瀝青路面就地熱再生技術(shù)在高速公路預防性養(yǎng)護中的應用

趙爽爽，黃 磊

(重慶交通大學)

瀝青路面就地熱再生技術(shù)是一種現(xiàn)場修復破損路面的過程，就是采用專用的就地熱再生設(shè)備，對瀝青路面進行加熱軟化、銑刨，就地摻入一定數(shù)量的新的熱拌瀝青混凝土和再生劑，拌和、攤鋪、碾壓，一次性實現(xiàn)對表面一定深度范圍(一般為20～50mm)內(nèi)的舊瀝青混凝土路面再生的技術(shù)。由于我國是發(fā)展中國家，必定要在失去大量不可再生資源的條件下發(fā)展經(jīng)濟，我國交通行業(yè)每年要使用大量的瀝青以及石料資源，而且，每年大約有15％的路面進入了大修階段，如果將廢舊的瀝青路面材料加以回收再次使用，每年將會節(jié)省幾億元的成本開銷，同時還能保護環(huán)境減少污染，走可持續(xù)發(fā)展之路。

1 瀝青路面就地熱再生工藝流程

就地熱再生技術(shù)通過就地熱再生養(yǎng)護機械對路面進行整形、重鋪、復拌三個工藝流程，對原有路表面非結(jié)構(gòu)病害進行修復，如車轍、擁包、裂縫和剝落。就地熱再生預防性養(yǎng)護技術(shù)可以完全利用原有路面的廢舊瀝青混凝土材料，經(jīng)過以上三個施工工藝達到對原有路面病害的修復，可以說既環(huán)保又達到了高速公路瀝青路面的性能要求，是這些年我國在預防性養(yǎng)護中經(jīng)常使用的再生方法。無論采用哪種再生方式，其施工工藝流程都如圖1流程圖所示。

圖1 瀝青路面就地熱再生工藝流程圖

1.1 整形法

通過就地熱再生機械的熨平板設(shè)備對原有路面進行物理加熱，使原有路面松軟，然后將原有瀝青路面翻松，然后進行機械整平預壓實、最后用壓路機進行壓實。一般在車轍病害較多的高速公路上使用整形施工工藝對原有路面進行養(yǎng)護，能恢復瀝青路面原有的平整度。

1.2 重鋪法

重鋪法相當于在整平法施工基礎(chǔ)上將原有路面加熱翻松壓實后，使原有路面作為下面層，然后在其基礎(chǔ)上將拌和好的磨耗層鋪筑在原有瀝青路面上。重鋪法可以提高瀝青路面的抗滑性能，以及改善原有路面的道路橫坡，重鋪后路面能夠達到和全新路面完全一樣的性能。

1.3 復拌法

復拌再生法是三種方法中最為復雜的一種再生方法，但是該法可以改善原有瀝青路面中老化瀝青和瀝青混合料的性能。該法是將原有瀝青路面用加熱設(shè)備進行物理加熱，用復拌機具將原有路面翻松通過材料輸送機具將翻松后的材料送入攪拌器中，與施工前準備好的新瀝青混合料一起進行拌和，然后用攤鋪機進行攤鋪，最后碾壓成型。

2 試驗路段的選擇以及配合比的設(shè)計

2.1 就地熱再生施工路段的選擇

重慶主城區(qū)內(nèi)環(huán)高速路由于每天車流量較大，同時西南地區(qū)雨季較長，夏季路表溫度較高，部分路段已經(jīng)產(chǎn)生了10～15mm的車轍病害，但是通過現(xiàn)場分析發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層較穩(wěn)定，適合使用就地熱再生技術(shù)進行原有路面的預防性養(yǎng)護。該路段瀝青路面上面層為5 cmAC-16中粒式瀝青混凝土，中面層為6 cmAC-20中粒式瀝青混凝土，下面層為7 cmAC-25粗粒式瀝青混凝土。

