瀝青路面就地熱再生技術在高速公路養護中的應用

李成功

(山西交通科學研究院集團有限公司，山西 太原 030006)

1 就地熱再生技術工作原理

瀝青路面就地熱再生技術，是我國高速公路養護工作中一種比較常用的成熟路面養護工藝，是提高資源綜合評估的效率以及實現可持續性發展的重要技術措施。該項技術在上世紀70年代初，由歐美國家正式開發和應用并且逐漸引入到世界上各個國家，在高速公路養護工作中應用效果非常明顯。隨著我國高速公路工程施工規模的不斷擴張，瀝青路面就地熱再生施工工藝技術的應用程度也在不斷提升，在高速公路養護工作中發揮出了至關重要的作用。瀝青路面熱再生施工工藝技術，主要是使用就地熱再生機械設備，對舊的路面進行加熱放松并且收集廢棄材料，通過向其中加入一定量的再生劑以及新拌制的瀝青混合材料進行材料的充分混合攪拌處理，然后進行材料的攤鋪、熨平、碾壓成型，最終會形成新的瀝青混凝土表面層結構，有效恢復原有的瀝青路面通車性能，提高公路工程通車質量。

2 高速公路路面養護施工特點

2.1 周期較長

對于高速公路工程來講，在建設完成之后會直接投入到正常使用，在高速公路的使用過程中，必須要對路面進行必要的養護施工。針對高速公路路面養護施工工作來講，不但可以有效延長路面的使用期限，同時還可以有效提高路面結構的整體穩定性。高速公路相比于普通的公路來講，汽車的行駛速度更快進而造成了路面維護施工難度相對較大，在整個施工標準和要求方面則更加嚴格。因此，對于高速公路路面養護工作來講，必須要具有長期性的工作特點，保證高速公路路面養護工作的周期性開展。

2.2 養護對象較多

在高速公路工程建設施工當中所涵蓋的施工內容相對比較復雜，其中重點包含了路基施工、路面施工以及邊坡施工等。在施工過程中會受到周圍環境因素的影響，必須要充分做好各環節的防護工作。對于高速公路工程建設施工來講，在施工當中所涉及到的養護對象相對較多，公路工程施工質量直接關系到了后續車輛行駛的安全性和穩定性。因此，要想全面提高高速公路的服務質量需要充分做好路面養護工作。在針對高速公路路面養護施工當中，需要對工程施工路面進行徹底清理，設計出必要的排水工作系統，充分保證排水工作系統的正常工作，全面提高養護工作效率和質量。

3 舊瀝青混合料熱再生技術材料配比

3.1 材料配合比分析

舊瀝青混合材料再生施工過程中的關鍵要點，是再生利用舊瀝青混合材料，根據相關研究工作分析可以看出，老化的瀝青材料可以通過一些專業的技術方法，經過處理之后恢復正常的道路使用工作性能和效果。因此，通過瀝青再生施工技術的合理使用，可以全面改善道路通車性能和穩定性，有效降低道路工程的養護工作成本，對等待高速公路項目工程實現節能性養護工作目標，在舊瀝青混合材料再生使用過程當中，為了充分保證混合材料的路用性能，本次施工當中需要以25 ℃的針入標準，作為瀝青老化程度的判斷工作指標。與此同時，因為原有的瀝青混合材料，在長時間受到大量車輛碾壓中的跡象，混合材料當中的骨料機配會產生變細去濕，因此在實際使用過程中需要對其進行綜合考慮。

3.2 熱再生瀝青試驗

在本次公路工程建設施工正式開始時，相關工程單位通過現場勘查之后得知公路工程存在裂縫問題的危害，因此需要使用先刨機將公路工程路面先刨5 cm的深度，然后通過試驗室離心抽提法和溶劑分離法，將本段高速公路工程瀝青材料進行回收處理。其中需要將部分舊瀝青混合材料使用4.75 mm規格的篩孔進行篩選，通過篩選之后將剩余的舊瀝青混合材料分為三個試驗樣本，通過加熱破碎之后進行后續的抽樣試驗，有效結合過篩通過率參數標準，對其進行三次試驗和分析，從中得出平均參數數值[1]。

