公路沥青路面热再生试验检测分析

2023-10-31潘魏徐胜洪

运输经理世界 2023年17期

潘魏、徐胜洪

（景德镇市昌盛公路工程试验检测有限公司，江西景德镇 333000）

0 引言

随着公路工程领域的不断发展，公路运输规模也在不断增大。许多已投入运营较长时间的公路项目面临着严重的路面病害，这对道路的通行安全性和稳定性产生很大影响。我国在公路养护方面非常重视，已投入大量的资金和人力。据不完全统计，每年沥青路面改造过程中产生的废料高达220 万t，并且这个数量还在不断增加，严重影响环境质量，甚至引发严重的污染问题。随着我国环保措施的不断落实，加强沥青材料的有效应用变得尤为重要。在这个方面，应用沥青路面热再生技术具有明显的优势，它可以促进沥青废料的再生利用，减少对新材料的需求，从而提高综合效益。

1 公路沥青路面热再生技术

公路沥青路面热再生技术属于比较常用的再生技术类型，目前应用率非常高。该技术主要是将旧沥青混合料通过相应的技术进行再次加热，处理后形成全新的沥青材料。使用再生沥青混合料，不仅可以减少新沥青材料的使用，还能提高旧沥青材料的利用率，避免排放到自然环境中，造成严重的环境污染，同时也能实现经济效益的提升。

在公路沥青路面热再生技术应用的环节，应该选择合适的再生机械设备，以保证再生材料可以达到再应用的标准[1]。

第一，重铺法。该方法基于原有路面进行施工，通过直接加热处理，然后进行现场翻松作业。完成这些步骤后，再生旧沥青混合料将被直接铺设到路面上，并采取压实处理措施。通过碾压工作，公路路面的平整度得到提升，道路通行的安全性和稳定性也得到提高。

一般来说，重铺法主要应用于公路路面防水功能和摩擦功能的恢复。它可以有效增加横坡度，消除车辙病害。然而，该技术也存在一定局限性，特别是在老化程度较低、重载车辆相对较少的道路上，沥青路面性能的恢复速度相对较慢。因此，在实际现场施工中，应根据实际情况来选择是否采用该方法。

第二，复拌法。该施工技术主要应用于公路沥青路面的维修环节，通过采用科学合理的施工方法，并添加再生剂和新沥青混合料，实现公路项目的维修和处理。在现场施工过程中，应按照施工工艺方案的要求进行压实、搅拌、摊铺等作业，以消除路面结构存在的质量问题，确保道路交通正常通行。

一般来说，复拌法在沥青路面老化严重的情况下具有明显的优势，特别是在重载车辆通行数量较多的情况下。它可以及时恢复路面的性能，具备较高的防水性能和摩擦性能，有效消除车辙病害，确保路面结构的强度和稳定性符合标准，达到道路通行性能的要求。

为了提高道路交通的安全性，满足社会的通行需求，应加强沥青路面的养护处理工作，切实提升养护效果，快速恢复沥青路面的整体性能。需要积极应用沥青路面热再生试验检测技术，提高公路沥青路面的施工质量水平，及时修复路面结构表层的损坏和病害，有效提升道路通行的整体水平，为交通事业的发展提供帮助。

2 热再生沥青混合材料试验分析

2.1 热再生沥青试验

本文选取某公路项目进行研究，在技术人员对现场进行全面勘查后，发现路面存在严重的裂缝问题，已无法满足道路通行需求。为提高道路通行水平和综合效益，该项目的管理单位决定进行修复处理。首先，使用铣刨机对路面进行处理，深度约为5cm，并通过试验室的试验方法对材料进行分析，回收高速公路的沥青材料，为后续使用做准备。在现场施工中，使用4.75mm 的筛孔进行处理，及时筛选旧沥青材料，并合理划分其他混合物为三个试验样本。随后，在试验过程中对过筛效率进行分析，进行三次反复试验，以掌握相关技术参数。

