ECA罩面就地热再生技术在高速公路中的应用

张向阳

摘 要：就地热再生技术具有节能减排，充分使用原路面的特点，同时施工速度快，环境污染小。文章通过宁宿徐高速公路中就地热再生路面的实际应用，对就地热再生路面进行级配的设计和路用性能总结，为就地热再生路面在未来的高速工程中得到更加广泛的应用。

关键词：就地热再生；沥青混合料；高速公路；路用性能

中图分类号：U416 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）31-0158-02

Abstract： Geothermal recycling technology has the characteristics of saving energy and reducing emissions， making full use of the original road surface， fast construction speed and little environmental pollution. Through the practical application of geothermal recycled pavement in Nanjing-Suzhou-Xuzhou Expressway， the gradation design and pavement performance summary of geothermal recycled pavement are carried out， which will be more widely used in the future highway engineering.

Keywords： geothermal recycling； asphalt mixture； expressway； road performance

就地热再生技术是采用专门的就地热再生设备的一种预防性养护技术，是对旧沥青路面进行加热、铣刨和就地掺入一定比例的新沥青、新沥青混合料和再生剂等。通过拌和、摊铺和碾压等工序，对原路面进行再生，使其具有新沥青路面性能，从而延长沥青路面的使用寿命[1]。本文通过宁宿徐高速公路热再生工程的实际应用，分析热再生里面混合料的级配和路用性能，对就地热再生沥青路面的发展提供一定的参考。

1 高速公路工程概况

宁宿徐高速公路范围包括S49新扬高速新沂至盱眙段、G2513淮徐高速徐州至宿迁段及S96宿迁支线、G1516盐洛高速宿迁段、S65徐明高速江苏段等，全长约359公里。受自然因素和交通荷载的影响，宁宿徐高速部分段落出现车辙和裂缝等病害，尤其S49新扬高速较为严重。为了保证其路用性能的稳定，对S49新扬高速部分段落进行就地热再生工程的施工。根据设计文件要求，施工段落（超车道）采用再生2.5ECA+2cm原上面层，加厚1.5cm的复拌再生方案。

2就地热再生配合比设计

2.1 再生剂掺量

对采用不同掺量再生剂的旧路面沥青进行了性能检测，综合考虑再生沥青三大指标的技术要求以及施工经验，采用3%再生剂（以旧沥青计）添加剂量进行混合料性能试验验证[2]。

2.2 新混合料掺量设计

根据ECA罩面路段旧路面性能综合评价结果，设计文件中采用加厚1.5cm的再生方案对ECA罩面进行养护。根据施工段就地热再生养护方案，新料的掺入量不仅考虑原路面加厚，同时要考虑原路面车辙情况。

（1）修复原路面车辙新料掺入量计算

新沥青混合料添加比例可根据经验获得，在以车辙维修为主要目的的就地热再生工程中，可根据车辙深度，由下式计算获得，通过计算修复车辙的新料掺入量为15%（外掺）。

A=0.0335m2+4.35+2.5h

式中：A为新沥青混合料添加百分率（%），m为车辙（mm），h为路面标高提升值（mm），一般取2（mm）。

（2）加厚再生掺入量计算

结合历年相关工程的施工经验，采用下式预估新沥青混合料占旧沥青混合料的外掺比例，通过计算可知新沥青混合料的外掺比例约为33%。

P=h1/h2*100%=33.3%

式中：P-新沥青混合料掺量（%）；h1-新沥青混合料压实厚度（cm）；h2-旧路面再生厚度（cm）。

故新料外掺比例为48%，换算成内掺比例为32%，旧料内掺比例为68%。

2.3 新混合料最佳油石比

通过对原路面2.5cmECA层及2cm原上面层混合后的沥青混合料进行抽提试验可知，旧沥青混合料油石比为5.3%，经室内试验确定新料最佳油石比为4.1%，再生混合料合成油石比5.0%。考虑到提升再生路面的高温稳定性，抗车辙剂掺量为0.5%（以新料计）。

2.4 矿料合成级配

根据旧沥青混合料的矿料级配情况和新沥青混合料各挡热仓料筛分结果，以尽量接近相关规范推荐的AK-13级配中值为原则，优选新沥青混合料的矿料级配，合成级配如下：

新料：旧料=32：68；旧料油石比5.3%；新料油石比4.1%；合成油石比5.0%；新料配比为矿粉：0～3mm：3～6mm：6～11mm：11～16mm=2：24：5：8：61；抗车辙剂掺量为0.5%（以新料计）；再生剂掺量为3%（以旧沥青计）。

按所列的矿料合成级配拌制再生沥青混合料，其路用性能符合规范要求。

3 就地热再生沥青混合料路用性能研究

3.1 高温稳定性

最能直接反映就地热再生沥青路面的高温性能就是动稳定度，本文试验中与常用的SBS改性沥青混合料进行对比，分析就地热再生沥青路面的性能，高温稳定性的试验结果见表1。

由表1可知：就地热再生混合料的动稳定度相比SBS改性沥青混合料有一定的提升，具有较好的抗高溫能力。

3.2 低温抗裂性

就地热再生路面的低温抗裂性能是通过低温弯曲小梁试验进行评价，表2是就地热再生沥青混合料低温小梁弯曲试验结果。

从表2可以直接看出，就地热再生沥青混合料的低温性能比SBS改性沥青混合料有一定增强，这是由于就地热再生沥青混合料中加入再生剂，与沥青形成稳定的三维框架结构，使得低温抗裂性能有一定提高[3]。

3.3 水稳定性

浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验是评判就地热再生路面的水稳性性能的指标，结果如表3所示。

从以上表格中的数据中发现，从就地热再生沥青混合料的水稳定性能比SBS改性沥青混合料的水稳定性优异，符合技术规范要求，是因为混合料中再生剂与沥青形成网状结构，从而提高了水稳定性[4]。

4 结束语

就地热再生技术具有节能减排，充分使用原路面的特点，同时施工速度快，环境污染小的优点[5]。本文通过在宁宿徐高速公路中就地热再生技术的应用，对就地热再生沥青混合料的级配设计和路用性能进行了总结，对就地热再生沥青路面的发展提供一定的参考。

参考文献：

[1]董强柱，顾海荣，张珲，等.就地热再生过程中的沥青路面加热功率控制[J].中国公路学报，2016，29（04）：153-158.

[2]李健.改性沥青路面就地热再生关键技术研究[D].东南大学，2016.

[3]马登成，马尉倘，吕春芬.沥青路面就地热再生施工工艺及质量控制[J].中外公路，2015，35（06）：61-66.

[4]马登成，任化杰，马尉倘.沥青路面就地热再生混合料级配优化设计[J].公路交通科技，2014，31（08）：1-6+12.

[5]郭小宏，杨健民，李朋伟.就地热再生技术加热等级和作业速度研究[J].公路工程，2013，38（03）：213-218.