就地热再生技术在沥青路面养护中的应用

史常清

（承德市双滦区交通运输局公路站，河北 承德 067000）

0 引言

某省级公路呈东西走向，全长16.621km。2015年改建，已运营6年。随着运营时间的增长，在重载交通、环境气候条件综合作用下，沥青路面出现了车辙、麻面、纵横向裂缝等病害，影响道路通行质量，需要对其进行养护维修。该省道原路面结构为：4cm AC-16（SBS改性）+6cm AC-20+8cm AC-25+36cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥稳定碎石底基层。现场调查表明，病害以裂缝、麻面、修补为主，局部车辙。

1 材料试验分析

1.1 路面混合料采样

依据路面的具体情况，划分出1年内维修区段，1年至2年维修区段，维修2年以上区段，未维修区段。采样频率是500m/点，小于500m的热再生（HIR）区段，取有代表性的点采集1个样品，约为50kg。取芯调查结果表明，芯样基本完好，严重横向裂缝贯通沥青面层，轻微横向裂缝和纵向裂缝呈“V”形，属自上而下发展；基层完好，弯沉检测结果表明路面承载力满足要求。现场取上行K6+500处行车道原路面材料进行试验，沥青混合料的抽提筛分试验结果如表1所示。

表1 原路面抽提试验结果

1.2 材料性能试验分析

旧沥青混合料经烘干后，根据《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》（JTGE20—2011），开展旧沥青抽提，得出旧沥青混合料中的沥青剂量，并对沥青开展回收。结果显示：旧混合料中沥青是变性沥青，旧路面混合料的延度、针入度和油石比偏低，软化点及间隙率偏高，表明沥青严重老化，水稳性不够理想。

1.3 新料配比设计

对原路面老化沥青进行回收分析，测定回收旧沥青的针入度、软化点、延度三大指标、并掺配4%、5%、6%再生剂后测定三大指标，结果如表2所示。

表2 各掺量再生沥青混合料性能检测结果

掺配不同比例再生剂的沥青混合料马歇尔稳定度、空隙率、残留稳定度、流值试验结果如表3所示。

表3 （续）

表3 添加再生剂后的沥青混合料马歇尔试验结果

由试验结果可知，再生剂最优掺量为5%，最优油石比是4.8%。再生沥青混合料的马歇尔及油石比试验结果见表4～表5。

表4 沥青再生混合料马歇尔试验结果

表5 沥青再生混合料油石比试验结果

对表4和表5进行分析可以发现，原路面沥青混合料空隙率较大，添加再生剂可对原路面沥青混合料空隙率进行明显改善。为使原路面沥青混合料空隙率满足相关标准要求，需要添加热沥青和再生剂来改善原路面沥青混合料空隙率。根据原路面沥青混合料级配和油石比试验数据综合分析，添加热沥青和再生剂后原路面沥青混合料空隙率、马歇尔稳定度和流值均满足规范要求。

根据原路面沥青混合料的级配和油石比试验结果，空隙率不满足规范要求，需要通过添加一定比例特定级配的新沥青混合料来对原路面沥青混合料级配进行调整，新添加的沥青混合料为AC-13。就地热再生沥青混合料级配设计如表6所示。

表6 就地热再生沥青混合料级配设计

2 热再生施工技术

2.1 施工准备工作

2.1.1 人员准备

施工人员共33人。施工前对全体人员开展技术交底、技术及安全培训工作。

2.1.2 装备组成

铺摊机1台；压路机2台（其中胶轮、钢轮各1台）；沥青混合料保温运输装备1台；沥青混合料运输车2台；管理及安全用车3台；废料运输车1台；加油车1台；其他辅助装备如再生剂输送车、水车及乳化沥青运输车等。

2.1.3 材料

机组所用燃油、新沥青混合料、温拌剂、沥青和再生剂等，均由材料部门统一安排，保证随用随到。

2.2 病害路段预处理

2.2.1 路面裂缝

细小裂隙可以不予处理。但深裂隙需处理，其处理流程为：沿裂隙开挖路面达基层顶面→路面基层裂隙用人工或灌缝机器给予开槽清理→由灌缝机将堵封材料注至开槽裂隙中→采用防水土工布堵封基层裂隙→分层回填沥青混合料至路面标高。

2.2.2 坑槽病害

对于坑深小于4mm的微小坑槽，可不予处理。对于深度大于4mm的严重坑槽，应选用热辐射坑槽修理恢复法。施工过程：封闭施工场地→施工放样→加热→疏松→喷洒乳化沥青→加料→摊铺→碾压→清理场地，开放交通。