对于此次公路项目，采用的是旧沥青路面性能恢复的方式，包括以下两点：

首先，选择低标号的新沥青材料与旧沥青材料充分混合使用。

其次，在旧沥青材料中加入再生剂，以恢复材料性能，并进行检测与分析。

通过对比上述两种方法，发现加入再生剂能够快速恢复旧沥青材料的性能，并使施工人员有效控制沥青混合料的性能，确保达到AH-90 型号沥青材料的性能标准。正式试验开始后，按2%的比例加入再生剂，该材料的性能指标应完全符合要求。经分析发现，在再生剂加入量达到4%后，沥青混合料的性能能够完全满足工程施工标准。再生剂的加入能够快速恢复旧沥青材料的总体性能，符合公路道路建设施工的需求。因此，施工单位决定采用这种方式进行施工，以确保充分利用旧沥青材料[2]。

2.2 再生沥青混合料级配

对于热再生沥青混合材料而言，技术人员应重视材料的级配曲线分析工作，了解沥青混合料的性能是否符合标准要求。通过综合性分析各项指标，特别是满足我国公路工程普通沥青混合料相关标准的要求，确保每个指标都完全匹配。根据规范化的标准，可以使用计算机程序进行分析，进行骨料及新矿料配合比例的计算。根据目前的施工经验和研究成果，公路工程单位的相关人员应加强对沥青混合料的掺加比例控制，一般将其控制在50%左右。同时，将60%的10～20mm 碎石材料和14%的中砂材料添加到混合料中，以使沥青混合料的级配曲线符合标准，完全满足公路工程项目的施工需求，并且不会影响施工质量水平。

2.3 再生剂添加扩散渗透试验设计

在公路沥青路面热再生试验中，再生剂添加扩散渗透试验是一项重要的检测内容。该试验作用是评估再生剂在路面热再生过程中的添加效果和扩散渗透性能，确保再生剂能够有效地渗透到沥青混合料中，提高路面的性能和质量。因此，在该项工作开展时，需要考虑下面几点内容：首先，结合实际，确定试验目标和要求，需要评估再生剂的扩散渗透性能和对沥青混合料的改性效果，明确试验样品的数量、试验方法和评价指标。同时，从实际出发，根据试验要求，将样品进行预处理，如破碎、筛分和干燥等，以获得符合要求的试验样品。其次，在选择再生剂添加方法时，要按照再生剂的性质和路面热再生设备的特点，设计合适的再生剂添加方法，同时需要考虑添加剂的投放位置、剂量和添加方式等因素，确保再生剂能够均匀地添加到沥青混合料中。最后，在试验过程中，及时采集再生剂添加量、扩散深度和渗透性能数据，且对试验数据进行综合分析，评估再生剂的添加效果和扩散渗透性能，并与预期的要求进行比较和验证，为项目开展奠定基础。

3 试验设计方法

热再生沥青混合材料制作完成后，需要对旧沥青材料表面的沥青黏合剂薄膜进行分层处理，通常可以选择外层或内层的方式。在实际工作中，应对两层材料的形成情况进行全面检查，了解它们之间的结合性差异，并准确判断混合料的均匀性。如果存在问题，应及时采取有效应对措施。然而，目前实际工程情况分析发现，上述方法在应用过程中存在一定困难，严重影响正常工作的开展。在设计试验阶段，可以直接检测外层膜与内层膜中的沥青材料和矿粉的加入比例，因此在现场施工阶段，应重视该参数的分析，以确保加入比例符合要求[3]。正式进行试验后，应按照规范化的标准要求对新加入的石料表面沥青黏合剂进行处理，同时添加温度较高的再生剂和矿粉等材料，充分搅拌混合，以满足施工效果要求，并发挥旧沥青材料的性能。在现场试验阶段，还需要重视沥青和矿粉材料加入比例的控制，并充分了解沥青混合料表面的黏合情况。

