基于耙松的沥青混凝土路面热再生施工工艺优化

张秀礼 许多 柳婷婷 刘艳敏 董焕增

关键词：沥青;路面;热再生;工艺;耙松

目前，我国对于就地热再生技术的应用多数还是凭经验或参照新拌沥青混合料的方法进行，并没有系统的研究其工艺的特殊性，并将其规范化，因而导致许多再生工程效果未能达到预期目的，限制了就地热再生技术的潜力。以热风循环加热方式为载体进行就地热再生工艺的研究是经过多次调研和比较而定，此方式对路面进行加热软化获得了国家863项目的认可，同时在国内沥青道路养护领域获得了广泛的认可，是就地热再生工程施工的最关键技术，因此为了更好地利用热风循环技术，发挥其最大的潜力，让就地热再生施工在技术节能方面发挥更大优势，达到节能降耗的目的。

一、工程概况

河北大街位于秦皇岛市海港区南部，是东西走向城市主干道，双向八车道，向东延伸可通往山海关区，向西延伸可通往北戴河区。本次维修路段位于市区西部，车流量较大，沿途与市区多条城市主干路相交。本次维修改造范围西起西环路东至西港路，按原有线形对道路进行维修改造，实施路段长约5.02km，主路为沥青砼路面结构，沥青砼面层厚16cm（上面层4cm、中面层5cm、底面层7cm），本次改造路段始建于2004年，经过十多年运行已基本达到设计使用年限，经过现场实地调查原有车行道路面已出现横裂、纵裂、沉陷、车辙、剥落、啃边、路框差等现象，已严重影响道路的服务质量和城市美观。施工以热再生施工为主，处理深度4cm。

二、耙松试验

通过对现场的就地热再生工艺流程和再生设备及其工作原理进行研究，主要通过在原有设备（主要为加热机）添加耙松装置，将原来的就地热再生工艺进行优化，并对施工过程中的加热温度、机组行走速度、铣刨厚度、摊铺厚度、再生剂用量、铣刨温度、复拌温度、摊铺温度及各流程中混合料的温度等指标进行检测，并每天及时对施工过程中及施工后的工程质量进行检测，结合现场的施工情况与施工质量，总结出能控制就地热再生工程质量的关键因素，并将其量化，便于指导以后工作，并为我国就地热再生施工技术规范的建立提供一定的实践依据。

在河北大街就地热再生过程施工中，对耙松深度、铣刨深度和各工序温度等参数的检测和控制，分别对参数逐一进行控制，对能在现场检测的指标及时收集，需要试验取芯的要提前做好标记，待路面成型后进行定点取芯，最后到实验室进行各项路用性能的指标检测，收集和整理所有数据及分析。耙松试验及施工如图1所示。具体的试验结果如表1、表2所示。

确定最优耙松深度应注意事项：（1）无耙松时，施工速度慢，炉温越高，路面和铣刨层温度低;（2）耙松越深，施工速度快，炉温越低，路面和铣刨层温度高;（3）同时路面温度过高会使表层沥青过度烧灼，引起烟气过大，沥青老化严重。

耙松装置需要与热再生机组进行紧密配合，相互协作，机组施工时需要严格控制两个方面：

（1）严格控制加热后路面温度，需要有专人进行温度检测，既不能过高也不能太低，具体范围150℃～170℃，只有这样才能在确保节能、减排的同时又不浪费资源、增加消耗。

（2）耙松深度需要严格控制，经过装置的工程应用以及各项研究和检测得出，深度控制在2～3cm为宜，各项参数和指标为最佳。然而，维修的路面会有车辙、沉陷等各類病害，程度不一，因此耙松深度应视路面具体情况而定，硬性技术要求为：耙松深度<路面软化深度<铣刨深度。

通过参数的检测，整理数据进行初步分析，将炉温和耙松深度作为重点，得出两者的最佳组合关系，进一步的进行综合考虑，将经济、环境和社会效益等因素添加进去，得出一种最经济合理的组合方式。分析参数与综合考虑，确定最优耙松深度为2cm，燃烧炉温度为450℃，该组合更适合热再生耙松施工。

三、热再生工艺优化

经过试验研究并结合耙松装置性能测试，确定路面必须进行软化到一定程度才能进耙松作业。如果原路面使用年限较长，表面病害比较多，沥青老化较为严重，旧沥青路面热传导系数较低时，可将耙松装置设置在第二台路面加热机后。施工时，通过第一台、第二台加热机对路面的加热并使其开始软化，用耙松装置将旧沥青路面耙松，再由第三台加热机加热通过耙松后的就沥青路面缝隙，将热量快速渗透到深层处，使旧沥青路面沥青混合料充分软化。如果原路面使用年限较短，表面病害较少，原路面沥青各项指标均为优，旧沥青路面热传导系数较好时，可将耙松装置设置在第三台路面加热机后，施工时，可适当降低加热机的加热温度或者提高加热机行驶速度，通过第三台加热机加热耙松后，直接由加热铣刨机进行加热铣刨，以达到较好的施工效果。

耙松装置需要与热再生机组进行紧密配合，相互协作，机组施工时需要严格控制两个方面：

（1）严格控制加热后路面温度，需要有专人进行温度检测，既不能过高也不能太低，具体范围150℃～170℃，只有这样才能在确保节能、减排的同时又不浪费资源、增加消耗。

（2）耙松深度需要严格控制，经过装置的工程应用以及各项研究和检测得出，深度控制在2～3cm为宜，各项参数和指标为最佳。然而，维修的路面会有车辙、沉陷等各类病害，程度不一，因此耙松深度应视路面具体情况而定，硬性技术要求为：耙松深度<路面软化深度<铣刨深度。

保证沥青混凝土路面就地热再生质量的另一关键因素是加热温度，温度太高，会引起沥青老化严重，而温度太低，再生剂与沥青融合困难，起不到再生作用，还会造成铣刨的石料破碎，级配发生变化，混合料出现离析、压实困难、层问连接不良等许多问题。要求摊铺温度控制在加120℃～140℃之间为宜铣刨后混合料温度控制在105℃左右，就可保证摊铺温度大于120℃。同时再生机组行走速度快、风速大的情况下，可以将铣刨机与复拌机的加热温度调整比正常情况下高出50℃～100℃。

综合比较，最终确定将耙松装置安装于第三台加热机后部车架上，待路面软化到一定程度的时候进行路面耙松作业，耙松一定深度后再次进行热量传导，使老路面更加充分、快速地完成热传导和软化，满足路面铣刨作业的要求。具体工艺流程为：三台（或两台）加热机加热路面一软化路面的耙松一加热铣刨机再次加热并在翻松旧路面时加入再生剂和新沥青一加热复拌机加入新沥青混合料并强制搅拌升温一摊铺机铺摊再生沥青混合料一压路机组碾压成型一路面降温至50℃开放交通一路面质量检测，优化后加热耙松工艺流程图如图2所示。

四、结语

通过对沥青混凝土就地热再生施工中加入耙松工艺，热量更容易渗透到路面的深层，降低了热再生机组加热炉的温度，节约了燃料消耗，提高了几组的施工速度，提升了热效率，有效控制就地热再生施工质量和路面的路用性能，降低沥青混凝土路面维修造价，减少高温产生的废气排放，对周边环境的污染大幅降低，节能环保效益明显。