沥青路面就地热再生技术在公路养护维修中的应用

摘  要：沥青路面的就地热再生施工能够最大限度的对旧沥青混合料实现再利用，在进行路面养护过程中，减少路面新集料、沥青的使用，是现阶段公路养护值得推广的应用技术。本文从就地热再生技术的特点出发，对公路沥青路面就地热再生质量重点施工技术进行细化分析，旨在提升公路养护施工的总体质量水平。

关键词：废料;就地热再生;公路养护

中图分类号：U418.4    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）04-0000-00

0 引言

改革开放的四十年是中国经济腾飞的四十年，也是中国公路大发展的四十年，目前，中国公路总里程已达484.65万公里、高速公路达14.26万公里，居世界第一，随着公路事业的飞速发展，各等级公路的持续建设，沥青混凝土路面的比重越来越大，这也带动砂石料、沥青化工产业的迅猛发展。大量的开山炸石和河道采挖，造成森林植被减少、水土流失等生态问题。党的十九大召开后，“绿水青山就是金山银山”的发展理念为各行各业指明了发展方向，环境治理力度也空前加大，一批批石料厂关闭，致使砂石原材料价格大幅攀升，原本捉衿见肘的养护经费更趋紧张。另一方面，养护部门铣刨和挖除的沥青废料堆积如山无法处理，发展绿色交通、公路材料循环再利用已迫在眉睫。沥青路面的再生利用被引起重视，国内南方地区引进较早，全国除西藏外，其他省份已经进行了应用。2013年4月，甘肃省公路管理局在全省公路养护会议中明确提出要重点推行沥青路面再生技术，各养护单位着手进行再生路面混合料路用性能、再生机理、再生剂开发、施工技术等方面的研究，白银公路局从2013年起开始探索沥青冷再生、热再生技术并进行应用，已完成S207线2公里厂拌热再生路段下面层的铺筑，就地热再生技术应用尚属首次。

1沥青路面再生技术特点

沥青路面在车辆载荷及气候因素的作用下，沥青老化、延度降低、其柔韧变差，脆硬性升高，造成裂缝、拥包、即浆、车撤等病害，行车的舒适性、安全性下降。现场热再生可恢复沥青的路面性能，保留沥青的组成及性能，同时缓解半刚性基层反射裂缝，修复沥青路面变形类、裂缝类以及松散类病害，使集料级配和沥青含量得到合理调整，存骨料的完好性。研究表明再生层与旧路面的连接是热联接，和传统铣刨处理沥青路面相比较，避免了可能出现的层间剪应力对沥青路面造成的剪切破坏。

2 沥青路面就地热再生适用条件

就地热再生施工比较适宜运营10～12年以下的路面且期间未做预防性养护，路面承载力应满足要求，适合于路面浅层病害的处理，一般只限于路面表层4～5cm，车辙深度在1.5cm以内，就地热再生更适合于自上而下的裂缝小于6cm，但对路面深层结构裂缝，特别是对贯通裂缝不能够起根治作用。

3 工程案例

G6京藏高速公路（白银段）由刘白、白兰两段组成，全长134.40m，分别于2002、2004年建成通车，已服设近14年，原路面结构形式：上面层为1cm微表处+4cm中粒式沥青混凝土，中面层5cm为中粒式沥青混凝，下面层为6cm粗粒式沥青混凝土，基层为20cm为水泥稳定砂砾，底基层为28cm水泥石灰砂砾，近年来，路面纵横向裂缝、抗相、即浆、车撤等病里大面积增长，行车的舒适性和安全性受到严重影响，急需对该公路进行养护维修。

3.1路况调查

对G6高速SK1428+900至SK143+700、XK1440-100至XK1450-400、 XK1450-000至XK1455+00等路段选取5个代表性检测路段，每个路段长1km，路面损坏状况指数（PCI）优67.9%，路面行驶质量指数（RQI）67.9，路面车辙深度指数（RDI）优24.5%、良75.6%，路面平整度状况指数（PCI）优90%，按以上数据评价，再进行钻芯取样分析，发现结构层较稳定，路面整体技术状况优良，路面病害相对较轻，表面裂并未整体贯通，该路段适合采取就地热再生技术作为预防性养护措施。

3.2 原有沥青路面RAP的性能评价

为保证室内试验与现场级配的吻合，就地热再生技术现场取样采取切割大板的方式，禁止铣刨机铣刨，然后进行抽提试验测定沥青含量和沥青混合料中矿料级配，并对每个测点的沥青混合料的沥青含量进行试验测定，分析结果是沥青平均油石比为3.9%，砂当量80%，针入度（0.1mm）37、软化点（℃）60、针片状颗粒含量（%）14，同时进行马歇尔稳定度的试验，试件的平均密度2.636g/cm、稳定度6.42kN、流值420.1mm）其中规范要求稳定度≥7.5kN、流值20～40。通过抽提试验后，对原有矿料的级配进行分析发现，RAP矿料级配基本与AC-16型沥青混合料级配范围吻合，由于长期行车重荷载的作用，0.075mm筛孔通过率超出级配要求上限，且整体偏细，需添加一定比例新集料进行调整。

3.3确定再生剂用量

再生剂添加量以使舊沥青性能恢复至原路面所使用沥青标号（SBS I-C）的下一个等级（即SBS I-D）为目标，将再生剂以2%（与旧沥青质量百分比计）的等差数列比例掺入回收的旧沥青中，测定再生沥青的三大指标，绘制变化曲线，用内插法初步确定再生剂用量，如表1所示。

试验结果表明，随着再生剂用量的增加，沥青已软化，表现为针入度、延度提高，软化点降低，除延度指标外，其他指标已基本满足规范技术指标要求。考虑到工程所处路段外运煤灰重载汽车较多，夏季气温较高，再生方案确定添加一定的新沥青混合料，确定再生剂的最佳掺量为4%。

