沥青路面就地热再生技术在道路施工中的应用

2021-05-23胡洪

运输经理世界 2021年20期

胡洪

（东台市公路工程有限责任公司，江苏东台 224200）

0 引言

现有道路工程施工中使用各种修复技术，旨在以最低的成本恢复道路最佳功能，提高道路使用效能。沥青路面就地热再生技术是目前比较先进环保、操作快捷的破损路面修复技术，其采用特定工艺和机械设备在加热路面后，对道路面层旧料进行收集，添加新型沥青混合材料之后采用摊铺、碾压等工艺形成新的道路表层。该技术对路面浅表层破损等问题具有很好的修复功能。本文对沥青路面就地热再生技术的施工原理、技术要点和经济意义进行分析，提出了优化沥青路面就地热再生技术应用，提高道路修复质量和效率的对策建议。

1 沥青路面就地热再生技术

1.1 技术概述

就地热再生技术是应用于沥青路面修复的技术。该技术是在沥青路面表层发生破损、裂缝等问题时，使用热再生机械设备，将破损旧路面进行加热软化，采用热刨、耙松等操作将旧路面清理到合适的深度后，通过加入一些新增的、合适的沥青混合料和再生剂，通过机内热搅拌后均匀摊铺在路表上，采用熨平、碾压等连续式作业，实现公路沥青路面的功能恢复。该技术也被称为HIR 技术，主要优势是施工中能充分利用旧的沥青路面材料，施工简单，对周围环境无害、施工操作简单、工作效率高，对道路通行干扰小，能有效控制路面维修支出，因此在路面养护、修缮中得到广泛应用。

目前HIR 技术分类一般是依据现场施工机械的组成方式，分为综合作业、联合作业两种。综合作业施工中，通常是采用一台综合式路面再生机来实现整个施工，能一体化实现对旧路面的加热、耙松，添加再生剂搅拌后摊铺到路表上，为提高工作效率还可增加一台路面预加热机组共同进行现场施工。常用的综合式路面再生机的型号有WIRTGEN 公司生产的RX4500 和HM4500 型综合作业、具有加热结构的再生机组。联合作业施工要采用几台不同功能的路面再生设备和常规摊铺机进行联合施工，该技术常用的是英达公司RM6000 沥青路面就地热再生机组和SY4500 机组。基于HIR 技术在摊铺施工的工艺，还可以将该技术分为路面表层整形再生、复拌再生、重铺再生三种类型。其中路面整形再生施工作业的过程是，在把旧路面翻新之后，在旧路面的材料中添加沥青再生剂进行充分搅拌，之后进行摊铺和碾压成型的施工。路面复拌再生施工，需要把旧路面翻松之后的材料和新型沥青混合料、再生剂均匀充分搅拌之后，在旧路表上摊铺碾压为新表层。路面重铺再生施工是基于路面整形再生施工技术，在已经完工的路面上增加一层磨耗层，主要材料是新沥青材料，之后通过碾压、压实成型两个路面的材料层来完成路表修复。

目前，国内工程建设中采用就地热再生施工能很好地实现对公路养护质量的要求，一般主要应用于再生深度为50cm 左右的路面建设、养护和改建工程项目中。在添加再生剂恢复老化沥青路表性能，添加新沥青材料和旧材料进行混合后，通过对配比方式的优化调整，对施工作业过程的质量控制管理，有效提高了公路工程的建设质量。

1.2 施工原理

就地热再生技术的施工需要采用加热、翻松旧表层，添加再生剂后进行拌和、摊铺，利用机械设备碾压成型等施工作业。通过对旧沥青路面原材料的再生利用，没有铣刨、添加黏层油等工序，大大减少施工成本支出。该技术的施工原理主要表现为两个方面的关键控制内容。第一，对旧沥青路面的混合料进行再次利用。第二，添加再生剂对旧沥青路面的材料进行性能恢复。从这些方面可以看到该技术的实质施工原理就是把旧路面的沥青表层翻松之后，添加新沥青或再生剂等材料进行充分混合，形成全新、性能更好地沥青混合料，之后采用路面摊铺、碾压成型作业，从而消除旧路面的病害问题，恢复和提高路面的使用性能。

