就地?zé)嵩偕夹g(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

姚宏霖，農(nóng)世德，熊奎元

(廣西交通投資集團(tuán)百色高速公路運(yùn)營有限公司，廣西 百色 533000)

就地?zé)嵩偕夹g(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

姚宏霖，農(nóng)世德，熊奎元

(廣西交通投資集團(tuán)百色高速公路運(yùn)營有限公司，廣西 百色 533000)

在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中，就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以充分利用舊瀝青混合料，實(shí)現(xiàn)能源的重復(fù)利用。文章依托百色至羅村口高速公路瀝青路面就地?zé)嵩偕囼?yàn)段工程，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，介紹了就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工工藝及其在養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

就地?zé)嵩偕粸r青路面；養(yǎng)護(hù)管理；應(yīng)用

0 引言

我國高速公路建設(shè)經(jīng)過多年的發(fā)展，大量高速公路的瀝青路面進(jìn)入了路面養(yǎng)護(hù)期，在傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)中，大部分是采用銑刨重鋪和挖補(bǔ)技術(shù)。隨著國家可持續(xù)發(fā)展與節(jié)約型社會(huì)建設(shè)戰(zhàn)略的提出，傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)瀝青、石料等不可再生資源的浪費(fèi)弊端逐漸顯現(xiàn)出來。目前在公路路面養(yǎng)護(hù)維修中，采用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以充分利用舊瀝青路面材料，有效做到經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保。本文以廣西百色至羅村口路面就地?zé)嵩偕囼?yàn)路工程為例，簡述瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)在路面養(yǎng)護(hù)維修中的應(yīng)用情況。

1 瀝青路面再生技術(shù)

瀝青混凝土路面再生技術(shù)是將需要翻修或者廢棄的瀝青混凝土路面，經(jīng)過翻挖、回收、破碎、篩分，再添加適量的新骨料、新瀝青，重新拌合成為具有良好路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑路面面層或基層的整套工藝技術(shù)。瀝青路面再生技術(shù)可分四種方法：廠拌熱再生、就地?zé)嵩偕S拌冷再生、就地冷再生[1-3]。

其中，就地?zé)嵩偕夹g(shù)是將存在病害的路面進(jìn)行加熱翻松，添加所需要的添加劑，如新瀝青、再生劑等，然后在路面施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拌合、攤鋪、碾壓，使路面病害得到處置，保證瀝青路面性能的工藝過程[4-6]。

四種再生技術(shù)比較情況見表1。

表1 幾種再生技術(shù)比較表

以上四種不同的再生方式在我國各等級(jí)的公路中都有一定的應(yīng)用，另外，在高速公路的養(yǎng)護(hù)工程中，考慮到各種再生技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，就地?zé)嵩偕c廠拌熱再生技術(shù)得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)用，特別是就地?zé)嵩偕诮┠甑玫搅孙w速的發(fā)展。由于隨著我國高速公路的建設(shè)水平和養(yǎng)護(hù)水平的不斷提高，高速公路瀝青路面深層次的病害逐步減少，病害集中發(fā)生在表面層，這就為就地?zé)嵩偕陌l(fā)展提供了廣泛的空間。

2 就地?zé)嵩偕劳泄こ谈艣r

廣西百色至羅村口高速公路(以下簡稱百羅路)中、下面層鋪筑后于2005年初通車投入使用，表面層于2007年10月動(dòng)工，2008年1月投入使用，上、中、下瀝青面層所用粗集料全部采用輝綠巖。自通車以來，整體運(yùn)營狀況良好，但是局部路段存在一些功能性病害。經(jīng)過8年的通車運(yùn)營，K840+000～K841+000段(上行線)存在較為普遍的路面病害為大面積連續(xù)坑槽，目前坑槽已經(jīng)反復(fù)修補(bǔ)多次，如圖1所示。施工前該路段局部還存在少量橫向和縱向裂縫，均已進(jìn)行灌縫處理。K838+570～K839+570段(下行線)的主要病害為局部沉陷。

(a)坑槽

(b)縱向裂縫

2.1 試驗(yàn)路段路面施工前狀況

K840+000～K841+000段(上行線)內(nèi)選擇五處對(duì)原瀝青路面進(jìn)行鉆芯取樣，對(duì)上面層芯樣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 路面鉆芯取樣結(jié)果表

由表2的數(shù)據(jù)可知，該路段的瀝青面層上面層的厚度基本都在40 mm以上。根據(jù)該路段的表面層芯樣外觀可以看出，大部分芯樣整體不夠密實(shí)，側(cè)面和底面存在較多空隙，有些芯樣比較松散，如圖2所示。