2.2.3 裂纹病害

对于早期的轻微裂纹，可以不予处理；对于裂纹宽度较宽，深度较深的裂纹，可选用热辐射坑槽修理法开展预处理。

2.2.4 唧泥、翻浆类病害

唧泥、翻浆类病害处理流程为：将松散基层和面层清除→沥青砾石回填基层→透层沥青铺筑→铺置防水土工布→分层回填至路面标高。

2.2.5 车辙病害

试验段车辙不超过40mm可不处理，深度高出40mm的车辙可选用局域坑槽常规补修法处理。

2.3 热再生现场施工操作

热再生现场施工操作流程为：通过现场考察→明确维修区段→明确施工配比→制订有效施工方案→制订交通特殊区段预处理方案→起终点预处理→预热1号加热机→预热2号加热机→洒喷再生剂→铣刨→掺拌→铺垫→处理对接缝→碾压→恢复标线→质量检验→开放交通。

2.3.1 加热路面

加热宽度需较再生路面两侧各宽15cm左右，起始加热温度约200℃，1号加热机需采用小功率长时、往复加热方式，路面加热后，通常温度控制在100℃之上。2号加热机与1号加热机相同，只是加热后路面温度通常控制在约150℃。依据施工中的温度、风速等，两台加热机间隔通常控制在10m以内。料堆温度通常应控制在120℃以上，基层温度控制在50℃以上，通常在70～80℃，加热复拌后的料堆应控制在约130℃，并保证铺料温度高于120℃。

2.3.2 喷洒再生剂

再生剂存于铣刨机存储罐内，一般加热至110～130℃时洒喷，并在大于130℃的高温下开展搅拌，这有助于再生剂松散均匀扩散在材料中。依据施工需要，存储罐每天需加满。

2.3.3 铣刨

铣刨深度及宽度按设计标准执行，作业人员依据设计需求，借助电脑对施工实现自动控制。质检员随时检查铣刨宽度及深度，必要时可进行调整，以确保铣刨无夹层，竖向对接缝直顺。铣刨深度在3.6～3.8cm，不超过4cm。

2.3.4 新旧料复拌

通过电脑控制系统将外掺新料精准加进铣刨松碎混合料中，并由再生复拌机拌匀。新式沥青混合料在专用拌搅站拌搅后，用运输汽车运至施工现场。

2.3.5 摊铺

再生拌匀后的混合料按设计的横坡，由铺摊机原地摊平。铺摊机和复拌机并排且以同一速度行进。复拌机将混合料掺拌好后直接送到铺摊机料斗，再按要求铺摊，路面铺摊厚度即再生厚度。铺摊时松铺常数取1.20，以铣刨后的路面作为基准面，但要依据实际情况开展微调。用两侧纵坡仪进行铺摊找平，施工中加强人工检测及实时调节。

2.3.6 接缝处理

铺摊时应加强对接缝控制，以保证新老路面顺平连接。

2.3.7 碾压

碾压施工是再生施工的关键，直接影响工后路面的压实度和平整度。因此，在碾压施工中，可采用组合式机械法施工。根据压实厚度、混合料类型等情况，合理选择压路机组合方式。在整个碾压施工阶段，还应控制好碾压遍数、速度等指标。首先，初压时应紧跟摊铺机之后进行施工，可采取振动压路机进行静压，碾压遍数为2～3遍，速度则控制在2～3km/h；复压过程中，可采取轮胎压路机施工，碾压遍数为3～4遍，速度为3～5km/h；最后进行终压，采用钢轮压路机即可，碾压遍数为2～3遍，速度为3～6km/h，保证消除明显轮迹，提高路面平整度。在整个碾压施工过程中，严禁急转弯、急刹车，避免损坏路面。待摊铺层完全自然冷却后，或者混合料表面温度降至50℃以下，即可开放交通。

2.3.8 开放交通

在开通交通之前，新路面应降温至50℃以下。并且应确保在没有正式通车前，不能对路面造成破坏。

3 结语

对原路面沥青混合料回收旧沥青，并掺配不同比例再生剂，通过对其针入度、软化点、延度、马歇尔稳定度、流值等试验结果综合分析可知，省道养护大中修工程施工中，再生剂掺加比例为原路面沥青混合料中沥青含量的5%时性能最优。可见添加一定比例特定级配的新沥青混合料对原路面沥青混合料级配进行优化调整，可提高沥青路面的路用性能。通过采用本文所述的施工工艺和施工方法，就地热再生技术在沥青路面养护中的应用达到了预期的效果，竣工质量检查合格。