高速公路瀝青路面廠拌熱再生技術的應用研究

摘要：從再生瀝青混合料的制成、廠拌熱再生瀝青混合料配合比設計、熱再生瀝青混合料生產、熱再生瀝青混合料攤鋪施工等方面，闡述了高速公路瀝青路面廠拌熱再生技術。為了對所述廠拌熱再生技術的可行性和施工效果做出客觀評價，開展了實例應用分析。驗證結果表明：應用本文所述施工方法進行高速公路路面施工后，路面病害問題得到了顯著改善，綜合破損率大幅度降低，提高了高速公路路面結構的穩固性與安全性。

關鍵詞：廠拌熱再生技術；配合比；集料

0 引言

通常情況下，高速公路瀝青路面的設計使用年限較短，多數為15年，在使用年限達到10年左右，就需要針對出現的病害進行翻修。翻修時，根據路面實際情況處理病害路面，重新攤鋪瀝青混凝土[1]。在高速公路路面翻修施工中，會產生大量的瀝青混凝土面層廢料。這些廢料會對生態環境產生不利影響[2]，而廠拌熱再生技術則能夠很好地解決這一問題。

廠拌熱再生技術將舊瀝青路面清除后運回瀝青攪拌站，進行破碎和篩分，制成不同規格的再生瀝青集料。根據新瀝青路面不同面層的配比設計，確定再生瀝青集料、再生劑、新集料和瀝青材料的添加比例[3]。先將其中各種集料和瀝青材料加熱后，再將上述配比材料全部添加到攪拌機中進行拌合，從而獲得廠拌熱再生瀝青混凝土。將熱再生瀝青混凝土用于鋪筑路面，即形成廠拌熱再生瀝青混凝土路面[4]。

廠拌熱再生技術一方面在技術上較為成熟，可生產出性能極佳的瀝青混合料；另一方面最大程度地節約了瀝青、砂石等原材料，可節約成本10%～30%，實現了經濟效益與環境效益最優化目標[5]。因此廠拌熱再生技術逐漸成為高速公路路面修復施工的首選方案。本文以某高速公路為例，將廠拌熱再生瀝青技術應用其中，開展了該項技術在路面施工中的應用研究。

1 瀝青路面廠拌熱再生技術

1.1 再生瀝青集料的制成

1.1.1 再生瀝青集料的作用

在高速公路路面翻修施工中，再生瀝青集料的制成是路面施工過程中的關鍵環節。控制好這個環節，方可體現“再生”的意義和價值，有效避免再生瀝青集料在拌合過程中出現結團、離析問題[6]。

1.1.2 舊瀝青路面材料回收

在高速公路舊瀝青路面材料回收處理中，采用高性能封閉式結構的路面銑刨機，可使材料分層回收達到最佳效果。在回收處理前，相關施工技術人員根據高速公路路面的實際情況，預先設定銑刨厚度[7]。

在銑刨機運行過程中，由自卸汽車輔助回收舊料，全面提升舊料回收效率，在縮短工期的同時，減少粉塵污染。

1.1.3 再生瀝青集料的制作

為了使集料粒徑大小更加容易控制，施工技術人員根據瀝青路面材料的回收處理情況，調節銑刨鼓上刀頭的具體位置，避免再生瀝青集料級配偏小[8]。然后采用破碎機械對舊料進行處理，使集料顆粒分離。

綜合考慮各類破碎機的使用性能與適用范圍后，本文選用顎式破碎機作為舊料破碎機械。顎式破碎機的技術參數如表1所示。

按照表1所示的技術參數，對顎式破碎機進行調整。顎式破碎機運行時，主要由電動機驅動膠帶和膠帶輪產生運動，使動顎上下運動，當動顎上升時，肘板與動顎之間的夾角會發生改變，壓碎物料，達到公路路面舊料破碎的目的。

舊料破碎完成后，使用固定篩、振動篩等篩分設備，對破碎后的瀝青路面舊料進行篩分，排除舊路面材料中不符合要求的材料，留取符合路面施工粒徑標準要求的瀝青粗、細集料，并將其運輸到瀝青攪拌站指定堆放位置[9]。

1.2 廠拌熱再生瀝青混合料配合比設計

1.2.1 技術指標

制成再生瀝青集料后，參照高速公路路面實際情況及運行工況，對廠拌熱再生瀝青混合料的配合比作出全方位的設計。首先要明確廠拌熱再生瀝青混合料的各項技術指標，如表2所示。

