高速公路沥青路面就地热再生技术浅析

席得飞

摘 要：近年在国内发展起来的沥青路面就地热再生技术，通过对原路面材料100﹪的利用，节约了养护资源和成本，保护了生态环境，在公路养护中实现了节能与循环经济发展。

关键词：就地热再生;沥青混凝土;工艺;技术;实验

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0122-02

1 概述

随着国民经济的快速发展，高速公路作为经济发展的桥梁与纽带作用也越来越突出，然而随着高速公路通车里程的不断增加，投入使用期较长的高速公路已经进入大修期，大部分路面不同程度的出现车辙、拥包、沉陷、裂缝等路面病害。在以往传统的维修方式中往往采用冷铣刨热摊铺维修方法，不仅养护维修费用高，而且废旧材料的回收利用率低，还会对环境造成污染。

2 路面热再生的技术及工艺特点

就地热再生技术是利用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行现场加热、翻松，掺入一定数量的新沥青混合料、再生剂等，经复拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现对路面表层一定深度范围内（一般不超过5cm）的旧沥青混凝土再生的一种技术。

就地热再生的工艺特点：

（1）主要用于路基完好，路面破损深度小于5cm的沥青混凝土路面的维修，原有沥青材料经再生处理后，能改善原路面混合料级配，降低空隙率，能恢复其原有性能和服务寿命。（2）维修范围广，能够维修路面车辙、拥包、沉陷、裂缝等各种路面病害，纵横缝均为热连接，避免了接缝滲水而带来的水损害。（3）就地热再生100%利用现有路面旧料，节约集料和沥青材料，一次性完成对路面旧料的回收再利用，节约能源，降低成本，保护环境，为经济性养护。（4）施工周期较短，对通车公路交通影响较小，施工结束即可开放交通。

3 就地热再生施工技术及工艺控制

3.1 就地热再生的适用条件

（1）原路面整体强度满足工艺需求。（2）原路面病害主要集中在表面层。（3）沥青面层适用厚度4～5cm之间。（4）原路面沥青的25℃针入度不低于20（0.1mm）。

3.2 就地热再生生产配合比确定

（1）施工实施前先测定原路面旧沥青混合料的沥青含量、级配，进而确定新加沥青混合料的级配及沥青含量。

（2）确定沥青的老化程度。采用离心分离法去除矿粉后的旧沥青-三氯乙烯溶液，再用阿布森法或旋转蒸发法回收旧沥青。然后测定回收沥青的25℃针入度、15℃（改性沥青5℃）延度及软化点，以判断沥青的老化程度。

（3）确定再生剂填加量。根据实验得到原路面沥青的技术指标，然后选择合适类型的再生剂。使再生沥青的指标满足或达到设计要求，并同时满足沥青混合料的稳定度和流值的强度指标，最终确定再生剂的最佳掺量，并以此作为就地热再生施工时掺入再生剂数量的依据。随着再生剂用量的增加，沥青明显软化，其针入度，软化点降低。根据针入度变化，当再生剂的掺量为4%时，针入度、软化点已恢复到SBS I-D沥青技术指标要求，本次就地热再生配合比设计初步确定再生剂掺量为4%。

（4）确定再生沥青混合料类型及新沥青混合料添加比率。根据原路面工程施工时的技术数据及对原路面抽提、筛分数据确定再生混合料级配类型。根据再生路段的病害情况及再生厚度，计算出新矿料的掺配比率。

（5）采用马歇尔试验方法检测再生沥青混合料体积指标及力学指标、确定最佳级配及新加沥青混合料比例，检测指标如表1所示。

可以看出级配1空隙率、沥青饱和度不满足技术要求，级配2空隙率、沥青饱和度不满足技术要求，级配3各项指标满足技术要求，故本次就地热再生配合比设计时新料掺量确定为25%。

（6）确定最佳沥青用量，再根据最佳沥青掺量及再生剂的掺量，新、旧沥青混合料中的沥青含量，计算外掺新沥青用量。按0.3%的间隔变化取4.2%、4.5%、4.8%、5.1%、5.4%。5种不同的油石比双面各击实75次成型马歇尔试件进行体积指标试验，结合设计经验和项目所在地区气候条件取油石比4.80%为再生混合料设计油石比，其中旧沥青占3.38%，再生剂占0.14%，新沥青占1.29%。

（7）再生沥青混合料的性能检验。按规范要求，对所设计的再生沥青混合料进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能检验。

3.3 就地热再生工艺控制

3.3.1 加热机组加热

再生机组在加热前要预先摆放到位，每次和原路面横向接缝时第三台加热机要重合原路面10～15m，再生机组之间紧跟摆放且各机械相距不超过1-2m。加热期间，加热机行进速度根据路面温度、天气气温、风速等进行综合调试，确定一个最佳行进速度，确保路面加热到最佳控制温度。加热的宽度要比再生铣刨的宽度两边各超出10cm，这样有利于纵缝接茬密实、平整及施工缝薄弱环节的控制。

由于填加沥青混合料为改性沥青混合料，路面加热温度的控制以再生后混合料摊铺的温度不低于130℃为准。应该现场设专人用红外线测温仪对路面加热温度进行随时复核检测，能够更好地控制原路面加热温度，保证有足够的热能传导至规定深度，又避免表层沥青材料老化，保障加热效率和加热效果。

3.3.2 加热铣刨机铣刨

路面加热到所需温度后，加热铣刨机进行路面铣刨，同时添加再生剂。再生剂的填加数量要严格按照试验段标定的流速控制。保证填加量符合设计及实验要求，本工程再生剂掺入量为旧沥青含量的4%，在实际现场施工过程中还要不断检测复核，根据每次实验数据的偏差适时调整。

