现场热再生技术在贵州贵毕二级公路中的应用

欧阳男 敖清文

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550001）

随着公路的高速发展，许多公路已进入大、中修期，然而大量地翻挖、铣刨旧路面，不仅对环境产生巨大的危害，而且也造成大量优质沥青的浪费。而沥青再生技术通过重复利用沥青混合料，防止沥青混凝土废料对弃置场所及其周边环境的污染，同时通过减少石料的开采，能有效保护土地资源，维护自然景观和生态环境。

1 沥青路面热再生技术

沥青热再生技术是指对不能满足使用要求的沥青混凝土路面废料通过各种措施进行处理后重新利用的技术，包括对旧沥青混凝土路面进行翻挖、破碎、筛分，再与新集料、新沥青、再生剂（必要时）重新混合，形成具有预期路用性能的沥青混合料，并重新铺筑成路面面层［1］。

沥青路面热再生的施工方法主要分为2种：①厂拌热再生即集中拌和法。是将旧路面材料集中到再生拌和厂，用固定式拌和机械生产混合料，再运送到施工现场进行摊铺和压实；②现场热再生。这种方法是利用专门机械将旧沥青路面铣刨、破碎，并辅以新材料的定量掺配、拌和，铺筑和压实等作业过程在道路上就地完成。

随着路面加工设备和材料现场检测技术的逐步完善，沥青路面现场热再生技术已经受到各国的重视。目前，现场热再生技术在我国高等级公路中的应用日趋成熟，主要用于一、二级公路沥青上面层以及高速公路中下面层等的养护维修工程。

2 试验路

试验路为贵州省贵阳至毕节二级公路沥青路面改建项目，该路段原设计累计轴载作用次数为5.77×106次，路面设计弯沉值为32.0／0.01 mm，原有路面结构为：6 cm AC－16中粒式沥青混凝土＋8 cm AC－30粗粒式沥青混凝土，水泥稳定碎石基层30 cm，底基层采用级配碎石，厚度为15 cm。

2.1 主要病害

该路段原有表面层沥青混合料的集料在大交通量和重载车辆10余年的长期磨耗作用下，抗滑性能衰减严重，主要病害类型为车辙病害，部分路段出现了波浪拥包，严重降低了行车舒适性，并危及行车安全。调查发现，车辙主要发生在行车道上，车辙普遍达到15 mm以上。同时，部分路段出现了波浪拥包病害。推移病害大多与车辙病害同时存在，在弯道部分、长上坡路段，推移病害更为明显。

2.2 解决方案

根据该公路现有病害类型，综合考虑气候条件、筑路材料、路面结构的代表性和适宜性，并结合国内外已有的再生技术应用的成功经验，对该路面大修采用现场热再生原路面上面层6 cm AC－16中粒式沥青混凝土的方案，提高路面高温稳定性能，针对性地解决该路段目前主要存在的车辙以及推移等病害。

3 现场热再生适用性评价

3.1 RAP的沥青含量和性能评价

再生适用性评价是应用再生技术的基础，在试验路段上按每公里各车道随机抽样1个，共获取15个样本，通过试验，检测回收旧沥青和旧集料的性能，以确定旧路面回收料能否适用于现场热再生，试验结果见表1。

表1 回收沥青技术要求

从检测结果看，旧沥青针入度为23.9／0.1 cm，根据《公路沥青再生技术规范》（JTG F41－2008）中“原路面沥青的25℃针入度不低于20／0.1mm”的要求，本路段适用于现场热再生，沥青含量达4.5%，具有较高的利用价值。

3.2 旧集料性能和级配评价

旧集料的性能和级配是影响再生适用性评价结果的重要因素，贵毕二级公路旧沥青混凝土路面材料的检测结果见表2。

表2 旧集料主要性能指标检测结果

旧集料主要为玄武岩，上述检测指标表明，其主要性能指标均满足规范要求，现场热再生施工时需注意筛孔4.75 mm等粒径通过率的控制。

4 再生沥青混合料设计

4.1 再生剂掺配量设计

选用沥青再生剂，将再生剂以3%5%7%的比例（再生剂占回收沥青的质量百分比）添加到回收沥青中，搅拌均匀并静置24 h后测定再生沥青的25℃针入度、15℃延度、软化点指标，试验结果见表3。