在本段公路工程舊瀝青路面性能恢復工作方法主要包含兩種：第一種可以使用低標號的新瀝青材料和舊瀝青材料之間混合；另外一種方法為使用再生劑和舊瀝青混合材料混合的處理方法。通過兩種不同方法試驗結果對比分析可以看出，如果使用再生劑加入的方法來恢復舊瀝青混凝土材料的使用性能，則要求再生瀝青混合材料的性能需要達到AH-90型號的瀝青性能標準。在具體的試驗工作過程中，通過向其中加入2%左右比例的再生劑材料，再生劑材料需要充分結合標準指標來進行分析，含量越大老化瀝青的性能越好。當再生劑含量達到4%左右，舊瀝青混合材料的瀝青性能可以達到AH-90瀝青材料的標準使用要求，因此可以確定通過加入再生劑的方法，可以有效恢復舊瀝青材料的路用性能，并且在公路工程路面工程施工當中應用具有更高的可行性。

3.3 再生瀝青混合料級配分析

熱再生瀝青混合材料的級配曲線分析工作中，必須要求滿足我國公共工程普通瀝青混合材料的匹配工作標準，同時可以通過使用相關的計算機程序，將新礦料比例和骨料的級配進行計算，結合路面施工經驗以及相關瀝青混合料研究工作成果，對本段高速公路工程路面施工情況進行全面分析，建議舊瀝青混合料的摻合率需要控制在50%左右，同時需要向其中加入16%的10～20 mm碎石材料、18%的石屑材料、14%的中砂材料，要保證瀝青混合材料級配曲線在標準曲線上下限的中值范圍內，可以有效實現舊瀝青混合料的摻合率控制在50%，滿足瀝青混合料的級配控制標準要求[2]。

4 就地熱再生技術施工技術要點分析

4.1 加熱機加熱處理

加熱機在工作過程中間隔大小大約為1 m，通過調整加熱寬度比再生寬度，兩側區域各預留5～10 cm寬度。在熱再生處理過程中，溫度是其中非常重要的控制因素，必須要保證溫度控制在合理的范圍之內，如果加熱過程中的溫度過高，會造成原有的路面材料出現過度老化，如果溫度過低會造成原有的路面材料，在銑刨工作過程中破壞到路面的基礎材料強度，再生混合材料溫度如果過低會造成路面的空隙率加大，會直接影響到混合材料之間的粘接性能，進而影響到路面表面的壓實程度以及滲水系數大小。在實際施工中，通過使用遠紅外測溫槍隨時檢測材料溫度，避免出現溫度差過大等問題，加熱機設備在工作過程中需要保證和銑刨機械設備，復拌機械設備之間的有效聯系，復拌機械設備操作人員需要根據材料的攤鋪溫度，有效估算出復拌機械設備的行進工作速率，同時通過對講機或者相互之間的手語表達，對銑刨機加熱機設備的行進速率進行有效控制，通常情況下在實際工作當中機械設備的運行速度控制在1.5～5 m/min之間。

4.2 路面加熱翻松添加再生劑和瀝青材料

加熱機在經過加熱工作之后，行駛距離到銑刨機設備的一個車位左右，加熱銑刨機進入等待工作區域，加熱機的下部加熱板需要對舊路面進行二次加熱處理，然后進行材料銑刨工作。副操作工作人員需要檢查兩側區銑刨位置，對準施工的起點線位置，同時通知主操作手降下銑刨鼓，然后對路面兩側區域的材料進行銑刨處理。銑刨機向前行駛過程中，副操作工作人員需要同步檢查材料的銑刨深度，并且通過手動微調的方法，保證材料銑刨深度符合施工要求。當中間的銑刨鼓達到邊線位置時，副操作工作人員需要通知主操作人員，手動降下銑刨鼓，對路面的中間位置進行銑刨處理，并且噴灑再生劑和新的瀝青材料，銑刨深度誤差量需要控制在5 mm左右，中間位置的銑刨鼓需要對中間位置的瀝青材料進行處理，然后再噴灑一定量的再生劑和新的瀝青混合材料，對材料進行充分攪拌翻松，并且向路中央及料形成一條粗布鋪設的梯形集料區域，此時溫度需要控制在110 ℃左右。