2.2 原有瀝青路面性能分析

(1)原有瀝青路面材料(RAP)室內(nèi)試驗的檢測

通過對原有瀝青路面進行鉆蕊取樣，然后進行抽提試驗測定瀝青含量和瀝青混合料中礦料級配，并對每個測點的瀝青混合料的瀝青含量進行試驗測定，瀝青含量的平均值為4.1％，平均油石比為3.9％。同時進行馬歇爾穩(wěn)定度的試驗:試件的平均密度 2.736g/cm3、穩(wěn)定度6.42kN、流值 42(0.1mm)其中規(guī)范要求穩(wěn)定度≥7.5kN、流值20～40。車轍動穩(wěn)定度試驗平均值646.4次/mm(規(guī)范要求＞800次/mm)。凍融劈裂試驗強度比68.8％，其中規(guī)范要求≥75％。通過抽提試驗后，對原有礦料的級配進行分析發(fā)現(xiàn):由于長時間行車荷載的作用，原有礦料發(fā)生了細化現(xiàn)象，還需要添加新集料加以改善。

(2)新瀝青混合料礦料級配的確定

對原有路面材料進行抽提篩分試驗發(fā)現(xiàn)礦料基本滿足AC-16的礦料級配的要求，但是由于長時間行車荷載的反復作用，發(fā)現(xiàn)集料有些細化，考慮到該條內(nèi)環(huán)高速平時車流量較大，經(jīng)過礦料級配設(shè)計計算，最終確定的礦料級配為原有瀝青路面材料 RAP(90％)、2.36mm(3％)、4.75mm(5％)、礦粉(2％)。

(3)再生劑用量的確定

按照0.1％再生劑摻入間隔進行再生劑最佳用量的確定，以三大指標為測定依據(jù)進行再生試驗，反應條件為25℃、反應時間為6h，最終確定4.4％為該再生劑的最佳用量，試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 摻入再生劑后瀝青三大指標試驗結(jié)果

(4)馬歇爾試驗確定最佳瀝青用量

根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中對AC-16瀝青混凝土瀝青用量的確定范圍，按照瀝青摻入間隔為1％分別成型馬歇爾試件，每組試件不少于4個，并測試了再生瀝青混合料馬歇爾試件的毛體積相對密度、吸水率、馬歇爾穩(wěn)定度、流值、最大理論相對密度，經(jīng)測試得馬歇爾穩(wěn)定度(12.3kN)，流值(3.9mm)，滿足規(guī)范要求。對再生劑摻入量4.4％，新?lián)饺氲V料油石比為3％、4％、5％、6％分別成型車轍試件，經(jīng)過車轍試驗分析，再生混合料在油石比(OAC)為4％的情況下，動穩(wěn)定度(DS)最好。

3 施工成型后的總體評價

路面現(xiàn)場試驗檢測主要數(shù)據(jù)如下表2所示。

表2 上面層施工質(zhì)量主要實測數(shù)據(jù)

對施工后的上面層進行路面現(xiàn)場試驗檢測，嚴重老化的原路面經(jīng)再生后，主要性能已經(jīng)恢復到現(xiàn)行行業(yè)標準的有關(guān)規(guī)定范圍內(nèi)，現(xiàn)場熱再生瀝青混凝土的質(zhì)量指標也均符合現(xiàn)行行業(yè)標準的有關(guān)規(guī)定。

4 總結(jié)

經(jīng)過一定的測算，瀝青路面如果及時進行就地熱再生預防性養(yǎng)護，可以延長瀝青混凝土路面的使用壽命3～5年。就地熱再生技術(shù)具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。既延長了道路使用壽命又節(jié)約了工程造價，節(jié)能環(huán)保，符合我國可持續(xù)發(fā)展的基本國策。

[1] 拾方治，馬衛(wèi)民.瀝青路面再生技術(shù)手冊[M].北京:人民交通出版社，2006.

[2] 中華人民共和國交通部.公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范(JTG F41-2008)[S].北京:人民交通出版社，2008.

[3] 中華人民共和國交通部.公路瀝青路面施工技術(shù)(JTG F40-2004)[S].北京:人民交通出版社，2004.

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[5] 張秀微，陳衛(wèi)兵，方銳，等.瀝青老化與再生應用[J].建筑科學，2010，(9).