表3 再生沥青质量指标

试验结果表明：随着再生剂剂量的增加，沥青明显软化，表现为针入度提高，软化点降低，延度升高，说明再生剂有较好的再生效果。再生剂掺量为3%时，再生沥青性能针入度可达到70号沥青针入度范围，为了避免过多增加再生剂掺加量后混合料动稳定度将受不利影响，沥青针入度指标恢复至70号沥青的针入度范围即可［2］。因此，再生剂掺量确定为3%。

4.2 再生沥青混合料配合比设计

根据试验检测和计算，采用90%RAP的再生混合料，采用新拌AC－13沥青混合料作为外加新材料，AC－13混合料采用A级70号道路石油沥青，其所用石油沥青、粗集料、细集料及填料按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40－2004）要求控制。再生沥青混合料合成级配见表4。再生沥青混合料马歇尔试验结果见表5。

表4 再生沥青混合料AC－16合成级配

表5 再生沥青混合料马歇尔试验数据表

4.3 再生沥青混合料的性能评价

为了检验沥青混合料的目标配合比设计，按照规范要求，对所设计的再生沥青混合料进行了路用性能如高温稳定性及水稳定性能的检验试验［3］。

4.3.1 高温稳定性沥青混合料是一种粘弹性材料，其物理力学性能与温度和荷载作用时间密切相关。沥青路面在高温条件下，沥青混合料往往劲度下降迅速，使路面抗剪能力不足，导致矿料在外力作用下产生滑移与错位，使混合料进一步压密，细集料相对集中并产生剪切破坏，形成高温变形，如推移、拥包、搓板和车辙等［4］。

4.3.2 水稳定性

浸水马歇尔试验方法评价混合料耐水损害性能在世界各地得到广泛应用，该方法是通过2组马歇尔试件：一组在60℃水浴中保养30 min后测定其马歇尔稳定度S1；另一组在60℃水浴中恒温保养48 h后测定其马歇尔稳定度S2。用残留稳定度S0＝ （S1／S2）×100% 来表征混合料的水稳性能，S0值越大，水稳性越好［4］。

冻融劈裂试验以试件成型空隙率为7%左右，通过击实曲线确定击实次数，成型直径101.6 mm×长63.5 mm的圆柱体试件8个，将试件平均分为2组。第一组试件不进行真空饱水；第二组试件在7 160～7 360 Pa的条件下保持15 min，并在常温水下放置0.5 h，将饱水后的试件放入－18℃的环境下冷冻16 h，然后将其放入60℃的恒温水浴中保温24 h解冻，再将此试件与另一组试件一起放入25℃的恒温水浴中保温2 h后，以50 mm／min的加载速率分别测定冻融劈裂强度，计算劈裂抗拉强度比TSR作为评价指标［5］。沥青混合料动稳定度、残留马歇尔稳定度、冻融劈裂残留强度比试验结果见表6。

表6 沥青混合料目标配合比检验试验数据

由表6可知，AC－16再生沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比TSR、动稳定度DS均符合规范要求，说明所设计的再生沥青混合料是合理的，可以在实际工程中应用。

5 试验路施工现场质量检测

沥青路面现场热再生施工过程中的材料质量检查，应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》对热拌沥青混合料路面的有关规定。

采用快速检测设备，可以对沥青混合料质量进行有效控制，通过对试验路段再生沥青混合料级配以及沥青含量的检测，统计数据满足全新普通沥青混合料的要求。

6 结语

贵州贵毕二级公路路面维修工程的实践初步验证了现场热再生技术在贵州公路养护中的应用，通过有效的质量控制，现场热再生沥青混凝土路面的各项试验和检测指标可以达到全新沥青混凝土路面的技术要求。同时，沥青路面再生技术的选择应该根据原有路面的病害进行分析，一般而言，需对原路面状况进行针对性的调查和综合分析，如路面状况指数以及路面强度系数等。为了保证再生沥青混合料的路用性能，必须进行充分的室内试验，以检验RAP中沥青老化程度、再生剂掺加剂量以及再生沥青混合料高温稳定性﹑水稳定性能等指标。

［1］ 韩青春.沥青路面现场热再生技术的运用研究［D］.长春：吉林大学，2007.

［2］ 程永舟.沥青再生技术在公路养护中的应用探讨［J］.科技向导，2011，（12）：229－230.

［3］ JTG F40－2004公路沥青路面施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［4］ 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［5］ JTJ052－2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.北京：人民交通出版社，2000.