瀝青路面熱再生修補(bǔ)技術(shù)實(shí)踐要點(diǎn)分析

文/張學(xué)良

1 瀝青路面熱再生修補(bǔ)技術(shù)概述

采用路面專用修補(bǔ)設(shè)備對(duì)待處理病害瀝青路面層進(jìn)行間歇式加熱，并待其升溫至設(shè)計(jì)水平后，進(jìn)行舊瀝青混合料的搗碎處理，再將乳化瀝青和新的瀝青混合料按比例摻加至舊銑刨料中，并按照常規(guī)技術(shù)將病害路面碾壓和整平。該技術(shù)的上述施工環(huán)節(jié)通過1臺(tái)功能強(qiáng)大的修路機(jī)械便可完成，且其技術(shù)原理和修補(bǔ)方法與常規(guī)的冷修補(bǔ)技術(shù)不同，其主要通過修路機(jī)械所釋放的間歇性熱輻射能將待處理路面層軟化后以人工方式搗碎，并按設(shè)計(jì)比和施工要求摻加新瀝青混合料后碾壓成型，屬于真正意義上的熱修補(bǔ)。

與其他設(shè)備不同，瀝青路面熱再生修補(bǔ)機(jī)械以加熱墻為分區(qū)加熱裝置，該裝置能在任何路況下對(duì)病害路段路面進(jìn)行即時(shí)加熱、軟化和即時(shí)修補(bǔ)，且配備有加熱保溫料倉(cāng)，使瀝青混合料溫度和供料的及時(shí)性均有保障。此外，熱再生修補(bǔ)機(jī)械還配備自行式振動(dòng)壓路機(jī)，能夠獨(dú)立、快速、高效完成待處理病害瀝青路面的碾壓和平整。大量的工程實(shí)踐表明，瀝青路面熱再生修補(bǔ)機(jī)械具有熱接縫、即時(shí)高效、功能強(qiáng)大、修補(bǔ)平整度良好等性能優(yōu)勢(shì)，對(duì)于高等級(jí)瀝青路面病害處治及養(yǎng)護(hù)較為適用[1]。

2 瀝青路面熱再生修補(bǔ)技術(shù)實(shí)踐要點(diǎn)

2.1 工程概況

JF 高速公路某標(biāo)段建成通車于2008年。近年來，隨著交通量的持續(xù)增加，超載重載車輛日益增多，導(dǎo)致行車道部分路段先后出現(xiàn)不同程度的病害。為解決各種既有病害，防止病害問題進(jìn)一步擴(kuò)大，公路管理部門于2018年對(duì)病害路段進(jìn)行了大修。為有效節(jié)約資源，病害路段采用了熱再生修補(bǔ)技術(shù)，施工結(jié)束后通車運(yùn)行結(jié)果表明，路段整體狀況良好，且加鋪路面各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合高速公路行車安全性和舒適性要求。

2.2 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行病害路段路面熱修補(bǔ)施工前，工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和公路施工安全管理規(guī)定加強(qiáng)區(qū)域布控，設(shè)置施工警示標(biāo)志，并安排專職安全員負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)施工全過程中施工區(qū)域周圍的安全管理；另外，為收集道路養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)，完善施工資料，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)病害路段路面瀝青混凝土熱再生修補(bǔ)全過程的文字記錄以及有關(guān)病害位置、嚴(yán)重程度、病害類型、修補(bǔ)處理面積等影像資料的收集。

2.3 遭受污染的瀝青路面處理

對(duì)于已經(jīng)遭受污染的路面瀝青材料應(yīng)先劃出待清理范圍，再通過氣壓破碎機(jī)按照“圓洞方補(bǔ)，斜洞正補(bǔ)”進(jìn)行徹底清理和棄置。在破碎清理過程中，必須嚴(yán)格按照所劃出的范圍加強(qiáng)開挖深度控制，不得破壞下層路面及周圍瀝青混凝土之間的層間連接，避免路面既有病害范圍擴(kuò)大。在分層破碎清理的過程中，下面層應(yīng)比上面層大出至少30cm，防止接縫重疊。在采用氣壓破碎機(jī)將待修補(bǔ)路面中已污染部分徹底挖出后，還應(yīng)采用吹風(fēng)管將路表面的殘?jiān)鼜氐状祪?，并將所收集到的廢料統(tǒng)一運(yùn)輸至指定棄置點(diǎn)。