3.4 确定外加新集料配比及油石比

再生沥青混合料油石比4.9%，外加新集料油石比1%（以无花白料，不析漏为准），剩余沥青在现场同再生剂一起添加。粗集料采用白银宏兴石料厂产的10～20mm、5～10mm两种规格石料，添加比例为30%。

4 就地熱再生施工

4.1施工工艺

复拌型就地热再生施工工艺流程为：特殊路段的前期处理（原路面铣刨掉1cm微表处）一起点终点预处理一路面加热一翻松一喷洒添加剂一收集旧料→提升→拌和（复拌）→摊铺→接缝处理→碾压→现场质魔检测→开放交通。

4.2就地热再生设备的配备

就地热再生机组为多步法作业工艺，沥青路面加热是就地热再生工艺的关键，在选择加热方式时，应充分考虑各种加热方法的效率和特点、原路面结构、加热时间、路面深度、环境风速和机械行驶速度对路面各层温度的影响。本项目主要机械是鞍山森远制造的SY4500沥青路面热再生重铺机组1套（含2台加热机、1台加热铣刨机、1台加热复拌机）、鞍山森远制造沥青路面热再生重铺机组特点是热风循环加热，该方式温度控性高，控制范围较广，不易造成沥青的二次老化。

其他设备是9米摊铺机1台、30t以上的轮胎压路机1台、18t以上的双钢轮双振压路机1台、12吨以上钢轮振动压路机1台、新沥青混合料生产设备1套、新沥青混合料运输车2辆、加油车1辆及再生剂输送车等若干。

4.3施工过程

（1）第一台加热机，主要功能是对地面进行加热以便使老路的混合料温度满足沥青施工需要温度（根据天气情况、外部环境等情况一般以1～4米的速度行走，后面的机械设备都以其为标准紧随其后）本次施工第一台加热机加热能使地面温度达到150℃～170℃，厚度在2cm左右，加热宽度应比热再生处理宽度两侧至少各宽出15cm。但确保保留的一侧标线尽量不发生任何局部过热或烧焦现象。

（2）第二台加热机（型号、功能与第一台一样）加热能使地面温度达到160℃～180℃，厚度在4cm左右。

（3）第三台加热铣刨机，它的主要功能是对已加热的老路面沥青砼进行粉碎和添加再生剂，在铣刨完成后的温度为100℃～130℃，并且自带一定的加热功能，以弥补因铣刨造成的混合料温度损失。铣刨轮以前后的梯队形式前进，共分三个铣刨轮，1号、2号铣刨轮将两侧的老路面进行铣刨的同时将混合料全部收集到施工车道的中心，再用3号铣刨轮铣刨中心的老路面。3号铣刨轮在铣刨的同时在它的附近带有一排添加再生剂的管子，共8个孔，均匀的将再生剂添加在混合料中。最后铣刨完成的混合料断面成梯形堆放在施工车道的中心，为后面的复拌机进料做好准备。

（4）第四台复拌机，它的主要功能是将铣刨完成的混合料与添加的新拌混合料搅拌均匀并将混合料用刮料器送到摊铺机里，复拌后的混合料温度在110℃～130℃。

（5）第五台为普通沥青混合料摊铺机，它主要是将送到摊铺机里的混合料铺成型。摊铺成型后的温度为120℃左右，略比正常的沥青砼施工温度低。

（6）摊铺机后面为普通沥青砼施工的三台压路机，工作程序也与普通沥青砼施工相近，压路机与摊铺机二者之间的距离宜小于10m，严格控制碾压的最低温度，初压由双钢轮压路机静压2遍，复压由双钢轮压路机振压3遍、轮胎压路机静压4遍，终压由双钢轮压路机静压2遍，整个碾压过程紧凑，在温度下降较小的时间段内碾压成型，实际终压完成在70℃左右，表面温度在50～60℃。

5 现场质量检测及评价

碾压完成后的现场质量检测，主要是在路面冷却后，开放交通前，经检测构造深度0.66mm、渗水系数为60ml/min、劈列强度1.8MP、路面PQI为96，均符合公路工程质量检验评定标准要求。

6 结语

沥青路面热再生技术能有效修复路面裂缝类及松散类非结构性病害，减少了对砂石材料的需求量，节约了养护经费，使更多的的旧沥青路面得以修复，从而改善了道路状况，符合绿色交通战略中废物资源化的要求，是旧路快速翻新的新途径、新尝试。

参考文献

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[2]孙红烽.沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用[J].交通标准化，2013（24）：56-59.

[3]盛燕萍，李海滨，孟建党.就地热再生技术在沥青路面养护工程中的应用[J].广西大学学报（自然科学版），2012，37（1）：134-140.

收稿日期：2019-05-08

作者简介：王继承（1976—），男，甘肃张掖人，本科，高级工程师，研究方向：公路养护工程。

Application of Asphalt Pavement Thermal Regeneration Technology in Highway Maintenance

Wang Jicheng

（Baiyin Highway Bureau of Gansu Province， Baiyin Gansu  730900）

Abstract： The in-situ thermal regeneration construction of asphalt pavement can maximize the reuse of old asphalt mixture. In the process of road surface maintenance， reducing the use of new aggregates and asphalt on the road surface is an application technology worthy of promotion at this stage of road maintenance. Based on the characteristics of in-situ thermal regeneration technology， this paper conducts a detailed analysis of key in-situ thermal regeneration quality construction techniques for highway asphalt pavements， with a view to improving the overall quality level of highway maintenance construction.

Keywords： waste; in-situ thermal regeneration; highway maintenance