复拌就地热再生技术在广西山区高速养护工程应用

凌 聪，曾庆涛，蒋建辉，张建新

(1.重庆交通大学，重庆 400074；2.广西桂兴高速公路投资建设有限公司，广西 桂林 541000；3.广西桂阳高速公路投资建设有限公司，广西 桂林 541000)

我国高速公路路面大多为沥青路面，在以往的沥青路面养护改造过程中直接采用铣刨加铺技术不仅产生大量的废料，而且产生的废料难以处理，造成资源的浪费。如何将旧材料再生利用不仅可以降低材料消耗并且能够有效对环境进行保护是沥青路面养护工程的热点和难点[1]。早在1916年，美国提出通过加热沥青路面再将进行机械破碎，很大程度提高废料利用效率。随后，德国维特根公司提出利用红外预热，并加装回收装置提高沥青路面修复效率。对就地热再生技术的研究，我国起步比较晚，但也取得了一些实质性的进展。徐志祥[2]等提出可在高速公路上运用就地热再生技术，并发表了一些经验及看法。也有学者对不同种类沥青路面进行就地热再生处理进行了相应研究[3-6]。张成帅[7]和樊娟等[8]认为在高速公路养护时可利用就地热再生技术进行养护处理。盛三湘等[9]提出就地热再生技术的一些建议，认为混合料的均匀性影响再生效果。综上可见，就地热再生技术在沥青路面养护修复以及节约资源等方面有显著的成效。

1 项目概况

广西桂林绕城高速公路自2008年12月通车以来已运营12年，运营期间以日常养护、中小修养护为主，未进行过路面大修养护施工。但随着交通荷载日益增加，在荷载、雨水、光照等条件耦合作用下，沥青路面老化损坏状况逐渐显现。依据历年路面技术状况检测数据，本项目沥青路面抗滑性能衰减明显，局部路段出现车辙，裂缝病害相对较多。现阶段路面技术状况及服务水平逐年降低，通过日常养护、中小修养护等手段仅能局部改善路面状况，且养护资金投入会逐年快速增长，对总体技术状况及使用性能提升作用有限。根据现场踏勘调查和钻芯取样检测结果的汇总来看，横向裂缝为本项目分布最广的一种典型路面病害，主要为温度疲劳裂缝和反射型横向裂缝。

结合现场钻芯取样观察发现，本项目路面纵向裂缝多处于轮迹带上，且裂缝以自上而下发展为主，裂缝主要集中于上面层，尚未贯穿整个沥青面层，少部分纵向裂缝为自下而上发展的反射裂缝，主要为疲劳开裂和基层反射纵向裂缝。

2 混合料配合比设计

对原路面进行抽提实验，如表1所示。依据原路面抽提实验的结果确定复拌沥青混合料级配设计[10-12]，如表2所示。

表1 原路面抽提试验结果

表2 AC-13复拌沥青混合料级配组成设计

新添加沥青混合料采用4.7%、5.0%、5.3%三种油石比进行对照试验，将新添加沥青混合料与原路面添加3%再生剂再生后的沥青混合料复拌制作马歇尔试件，并且进行马歇尔稳定度试验，结果如表3所示。

表3 马歇尔试验结果

根据AC-13复拌沥青混合料路面设计要求和实际工程情况，上面层AC-13空隙率应控制在4%～5.5%。当新添加沥青混合料的最佳油石比为5.0%时，空隙率、稳定度和流值指标均满足设计要求。

原路面旧料使用3%的再生剂再生后与油石比为5.0%的新料按照8∶2的比例进行复拌，最后行沥青混合料性能试验，如表4所示。

表4 复拌沥青混合料性能试验结果

试验表明采用复拌再生后，复拌沥青混合料的孔隙率为4.3%比较密实，符合标准值要求的4%～5.5%的要求，马歇尔稳定度为12 kN，动稳定度为4 765次/mm，相较于目前标准值有点偏低但也能符合要求，总体复拌后的沥青混合料符合预期效果。

3 试验段施工质量检测

针对目前就地热再生技术能够达到开放交通的路面温度所需要时间问题进行研究。利用PaveCool软件计算某时间点的起始摊铺温度和终压摊铺温度的影响，并考虑风速、气温等其他因素，确定就地热再生施工后能够及时开放通行温度所需要的时间，并进行验证[13]，结果如图3所示。

图3 预测及实测摊铺温度冷却曲线图

通过曲线可知，通过软件得出的预测温度和实测温度曲线相比，实测温度在铺筑后5 min之前时和预计温度相差无几，随着时间推移，实测温度要稍微低于预计温度。因此利用软件结合当时的相关因素可确定达到开放交通的摊铺温度所需要的时间，以便路面进行热再生处理后提前规划。

表5 摊铺温度因素

对再生后的路面路用性能进行检测，常规的路用性能检测主要为压实度、平整度、渗水、构造深度检测，确定路用性能是否满足规范要求[14-15]，结果如表6～9所示。

表6 压实度检测

表7 平整度检测结果

表8 渗水检测

表9 构造深度检测

通过表中数据可知，经再生后路面的压实度、平整度、渗水、构造深度都符合标准要求，表明再生后的沥青混合料可用于实际铺筑。

4 结 语

根据对桂林绕城高速旧路面使用状况和产生的病害加以分析，使用就地热再生技术对旧路面修复，根据不同车道产生的病害提出不同的设计方案，得出以下结论：当RAP掺量为80%，新料掺量为20%，再生剂添加量为3%，随着新料的油石比增加，所得到新的沥青混合料孔隙率变小，当石油比为5%时为最佳油石比；将复拌沥青混合料再生铺筑后，进行现场取样，取样结果表明试验段铺筑良好。