瀝青路面熱再生施工技術(shù)研究

摘 要：近些年來由于我國經(jīng)濟快速發(fā)展，瀝青混凝土路面逐漸成為我國的主要公路路面形式。但是隨著交通量的不斷增大，大量瀝青混凝土路面出現(xiàn)了較為嚴重的路面病害，但是由于交通量的限制，完全封閉路段進行公路的養(yǎng)護與維修變得不切合實際。所以瀝青路面熱再生技術(shù)作為瀝青路面養(yǎng)護維修的重要手段起到了關(guān)鍵的作用。文章根據(jù)對瀝青路面熱再生技術(shù)的理論研究結(jié)合多年具體施工經(jīng)驗對瀝青路面熱再生技術(shù)進行了以下幾點研究：（1）通過對瀝青路面熱再生技術(shù)進行相應的理論研究與分析，研究了現(xiàn)有的熱再生技術(shù)方法的優(yōu)缺點以及使用特點；（2）根據(jù)理論研究結(jié)果對現(xiàn)有的瀝青路面熱再生技術(shù)進行相應的技術(shù)研究與分析，結(jié)合實際施工條件與應用提出相應的改進措施；（3）通過利用有限元分析軟件以及線性回歸軟件對瀝青路面熱再生技術(shù)進行相應的模擬分析對比，從投資回收期以及現(xiàn)場實際情況方面分析其經(jīng)濟型與工程可行性。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土路面；路面養(yǎng)護維修；熱再生技術(shù)；有限元；線性回歸

1 概述

公路決定了我國的經(jīng)濟發(fā)展速度，對于我國的經(jīng)濟發(fā)展有著極其重要的作用[1]。隨著我國的經(jīng)濟快速發(fā)展，維護好已建成的路網(wǎng)成為公路系統(tǒng)重要的日產(chǎn)工作之一[2]。國外由于工程發(fā)展起步早，所以在瀝青路面熱再生技術(shù)方面的研究早在1915年就已經(jīng)開始。1973年石油危機時期，美國在全國開始使用熱再生技術(shù)[3]。1974年，日本開始對瀝青路面熱再生技術(shù)進行研究，并提出了相關(guān)規(guī)范[4]。澳大利亞則在1997年提出了新型的熱再生技術(shù)，使得熱再生材料使用壽命可以達到傳統(tǒng)瀝青材料，甚至在抗剪切力方面更勝一籌[5]。我國最早是在1982年開始引進瀝青熱再生技術(shù)，隨著我國公路技術(shù)的發(fā)展與進步，逐漸提出了A型熱再生劑等一系列熱再生材料[6]。近些年來我國不僅在熱再生劑方面作出了突出的研究成果，在熱再生施工機械方面也取得了長足的進步[7]。熱再生技術(shù)逐漸成為了我國瀝青路面修復的主要應用技術(shù)之一。

2 瀝青路面熱再生技術(shù)研究與分析

瀝青材料在長期使用條件下，會由于外界因素的影響直接導致瀝青出現(xiàn)大量不可逆的化學反應，最終導致瀝青材料無法滿足上部荷載對路面的承載力要求。所以熱再生技術(shù)是基于利用化學技術(shù)對瀝青經(jīng)過化學反應產(chǎn)生的化合物進行相應的逆化反應，從而恢復原有材料的力學性質(zhì)。

2.1 瀝青材料老化原理研究與分析

瀝青作為路面的主要承重材料，主要依靠自身稠度、粘度以及針入度等數(shù)據(jù)來判定其是否能有效的滿足路面承載力要求。通過在實際工作中對老舊瀝青進行馬歇爾試驗可以發(fā)現(xiàn)瀝青材料的老化程度由以下幾點因素影響：

（1）根據(jù)路面深度不同路面老化程度不同：根據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)隨著路面深度的增加，瀝青材料的老化程度也存在著不同的變化。在路面0～0.5cm之間，路面瀝青材料的老化程度較小。在0.5～1cm瀝青材料的老化程度及其嚴重，但是隨著深度的增加，老化程度逐漸降低。