4.3 新舊材料復拌工作

銑刨機設備再完成一個復拌機車位距離的處理工作之后，自卸車輛、復拌機設備需要依次進入到工作區域，復拌機在進入到施工區域之前，通過人工將行車方向上1.5 m范圍之內的銑刨材料直接向前傾倒，銑刨表面需要充分做好平整工作，要保證復拌機的刮板充分洛平，同時將路面的銑刨材料全部集齊，自卸汽車需要將瀝青控制材料卸到復拌機前置的料斗內部，然后自卸車行進過程中需要跟隨在銑刨機的后方，復拌機的料斗需要經過刮板根據計量工作數據，將新的瀝青混合材料均勻的鋪設在梯形的基層表面，螺旋分料器需要將梯形料斗重新進行攪拌攤鋪平整，同時復拌機的加熱板需要對攤平再生的混合材料展開二次加熱，后端的提升機設備需要將再生混合材料進行收集，并且提升到攪拌缸內部，經過強制攪拌之后，直接輸送到攤鋪機設備當中進行攤鋪處理，復拌機械設備需要緊緊跟隨在銑刨機的后面進行施工，施工的最大間距大小不能超過兩個料車的車位，以此來最大限度上減少再生材料的溫度損失量。

4.4 材料攤鋪施工

在攤鋪施工過程中，攤鋪機的接料斗前邊緣位置和復拌機的頂推桿之間的間距大小需要保持相同，然后進行后續的勻速行進攤鋪作業。攤鋪施工之前下層層表面的溫度需要控制在80 ℃左右，有效保證中上面層材料之間的充分粘，攤鋪機設備使用的是非接觸式超聲波自動找平基準量進行控制。在攤鋪施工當中，機械設備的夯錘振動等級設定為4級，保證攤鋪的路面初始材料壓實度達到85%。攤鋪機在工作過程中需要保證攤鋪施工的連續性和穩定性，要配備專業的工作人員在現場進行指揮，保證攤鋪機設備的勻速穩定行駛，混合材料的攤鋪要保證均勻，攤鋪過程中不能出現隨意變換方向或者是突然加速，需要通過專業的工作人員及時檢測攤鋪材料的溫度高低，將其控制在120 ℃以上，最低不能低于110 ℃。

4.5 路面碾壓施工

就地熱在生碾壓施工過程中，使用的是跟進碾壓施工技術方法，壓路機緊跟攤鋪機設備后方保證材料的盡快碾壓成型。壓路機和攤鋪機設備在行進過程中，相互之間的間距不能超過10 m，壓路機設備使用大噸位的振動雙鋼輪壓路機，在碾壓工作過程中需要盡可能減少噴水問題的出現，有效降低溫度的散失總量，初壓溫度不能低于120 ℃，終壓溫度不能低于70 ℃。在接縫位置如果出現局部材料蜂窩離析等情況，需要及時使用細集料進行填補，初壓工作過程中使用雙鋼輪壓路機設備進行一遍靜壓處理，速度大小控制在2.5 km/h，每次碾壓工作需要達到攤鋪機的跟前，初壓工作程度需要和材料的再生速度形成匹配，相鄰碾壓帶之間的重疊寬度需要控制在1/2～1/3的碾壓輪寬度，復壓工作的行進速率需要控制在4 km/h，通過使用雙鋼輪壓路機設備進行震壓2～4倍，終壓工作使用鋼輪壓路機緊接在復壓工作之后，保證表面不存在明顯的裂縫情況。

4.6 養生和交通開放

在路面攤鋪和壓實工作結束之后，需要進行后續的養生處理工作，產生病害問題的路面需要保證壓實程度符合后續的動作要求和標準，同時路面溫度低于50 ℃的情況下可以逐步開放交通，并且需要和交通執法以及交管單位之間進行必要的信息溝通和交流，有效保證后續交通開放之后的通車效率和穩定性。

5 結 語

綜上，在熱再生技術在使用工作過程中，更加適用于修復瀝青路面基層穩定層產生的各種材料破壞性問題，比如路面松散開裂、車轍、凹陷、材料推移以及鼓包等情況，路面的修復厚度通常在5 cm范圍之內，養護工作效果非常明顯。