(a)K840+350右幅路面芯樣

(b)K840+920右幅路面芯樣

對(duì)K840+000～K841+000路段內(nèi)表面層所取芯樣進(jìn)行油石比和礦料級(jí)配測(cè)試，所得結(jié)果如表3和圖3所示。

表3 表面層取芯試樣礦料級(jí)配和油石比數(shù)值表

圖3 表面層取芯試樣礦料級(jí)配和油石比曲線圖

由表3和圖3可知，與建設(shè)時(shí)期的AK-13A抗滑表層瀝青混合料相比，原路面表面層瀝青混凝土抽提結(jié)果的油石比較低，平均低0.3%，礦料級(jí)配較粗，4.75 mm及4.75 mm以上的通過率接近目前AC-13型瀝青混合料的級(jí)配下限，這是導(dǎo)致表面層瀝青混合料不夠密實(shí)的部分原因，也因?yàn)閴簩?shí)度偏低，以及芯樣中上面層間空隙較多，層間界面結(jié)合不好，從而導(dǎo)致上面層大面積坑槽的出現(xiàn)。

2.2 就地?zé)嵩偕夹g(shù)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路面病害調(diào)查結(jié)果可知，百色至羅村口高速公路K840+000～K841+000上行段和K838+570～K839+570下行段路面整體狀況良好，該路段的病害主要為功能性破壞，因此不需要對(duì)該路段進(jìn)行結(jié)構(gòu)性維修，只需采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)表面層病害進(jìn)行修復(fù)即可，使修復(fù)過的路面平整、完好如新、標(biāo)線整齊、行車舒適。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，K840+000～K841+000上行段表面層之所以出現(xiàn)大面積連續(xù)坑槽，主要是由于表面層瀝青混合料級(jí)配偏粗、油石比偏低、施工溫度較低造成的路面壓實(shí)度不足而引起的，因此為了改善原路面表面層瀝青混合料的級(jí)配和油石比，提高路面的使用性能，在K838+570～K839+570下行段和K840+300～K841+570上行段，本工程施工就地?zé)嵩偕桨竿扑]采用就地?zé)嵩偕鷱?fù)拌工藝。

復(fù)拌工藝實(shí)施過程中，對(duì)原路面表面層平均耙松3～4 cm，擬添加3%～5%的原路面瀝青混凝土瀝青質(zhì)量的瀝青再生劑、0.3%左右的SBS(I-D)改性瀝青和20%的瀝青混凝土質(zhì)量AC-10型SBS(I-D)改性瀝青熱拌瀝青混合料，其中，AC-10型瀝青混合料所用粗集料為輝綠巖。

2.3 就地?zé)嵩偕┕すに囈?/p>

就地?zé)嵩偕┕すに嚵鞒桃妶D4。

圖4 就地?zé)嵩偕┕すに嚵鞒虉D

2.3.1 加熱作業(yè)

(1)就地?zé)嵩偕┕すに嚨暮诵膯栴}是加熱的問題，不一樣的加熱方式，會(huì)對(duì)路面產(chǎn)生不一樣的效果，所以，現(xiàn)場(chǎng)必須對(duì)加熱環(huán)節(jié)有良好的控制，保證加熱機(jī)組和施工機(jī)械工作的同步進(jìn)行。在就地?zé)嵩偕恼麄€(gè)施工過程中，應(yīng)該實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)環(huán)節(jié)的溫度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)為調(diào)整施工工藝提供依據(jù)。

(2)加熱設(shè)備采用熱輻射加熱。加熱深度一般為4～5 cm，加熱時(shí)，路面瞬時(shí)溫度為160 ℃～190 ℃且≤220 ℃。加熱機(jī)組的行走速度一般為3～5 m/min。

2.3.2 再生劑和新添加瀝青的噴灑

(1)熱再生施工過程中，再生劑不加熱，新添加瀝青的加熱溫度為130 ℃～150 ℃，不可過高或過低，以噴灑均勻?yàn)橐恕?/p>

(2)將設(shè)計(jì)用量的再生劑和新瀝青均勻地噴灑在耙松過的路面上，再生劑和新瀝青的用量通過控制系統(tǒng)自動(dòng)控制。

2.3.3 復(fù)拌機(jī)中拌合新舊瀝青混合料

首先運(yùn)料車將新添加的瀝青混合料卸至EM6500型提升復(fù)拌機(jī)的料斗，由EM6500型提升復(fù)拌機(jī)料斗將20%的新瀝青混合料(原瀝青路面表面層厚度的20%，壓實(shí)厚度約0.8 cm)添加到舊混合料帶上。新添加瀝青混合料的數(shù)量通過復(fù)拌機(jī)上的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制。然后EM6500型提升復(fù)拌機(jī)的刮板式提升機(jī)將新、舊瀝青混合料一起提升至復(fù)拌機(jī)的拌缸進(jìn)行拌合。在混合料提升、拌合的全過程，混合料一直處于加熱保溫狀態(tài)，保證混合料溫度滿足施工要求。