在试验室中应模拟现场条件进行综合分析，以达到规范化和标准化的要求。按照设计方案制作沥青混合料，并根据热再生施工条件全面控制热再生过程和温度情况，确保混合料的搅拌处理达到标准，符合现场施工的要求，积极推动正常施工的进行。在此次工程施工环节中，在试验阶段使用的混合料中，含有两种中矿料粒径分别为9.5mm 和2.35mm 的材料，需要对这两种材料进行检测和分析。

除此之外，还需进行试验分析，使用质量为0.5kg的2.35mm 粒径基料和5.5g 的矿粉材料与老化沥青进行试验。通过常规的沥青搅拌和混合方式，为试验工作提供基础条件，并获取充足的数据信息，以更好地进行试验管理和控制。在新沥青材料充分混合搅拌阶段，需要使用5.5g 的130#沥青材料。经试验检测发现，再生剂内的沥青和矿粉材料质量比为0.5。在此基础上，应充分利用0.4kg 的新加入石料，并持续加热，直到石料表面温度达到约200℃。然后，使用单一粒径为9.5mm 的骨料进行结合，以满足试验标准要求。通过对菲克定律的综合分析，可以确定沥青混合料的再生条件。具体工作如下：

首先，对于旧沥青混合料材料的常温调节，当材料温度处于正常范围内时，无须额外加入再生剂。

其次，当旧沥青混合料的温度约为110℃时，也无须加入再生剂。这是因为沥青混合料在高温下具有较好的可塑性和流动性，有利于施工和混合料的均匀性。需要注意的是，以上情况是在特定条件下的一般性观察，具体情况仍需根据实际情况进行判断。在实际施工中，旧沥青混合料的性质和温度可能有所变化，因此需要进行详细的检测和评估。

再次，对于在常温条件下的沥青混合料，加入AR1100 再生剂进行处理。在常温下，沥青的流动性较差，会影响混合料的均匀性和工程施工的质量。通过加入AR1100 再生剂，可以提高沥青的可塑性和流动性，使混合料更易于搅拌和施工，从而达到更好的工程效果。

最后，若沥青材料的温度约为110℃，则加入R1100 再生剂，并在加入新沥青混合料之前仔细检查混合料的搅拌工艺。在这种情况下，加入R1100 再生剂有助于提高沥青混合料的性能，确保混合料的质量和稳定性。但是，在加入新的沥青混合料之前，需要进行仔细的搅拌工艺检查，以确保再生剂与沥青混合料充分混合，并达到预期的改性效果。

总的来说，在具体操作阶段，需要综合分析各个因素后，加入再生剂进行充分搅拌处理，确保时间间隔约为30s，整体搅拌时间保持不变，以确保热再生检测更加准确，为公路工程沥青混合料的质量控制提供基础。同时，能有效提高旧沥青混合材料的利用率，为项目工程建设单位的施工整体水平提升奠定基础[4-5]。

4 路面旧沥青混合料试验结果

加强试验分析，做好各个试验操作工作，可以发现此次工程项目中旧沥青混合料级配曲线为S 型，说明该区域内沥青材料老化问题比较严重。为确保旧沥青混合料能够充分恢复性能，提升总体施工效果，必须根据需要加入新的沥青混合料。此外，还要综合分析回收利用的沥青混合料各种性能和指标，掌握核心技术参数，并在15℃和25℃的条件下进行延展性参数检测[6-7]。通过检测，可以了解旧沥青混合材料是否符合标准要求。经过对此次公路项目试验检测分析，发现该旧沥青材料的延展度为6.6cm，软化点是57.8℃，针入度为37.6mm。

通过对这些数据的分析和研究，发现该公路项目的延展度和针入度与标准值对比，都有所下降，材料的软化点也比较低，而温度出现上升趋势。这说明该沥青材料有硬化和老化的情况，必须采取合理有效的处理措施，以提高施工的质量水平，保证公路沥青路面有序地恢复到实际要求的情况[8]。