1.2.2 配合比設計

按照表2的技術指標，對混合料的配合比進行設計。高速公路路面瀝青采用SBS（共聚物）改性瀝青，改性劑摻量設定為5%。

粗集料采用石灰巖石料，其中軟石含量不超過5%，洛杉磯磨耗損失不超過30%。細集料采用石灰巖制作，其當量不小于60%，其堅固性≤12%。填料采用干燥石灰石磨細的礦粉，其塑性指數不超過4，含水量不超過1%，外觀無團粒結塊。

粗細集料中，再生瀝青粗、細集料占有適當比例。按照廠拌熱再生瀝青混合料技術指標，確定材料用量比例后，即完成廠拌熱再生瀝青混合料配合比的設計。

1.3 熱再生瀝青混合料生產

廠拌熱再生瀝青混合料配合比設計完畢后，即可生產廠拌熱再生瀝青混合料，開展高速公路路面廠拌熱再生瀝青混合料攤鋪施工。

使用間歇式瀝青攪拌機生產廠拌熱再生瀝青混合料，其攪拌缸每缸混合料的拌和時間不少于75s，溫度不超過200℃。在確保混合料攪拌均勻、沒有成團現象后，向自卸車車廂內注入混合料，由自卸車運輸到路面攤鋪現場等待攤鋪作業。

需要注意的是，在自卸車運輸前，需在車廂底部涂抹一層隔離劑，避免運輸過程中瀝青混合料與車廂之間發生粘連，浪費混合料。運輸到施工現場后，保證混合料完全卸除。

1.4 熱再生瀝青混合料攤鋪施工

在熱再生瀝青混合料攤鋪之前，全面檢查路面質量，避免其表面因存在雜質而影響攤鋪質量。選用攤鋪寬度可調的瀝青混凝土攤鋪機，設定其運行速度在2～4m/s之間，在該速度均勻連續的工作狀態下進行連續攤鋪。攤鋪過程中不能出現加速、減速或停頓現象。基于浮動基準梁的控制方法，全方位控制混合料攤鋪厚度與平整度。

攤鋪結束后，使用12t以上的雙鋼輪振動壓路機和膠輪壓路機進行路面壓實，將路面壓實分為3個階段，通過3個階段碾壓，提升廠拌熱再生瀝青混合料路面密實度，實現最優的路面壓實效果，完成路面施工。高速公路瀝青路面分階段碾壓說明如表3所示。

2 實例應用分析

2.1 工程概況

為了對本文所述高速公路瀝青路面廠拌熱再生技術的可行性和施工效果做出客觀評價，開展了實例應用分析。某高速公路路面經過多年超負荷運作后，路面病害問題日益嚴重，路面的使用性能與行車安全性變差。經過實地檢查后，獲取當前該高速公路路面的破損情況，并對其路面破損情況做出了統計。某高速公路路面破損情況匯總如表4所示。

在掌握了該高速公路路面破損情況后，按照本文所述基于廠拌熱再生技術，對其破損的瀝青路面進行翻修施工，通過試驗來檢驗廠拌熱再生瀝青混合料路面施工效果。

2.2 試驗方法和結果分析

2.2.1 試驗方法

為了避免試驗結果存在偶然性，試驗時增設兩個對照組，運用對比分析方法。將本文提出的路面施工方法設置為實驗組，將文獻[1]提出的加鋪再生瀝青的路面施工方法設置為對照組1，將文獻[2]提出的基于RAP全摻量再生瀝青路面施工方法設置為對照組2，對這3種施工方法的應用結果做出統計對比。

2.2.2 試驗指標和試驗結果

選取該高速公路路面的綜合破損率作為此次試驗的評價指標，利用MATLAB模擬軟件，全過程模擬3種方法的施工流程，測定4個車道路面在施工結束后的綜合破損率并做出對比，其對比結果如圖1所示。

2.2.3 試驗結果分析

由圖1的對比結果可以看出，通過應用這3種路面施工方法后，4個車道路面的綜合破損率較施工前均得到了顯著降低。

其中本文所述基于廠拌熱再生技術的路面施工方法應用后，4個車道路面的綜合破損率均小于兩個對照組的施工方法，最大破損率不超過2%。由此可見，應用本文所述施工方法進行高速公路路面施工后，路面病害問題得到了顯著改善，綜合破損率大幅度降低，提高了高速公路路面結構的穩固性與安全性，本文所述施工方法具有可行性。

3 結束語

綜上所述，為了有效提升高速公路路面行車的舒適性和安全性，實現社會環境效益和企業經濟效益最優化目標，本文開展廠拌熱再生技術的應用研究，并通過瀝青路面實例進行了試驗。

該試驗結果表明，本文所述廠拌熱再生技術可有效緩解高速公路路面病害問題，降低路面綜合破損率，提高路面結構的穩固性與安全性，實現公路綠色維修養護目標。

參考文獻

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