當(dāng)瀝青混合料帶被提升后，緊跟其后的加熱墻對(duì)路面下承層頂層進(jìn)行加熱，確保再生層的瀝青混合料攤鋪后與下承層路面材料之間形成有效的熱粘結(jié)，消除瀝青混合料層間的弱界面。

2.3.4 攤鋪碾壓

(1)攤鋪機(jī)與再生機(jī)組須保持一樣的行進(jìn)速度，緊跟在再生機(jī)組的后面，施工速度為3～5 m/min，兩者的間距大約保持在3～5 m。再生混合料的攤鋪溫度控制在120 ℃～150 ℃之間。

(2)攤鋪過程中，如局部出現(xiàn)粗集料嚴(yán)重離析、泛油等嚴(yán)重缺陷時(shí)，應(yīng)由人工整層鏟除，更換混合料。

(3)就地?zé)嵩偕哪雺簻囟认啾刃陆访孑^低，在低溫碾壓的過程中，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)碾壓工藝進(jìn)行調(diào)整，保證路面的壓實(shí)度。

3 試驗(yàn)段跟蹤檢測(cè)

為了更好地跟蹤檢測(cè)就地?zé)嵩偕访娴氖褂眯Ч?，百色高速公路運(yùn)營有限公司配合廣西交通科學(xué)研究院、廣西金盟工程有限公司對(duì)路面材料以及路面狀況指標(biāo)等進(jìn)行了檢測(cè)。

3.1 路面材料及性能指標(biāo)檢測(cè)

路面材料及性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表4～9。

表4 瀝青混凝土面層厚度檢測(cè)結(jié)果匯總表

表5 再生瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總表

表6 再生瀝青混合料瀝青含量與礦料級(jí)配檢測(cè)結(jié)果匯總表

表7 路面面層抗滑構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果匯總表

表8 路面面層平整度檢測(cè)結(jié)果匯總表

表9 瀝青混凝土面層壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果匯總表

由圖4～9可以看出，經(jīng)過就地?zé)嵩偕幚磉^的路面，其材料、級(jí)配以及其他各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到合格要求。

3.2 高速公路技術(shù)狀況指標(biāo)檢測(cè)

在2015年3月25日、6月25日、9月25日采用路況檢測(cè)車對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)見表10～12。

表10 2015年3月25日路面檢測(cè)數(shù)據(jù)表

表11 2015年6月25日路面檢測(cè)數(shù)據(jù)表

表12 2015年9月25日路面檢測(cè)數(shù)據(jù)表

從表10～12檢測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)熱再生處理后的路面各項(xiàng)技術(shù)狀況指標(biāo)基本達(dá)到優(yōu)秀，說明現(xiàn)場(chǎng)熱再生施工效果較為明顯。

4 結(jié)語

瀝青路面經(jīng)就地?zé)嵩偕夹g(shù)修復(fù)后，路面使用性能得以改善和恢復(fù)，路面平整、無顛簸、完好如新、行車舒適性得到了提高。另外，使用瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)能夠節(jié)約大量的瀝青和砂石材料，有利于處理廢料，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技的不斷提升，在未來瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中就地?zé)嵩偕夹g(shù)將會(huì)具有舉足輕重的地位。

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Application of In-situ Thermal Regeneration Technology in Asphalt Pave-ment Maintenance

YAO Hong-lin，NONG Shi-de，XIONG Kui-yuan

(Guangxi Communications Investment Group Baise Expressway Operation Co.，Ltd.，Baise，Guangxi，533000)

In expressway maintenance projects，the in-situ thermal regeneration technology can make full use of old asphalt mixtures to achieve the reuse of energy.Relying on in-situ thermal regeneration test segment project of asphalt pavement in Baise-Luocunkou Expressway，and combined with field test data，this article introduced the construction process of in-situ thermal regeneration technology as well as its application advantages in the maintenance projects.

In-situ thermal regeneration；Asphalt pavement；Maintenance management；Application

姚宏霖(1988—)，助理工程師，主要從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作；

農(nóng)世德(1982—)，工程師，主要從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作；

熊奎元(1990—)，工學(xué)碩士，主要從事高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作。

U416.26

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.001

1673-4874(2016)12-0001-06

2016-08-06