1.3 技术优缺点

优点表现为：施工周期短、保护周围环境、作业效率高，对道路通行干扰少等。在HIR 技术利用专业热再生设备进行施工作业时可以流水施工作业的方式，一次性完成整个施工过程。该技术通过再次利用技术，让旧路面的沥青混合料再次利用，不仅节约大量的路面施工用的砂石、沥青等原材料，也不会产生大量的施工废渣，减少路表施工的原材料运输成本，降低对道路交通的干扰影响。

在具体施工中，只需要耙松旧路表的混合料，不需要进行铣刨等复杂操作，施工过程中扬尘少、噪声污染小，对周围环境影响很小。施工采用单车道依次进行的方式，在进行一个车道施工时，其他车道可以开放交通，这样的施工方法很适应大城市道路养护，能把对交通出行的负面影响降到最低。传统路表养护施工中，必须在沥青层、面层和基层施工中增加黏层油或者透层油，通过油来让沥青面层和界层、基层之间形成一个整体。在实际投运后，这种施工方式难以实现设计要求，通常采用这种方式施工的路面短短几年又会出现裂缝、松软等路表问题，公路的整体使用性能和耐久性能都难以得到保证。HIR 技术通过热黏来实现旧层和再生层的严密黏合，不需要使用黏层油。在对路面的下一层采用间歇式加热后，利用碾压设备来实现再生沥青混合料和加热面层的一体热压成型，大大提供了路面层的整体性能。这种热黏结施工，解决了旧层和再生层之间界面交界部位性能比较弱的问题，很好地使路面形成一个整体。而且因为是加热状态下实现的黏结，这样在雨水下渗等影响下也不会出现层间界面的脱节问题。利用HIR 技术施工完成的路面强度、耐久性等技术指标都要高于传统路面修复施工的路面。在现场调查发现，热黏结的路面新接界面的抗剪强度能从0.3 上升到0.6MPa 以上，路面性能得到很大提升。

不足表现为：

一是该技术只适用于路表厚度比较浅的路面，对于路面的中下层和基层的结构性损坏难以实现再生，不适合进行路面的大修，主要用于处理路面表层的车辙、麻面、裂痕、光面等表层型问题。

二是该技术增加的新沥青和新集料的数量较少，如果路面表层存在厚度不均匀，性能变化较大等情况，难以保证所有路面的修复效果，无法利用改性沥青对表层进行铺筑。

三是该技术使用中需要对温度进行较好的控制，因此对加热技术提出了较高要求，也需要施工环境的外界环境气候不能有太大变化。在具体施工中，要重点防治加热温度不均匀，施工过程无法连续等问题，要避免温度过高导致沥青过早出现老化问题，还要预防因为施工不连贯导致热量损失、路面碾压压实施工时温度不足导致质量欠佳等问题。因此该技术不适合寒冷季节和环境温度过低的地区使用。

四是该技术受到路面实际情况的约束，在起点和终点的预处理上有较高的技术要求。

2 沥青路面就地热再生技术的应用价值

2.1 具有良好的环保效益

在国家生态文明社会建设中，对生态环境的保护要求越来越高。公路施工建设的HIR 技术能有效控制路面施工对环境的污染，实现公路工程的生态环保效益。沥青路面就地热再生实现了对施工原材料和其他能源的节约，保证了周围环境不受到污染，体现了资源节约、环境友好的现代公路养护理念，适应了国家大力推进的节约型循环经济建设的需要。该技术使用原有路面材料进行再次利用，节约了新原材料的使用量，也不会产生大量的废弃料，不仅节约运输成本，还不会对周围环境带来污染。