（2）根據(jù)使用年限不同瀝青路面老化程度不同：根據(jù)常年施工經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，在不考慮交通量的前提下，路面瀝青材料的老化程度與使用年限成正比變化趨勢。且使用年限較長的瀝青材料的粘度會明顯的低于原有瀝青材料。

（3）位置不同瀝青老化程度不同：根據(jù)對路面不同部位的瀝青材料進行相應的材料研究我們可以發(fā)現(xiàn)，主要承重部分的瀝青材料老化速度會明顯小于非承重部分。根據(jù)研究可以發(fā)現(xiàn)，由于交通荷載增大了路面瀝青材料的密實度，從而有效的降低了瀝青材料的老化速度。

2.2 瀝青熱再生原理研究與分析

對于舊瀝青路面進行相應的熱再生處理是將瀝青的老化過程進行逆化反應。所以根據(jù)理論研究可以將熱再生技術(shù)歸為以下兩類：

（1）逆化瀝青粘度：通過一系列化學反應將老舊瀝青材料度粘度通過化學反應恢復至原有材料的粘度，從而滿足力學要求。

（2）逆化流變指數(shù)：通過設(shè)備改良老舊瀝青材料的材料特性，將衰退的瀝青流變指數(shù)逐步提高至滿足通行要求。

3 瀝青路面熱再生技術(shù)改進措施研究與對比分析

根據(jù)對瀝青路面老化原理研究與分析，并結(jié)合熱再生技術(shù)原理的研究，結(jié)合實際施工經(jīng)驗對現(xiàn)有技術(shù)進行相應的改進并利用有限元分析技術(shù)對改進措施進行相應的模擬分析。將模擬結(jié)果利用線性分析技術(shù)分析改進結(jié)果。

3.1 瀝青路面熱再生技術(shù)改進措施研究

通過對理論進行相應研究結(jié)合實際施工經(jīng)驗，對現(xiàn)有的瀝青路面熱再生技術(shù)進行以下幾點相應的改進：

（1）再生瀝青混合料配合比改進：瀝青混合料作為熱再生的主要對象，混合料的配合比直接決定了熱再生的質(zhì)量與效果。結(jié)合實際施工經(jīng)驗，可以在進行熱再生施工過層中按照5.8%的油石比例進行調(diào)配，加入再生劑后折合比例油石比為0.52%。

（2）再生瀝青作業(yè)方案改進：在進行具體施工過程中，可以采用多步作業(yè)施工法進行相應的施工。通過多步施工技術(shù)可以保證施工工藝柔度，靈活快捷。

（3）熱再生劑的摻配比例改進：根據(jù)實際施工經(jīng)驗總結(jié)，將熱再生過程中混合料的熱再生劑摻配比例設(shè)置為9%，可以發(fā)現(xiàn)摻配后的混合料的針入度為63。完全可以滿足路面石油瀝青的技術(shù)指標要求。

3.2 熱再生改進技術(shù)的分析研究

利用有限元分析軟件并結(jié)合線性回歸技術(shù)進行統(tǒng)計分析，根據(jù)結(jié)果我們可以得到以下結(jié)論：

（1）通過利用有限元軟件對試驗路段進行分析，可以得到熱再生后的瀝青路面承載力滿足設(shè)計要求且要是原有承載力大小的1.3倍。

（2）對現(xiàn)有的有限元分析軟件模擬結(jié)果進行線性回歸分析，通過利用軟件對數(shù)據(jù)進行相應的擬合，我們可以看到熱再生后的路面材料的耐久性遠遠大于原有技術(shù)進行修復的路面，耐久性指數(shù)為原有的指數(shù)的1.6倍。

4 結(jié)束語

根據(jù)對瀝青路面熱再生技術(shù)進行相應的理論分析，并結(jié)合實際施工經(jīng)驗總結(jié)，對現(xiàn)有的瀝青熱再生技術(shù)進行了相應的改進。根據(jù)有限元模擬技術(shù)與線性回歸分析技術(shù)對改進措施進行試驗路段的模擬分析我們可以發(fā)現(xiàn)改進后的熱再生技術(shù)明顯的增強了熱再生料的再生效果。

參考文獻

[1]高建立.高速公路瀝青路面養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)與工程實例[M].北京：人民交通出版社，2006.

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