，應用3m直尺檢測路面平整度，共檢測43段，100%合格率，獲得IRI均值為2.2mm。鉆芯取樣，對路面壓實度進行檢測，檢測結果顯示，部分級配B的壓實度檢測點存在不滿足要求的情況，級配A的功效良好，壓實度均滿足設計要求。厚度檢測共計檢測43個點，厚度誤差2.8mm。檢測路面外觀，瀝青混合料再生路面平整，無顯著病害。對路面進行滲水測試，滿足面層滲水系數≤300ml/min的設計要求，可見級配A滲水系數符合設計要求。

5 " 結束語

就地熱再生工藝具有材料再利用、節約工期、施工便捷、交通影響低等優勢。合理應用瀝青混凝土路面就地熱再生技術，可以有效地提高瀝青混凝土路面的使用性能，延長其使用壽命。

本文結合工程實例，從舊混合料采樣方法、舊料分析、再生劑類型與使用劑量、新混合料設計等方面，對就地熱再生瀝青混合料配比進行優化設計，并從施工前期準備、軟化加熱、舊路面刨銑、添加新料與復拌、攤鋪作業、鋪層壓實等方面，對就地熱再生施工技術要點進行分析。最后進行再生混合料路面性能檢測，檢測結果顯示：該項目的就地熱再生新鋪瀝青路面的平整度、滲水系數、鉆芯厚度和壓實度等性能符合設計要求。

參考文獻

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