该技术在施工中，采用先进的降噪设计，因此施工产生的噪声比传统施工技术要少，在城市和居民区进行道路养护施工中，能对周边环境带来最小的噪声影响。对比传统的路面铣刨重铺施工方法，HIR 技术在减少二氧化碳减排上的作用非常显著，一般每100万平方米的沥青路面施工，就能减少2645 吨的二氧化碳排放量。

2.2 具有较高的施工效率

HIR 技术在应用中，施工工程和工艺相对比较简单，作业过程比较紧凑，大大提高了技术应用的施工效率。采用该技术进行施工时，一般能保持每分钟5m 左右的施工效率，这样能有效缩短施工工期，避免施工中对交通通行的影响。而且只需要对单车道进行封闭施工，其他车道可以正常使用，因此具有传统施工无法比拟的施工效率。

2.3 具有良好的经济效益

HIR 技术的应用，大大避免了施工材料浪费的问题，旧路表的材料再生利用，提高了资源的可循环利用水平，不需要过多支出施工成本，实现了低碳经济的发展目标。通过实践应用发现，HIR 技术能减少新沥青混合料的能源消耗，节约混合料中的沥青含量能减少传统铣刨施工产生的能源消耗，如作业机械设备运行的柴油消耗、减少现场的施工废料产生、减少运输车辆的油料消耗等。

3 沥青路面就地热再生技术的质量控制

沥青路面就地热再生技术在应用中，必须严格执行质量管控措施，才能保证公路建设施工有序、高效运行。该技术的质量控制原则是：

第一，保证质量目标。公路工程的建设时间比较长，对质量产生影响的因素多而容易变化。施工过程中可能因为质量问题产生严重的安全风险事故。因此在施工过程中，必须围绕质量控制目标进行过程管控，高质量建设公路施工项目。

第二，坚持以人为本。公路施工建设中，质量控制主要是依靠人来实现。要提高现场施工人员的专业素质和能力，增加全员全面质量控制意识，增强人员的职业责任心，调动现场人员的生产积极性。

第三，突出以预为先。公路修复工程的施工成本、投资较大，质量问题产生的返修、充分施工都会增加项目施工成本。因此要从项目实施的事前、事中、事后等关键环节开展质量控制，对发现的质量问题技术整改，以规范的日常维护检查和质量检查，避免质量事故的发生造成严重的人身和财产损失。

第四，严格把控理论标准。在HIR 技术施工过程中，必须严格执行质量标准，规范控制质量措施，确保项目施工内容符合设计的质量标准，从而降低质量事故的发生率[1]。

4 优化改进沥青路面就地热再生技术应用的对策

4.1 技术应用准备要全面到位

在HIR 技术应用之前，施工人员要做好各项准备工作，以保证工程施工质量不受影响。要对路面杂物认真清理，杜绝杂物对再生混合料造成污染。要做好旧路表的裂缝灌注胶、热熔表示线等清理，保证施工路表的边缘美观符合施工要求。在施工现场要画好设备的行走导向线，对施工区域进行封闭保护，在完成作业准备工作后，才能将设备和原材料运到施工现场[2]。

4.2 再生剂要充分加热连续均匀喷洒

在加热操作中，重点是依据施工要求、现场环境温度和施工工作量来确定预加热设备的工作温度，为后续施工质量提供保障。再生剂的喷洒过程，施工用量必须结合实际情况进行科学合理掌握，要借助旧路面的沥青材料试验检测结果指标进行再生混合料的配比。要控制再生剂的喷洒用量，采用连续、均匀的方式进行喷洒作业。施工人员结合现场路面实际情况进行使用量优化调整，控制再生剂喷洒质量。

4.3 路面耙松要把握深度和强度

在HIR 技术的旧路面耙松施工中，要从旧路面的实际情况出发，确定耙松的深度和打撒处理的效果，机械设备要匀速运行在旧路面，严格控制耙松的深度、宽度和强度等技术指标。要注意耙松作业中，不能改变旧路面沥青混合料的配给，每200m 就进行一次深度检查，保证深度的变化控制在0.5cm 范围内。对于不符合要求的耙松操作要及时进行调整，保证耙松的整体质量。