铣刨机在起步阶段要调整好铣刨刀头的位置以及铣刨的深度，同时掌握好最后一组刀头的起始点，因为三组铣刨刀头没在同一直线上（前面左右两侧各一组，后面中间一组），对没能铣刨直顺的地方要人工刨除，保证施工线形美观。铣刨机左右两侧的刀头在铣刨过程中不断地把铣刨料卷入中间，待后面一组刀头铣刨过后铣刨料就会堆积在中间并成垄。

3.3.3 加热复拌机添料复拌

待铣刨机行走过后，首先后面新沥青混合料料车、复拌机要及时跟进，从铣刨起始位置开始之前新料就要不断地给复拌机料斗内添加，复拌机按料斗闸门开启的大小比例确定输入新料多少。然后复拌机在添加新沥青混合料后和原路面铣刨的旧混合料经分料螺旋拌合摊开，通过加热箱再次加热。加热箱利用热风对混合料进行松方加热、除湿，同时加热箱下方具有耙松功能，会在行走期间对再生料进行多次翻拌，紧跟着后面的螺旋集料器又把加熱后的混合料又一次集中成垄，再次通过提升机送入拌缸，再次进行加热、复拌，保证再生混合料拌和均匀，温度达到140℃左右，最后把再生后的沥青混合料输送到后面的摊铺机料斗内。经过以上摊料、加热、除湿、翻拌、收料、提升、再加热、再拌和等过程，既提高了再生料的出料温度，又保证了再生料的拌和均匀性。

3.3.4 摊铺

摊铺机在摊铺时要控制好螺旋输料器里混合料的量，一般以混合料埋没输料螺旋2/3为宜，等再生料输入到位后摊铺机开始行走。摊铺混合料时要开启摊铺机振动装置，确保摊铺料密实，摊铺机的行进速度与加热复拌机的速度相宜，一般速度控制在3m/min。

3.3.5 碾压

热再生路面混合料由于是改性沥青混合料，其总体碾压宜采用“紧跟、匀速、高频、低幅、先边、后中”高温状态下碾压的原则。且按初压、复压、终压进行碾压的压路机至少各有一台钢轮压路机，每次碾压前先用胶轮压路机搓揉碾压，以增强密水性，提高压实度，其总重量不宜小于25吨，然后用钢轮压路机收光，碾压平整。最终碾压方式及碾压遍数参照试验段数据确定，以便达到规范要求的压实度。在当天碾压后尚未冷却的沥青面层上，不得停放任何机械或车辆，不准抛洒剩余废料和油料，污染沥青面层。

3.3.6 接缝施工

横缝采用加热后的热接缝，横缝碾压方法先采用45°斜向碾压，再采用横向碾压，最后采用纵向碾压，纵缝碾压方法采用高温紧跟先压，确保纵、横缝接茬顺直、平整、密实、粘结良好、无离析。

3.4 就地热再生施工技术控制

3.4.1 再生剂流量标定及填加控制

再生剂的标定是根据试验段按设计配合比，对旧路面加热铣刨机所铣刨的旧料按一定比例填加再生剂后，经反复配比、实验所得出最终填加量，铣刨机要按照规定的行进速度行走，再生剂流量的表盘刻度要调整到与行进速度匹配的表盘刻度位置后方可进行施工，就能准确地填加设计要求的再生剂用量。

3.4.2 沥青混凝土新料的填加与搅拌控制

在施工开始前调整复拌机料斗出料口闸门高度为150mm，为防止出料口被冷料拥堵造成出料量减小或“憋锅”，要及时清除料口冷积料，确保料斗的出料口位置始终处于满料、热料状态。再按复拌机实际行进速度调整输料板液压马达转数到规定刻度进行标定，我们就能够在施工中准确控制新料的填加量。

3.4.3 热再生机组的加热控制

热再生机组的加热原理是通过燃烧柴油加热空气，再通过循环热风的方式加热旧路面，这样既杜绝了热量的散失又防止直接烘烤路面造成沥青的老化。在施工过程中只要合理控制加热机的加热温度、行进速度及机械间距，就能够保证沥青混凝土的正常施工温度。当混合料的摊铺温度不能满足施工需要时采取提高加热温度、降低行进速度、缩短机组间距的方式，反之当摊铺温度能够满足施工需要时可采取提高行进速度的方式提高工作效率。在施工中，地表加热温度控制一般为：第一台加热机加热后地表温度达到120～130℃，第二台加热机加热后地表温度达到150～160℃，第三台加热机加热后地表温度达到180～190℃，经加热铣刨机刨松的旧沥青混凝土整体温度为100～120℃，经加热复拌机进行加热复拌，混合料的摊铺温度达到135℃左右。行进速度控制为起步阶段1.5m/min，正常施工速度为3m/min，最高不超过4m/min，并在施工过程中进行不间断的温度检测，以此控制机组的加热温度。

4 就地热再生实验跟进

现场质量检测，主要是在路面冷却后，开放交通前，每天实验员要对再生完成后的路面及时钻芯，检测压实度、油石比，做路面渗水实验。完成路面的压实度、平整度、构造深度、摩擦系数等技术指标的检测，按掌握的技术指标指导生产，保证各项质量指标合格。

5 结语

综上所述，兰州局G6京藏高速公路兰州段养护维修工程中运用的就地热再生施工工艺能够较好地解决高速公路路面表层病害，达到了降低养护成本，节约材料，延长使用寿命，经济环保的目的。沥青再生技术蕴含着巨大的经济效益和社会效益，是顺应交通行业可持续发展的重要举措。

参考文献

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