沥青路面热再生技术探讨

2021-10-30陈志良

黑龙江交通科技 2021年10期

陈志良

(山东省滨州公路工程有限公司，山东滨州 256600)

0 引言

公路交通事业发展的过程中，早期建设的部分高速公路在长期的运营过程中已经出现了不同程度的沥青路面病害，公路的维修和养护已经受到了国家相关部门的广泛重视。根据不完全的统计显示，每年由于沥青路面翻修而产生的沥青废料就高达220万t，且该数据还在逐年增长，对环境造成了严重的污染，也对资源造成了大量的浪费。相关部门也意识到这个问题，并加大了对路面材料循环利用的重视程度。沥青路面热再生技术作为一门新工艺技术，通过对沥青混合料的再生，能够很大程度的回收利用废旧混合料，减少了对新材料的开采。对整个社会的节能减排都具有巨大的经济效益和时代意义。

1 沥青路面再生方法

沥青路面再生技术是要将旧沥青路面材料经过专业机械设备处理，同时按照设计的配合比掺入一定新的沥青、集料、再生剂等，使得沥青混合料能够达到相应的技术标准，然后再通过机械的摊铺碾压形成路面的结构层。按照施工温度的不同，可以将沥青路面再生技术划分为热再生和冷再生两类；根据施工场合的不同，又可以将其划分为就地再生和厂拌再生。具体的沥青路面再生技术如图1所示。

图1 沥青路面再生技术分类

1.1 厂拌热再生

厂拌热再生技术是将铲除的旧沥青混合料运送至搅拌厂中，在拌合厂中先破碎旧沥青，并对其进行筛分，同时还需要对就沥青混合料进行试验检测，根据旧沥青混合料的老化程度，以及需要配制的再生沥青混合料标准，向旧料中掺入各部分材料，达到相关的要求，送至现场摊铺碾压。厂拌热再生对泛油、松散、车辙、裂缝等病害的修复效果较好，能够让道路依旧保持原有的线形和高程，能够在确保厚度基本不变的情况下对路面的结构进行改善，该方法最大的缺点就是旧沥青材料需要运送至指定的拌合场进行加工，导致其运输成本受到增加，而且该方法在施工过程中对交通的影响也相对更大。

1.2 就地热再生

就地热再生技术与厂拌热再生的不同点就在于，沥青混合料的在原地进行加热翻松，掺入新料并拌和，拌和之后直接进行摊铺和碾压，就地热再生通常应用于预防性的道路养护中。该方法中废料和废弃物不需要进行搬运，节约了废料堆放的场地，减少了对环境的污染，也降低了成本。整个工程的施工周期较短，进度较快，对交通的影响也较小。但该种方式的热再生技术由于需要现场的加热施工，所以容易受到寒冷气候的影响。

就地热再生还有三种形式，分别为整形再生、复拌再生以及复拌加铺再生，每种热再生工艺的适用范围和工艺特点略有不同。在选择就地热再生施工工艺之前还需要对旧沥青路面进行调查分析，针对路面不同破坏形式下的热再生工艺适用性如表1所示。

表1 不同破坏形式适用的就地热再生工艺

1.3 冷再生

与热再生相比，冷再生技术最大的区别就在于沥青加热温度的不同，冷再生技术的优点在于没有加热过程，避免了沥青混合料的老化，此外还能够有效的避免因为沥青加热而导致的空气污染。而冷再生技术的缺点在于路用性能与热再生相比较差，而这也正是冷再生技术应用并不广泛的主要原因。

2 就地热再生混合料配合比设计

再生沥青混合料配合比的设计是就地热再生技术中最为重要的部分，且配合比的设计也较难以把控。要对再生沥青混合料配比进行设计，首先还需要对原路面的沥青混合料进行试验测试，其主要目的是评价旧沥青混合料，测出旧沥青混合料中各部分材料的含量以及沥青的老化程度。之后确定再生沥青混合料需要达到的设计标准，通过计算得出旧沥青中需要添加的各部分材料的量。

再生剂是实现沥青混合料再生使用的重要材料，再生剂能够改善老旧沥青的流变性，此外还能够起到稳定胶体结构的作用，可以有效的提高沥青混合料的各项性能。目前再生剂主要可以分为三类，分别为软沥青、专用沥青再生剂以及低粘度的油分。再生剂掺量的确定也是较为关键的一部分，可以通过溶度参数法、经验预估法以及性能设计法来确定再生剂的用量。溶度参数法来确定再生剂的用量，在理论方面具有可行性，但是由于计算的过程需要应用专门的试验设备来明确旧沥青的组合和溶度参数，所以在实际工程中较难推广应用。经验预估法的关键就是准确估算混合料中沥青的含量，对于沥青用量不够明确的情况，不建议用此方法。性能设计法其核心思想就是通过添加再生剂使得旧沥青的技术指标得以恢复至规定的范围之内，为了使得旧沥青混合料性能能够达到最佳的状态来调整再生剂的用量，该种方法的计算思路相对而言更加清晰明确，能够更好的把握再生沥青混合料的性能指标。

完成了再生剂类型的选择以及用量的确定之后，再掺入沥青和集料使其形成新的再生沥青混合料，然后就需要对混合料的各项路用性能展开检测，其中重点要关注混合料的耐久性、抗裂性、抗疲劳性、抗老化性等。对性能的检测一方面是未能够再次确保再生剂和集料掺量的合理性，此外还能够对沥青混合料进行间接评价。待这些性能经试验测试均能够满足规范要求，方可铺筑试验路段，若均能满足相关要求，则确定此配合比为再生沥青混合料的配合比。

3 就地热再生技术的工程应用

加热系统和再生系统是就地热再生机械中最为重要的两个系统，高的热效率是加热系统的关键，通过加热系统能够对加热的温度进行灵活及时的调节，除了确保路面的加热温度能够满足施工的需要以外，还需要确保沥青不会老化，此外还需要具备有良好的经济性和安全性。再生系统通常由新沥青的混合料供给装置、废旧料铣刨装置、新老料的拌和装置以及混合料的摊铺装置所组成。

在沥青正式的铺筑之前通常需要选取200 m左右的道路作为试验段，先检验道路的施工情况是否能够符合设计中相关的试验技术指标。如若符合要求则可按照程序进行施工。为了避免路面杂物影响再生沥青混合料的性能，首先需要清扫路面，然后画出导向线，确保施工过程线形的控制。下一步需要加热旧沥青路面，加热的具体温度以及摊铺的速度需要综合路面状况、气温、风速的几方面的因素来共同确定，通常情况下旧路面的加热温度一般控制在160～180 ℃，再生混合摊铺料的温度需要控制在130～140 ℃。铣刨旧路面时需要深度均匀，为了方便再生沥青混合料的结合，需要保持铣刨面有一定的粗糙度。旧沥青路面经加热机加热之后，复拌机对旧路面进行再生摊铺。之后采用钢轮和胶轮压路机对再生沥青混合料进行交替碾压，压实度通常需要控制在98%以上。当再生层压实之后路表温度低于50 ℃后方可开放交通。

就地热再生施工过程中需要严格的对施工质量加以控制，重点是对再生沥青混合料、路面形状以及施工温度三个方面的控制，其控制标准分为如表2和表3所示。