2.4 瀝青路面熱再生修補(bǔ)機(jī)械就位

結(jié)合工程路面病害所在位置，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員測(cè)放待修補(bǔ)區(qū)域，并指揮熱再生修補(bǔ)機(jī)械在適當(dāng)位置停車就位，防止熱再生修補(bǔ)機(jī)械的加熱墻、加熱區(qū)域與待處理區(qū)域發(fā)生偏斜；同時(shí)，將加熱墻和病害路面的距離控制在8～10cm 之間，并根據(jù)施工環(huán)境溫度、風(fēng)力、風(fēng)向和風(fēng)速等適當(dāng)調(diào)整。

2.5 路面加熱和耙松

待機(jī)械就位后由技術(shù)人員開啟加熱面板，對(duì)病害路面進(jìn)行間歇式加熱，并嚴(yán)格按照試驗(yàn)時(shí)間設(shè)置和控制加熱時(shí)間，防止在施工過程中頻繁調(diào)整加熱時(shí)間。待加熱完畢，及時(shí)耙松加熱路段路面瀝青混合料，由于考慮到對(duì)接縫處的保護(hù)，防止出現(xiàn)弱接縫，應(yīng)避免對(duì)加熱區(qū)域四周6～8cm 區(qū)域的耙松處理[2]。

2.6 回收瀝青料的處理

在本公路路面熱再生修補(bǔ)施工過程中，所回收的瀝青材料中礦物集料占比在94～98%左右，其余主要為瀝青粘結(jié)劑，因此回收瀝青料化學(xué)組成和主要組分與天然集料類似。瀝青粘結(jié)劑主要由瀝青質(zhì)及可溶水的碳?xì)浠衔?、硫磺、氮?dú)?、芳香烴、環(huán)烴等成分組成，其中瀝青質(zhì)的粘性比膠質(zhì)和油分較優(yōu)，同時(shí)它也是決定和影響瀝青粘結(jié)劑及瀝青混合料粘度的主要方面[3]。瀝青材料老化后其油分會(huì)轉(zhuǎn)化為膠質(zhì)，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為瀝青質(zhì)，導(dǎo)致瀝青粘結(jié)劑發(fā)生硬化，影響路用性能。回收瀝青料的力學(xué)性能主要受瀝青路面類型、材料回收方法、處理技術(shù)等的影響；另外，瀝青回收料在收回后通常會(huì)重新應(yīng)用于路面鋪筑方面，但它在其他方面的應(yīng)用還缺乏數(shù)據(jù)和相關(guān)研究。

在碾壓施工過程中，回收瀝青料的單位質(zhì)量呈不斷降低趨勢(shì)，且其干密度最大值在1500～2100kg/m3區(qū)間變動(dòng)，其承載比為20～25%，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，回收瀝青料內(nèi)瀝青粘結(jié)劑的增強(qiáng)效果逐漸顯現(xiàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，回收瀝青料和天然集料按照4∶6 的比例混合并攤鋪施工一周后，混合料的承載比的增幅至少為150%，具體見表1[4]。

表1 回收瀝青料的材料性能

在本公路病害路面熱再生修補(bǔ)過程中，主要通過銑刨、挖除、剝離、破碎、研磨等方式獲得回收瀝青料。為保證其物理性能和力學(xué)性能，必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選，將粒料過多、松散嚴(yán)重等的回收料剔除不用。在回收料存儲(chǔ)過程中，還應(yīng)將堆放高度控制在3m 以內(nèi)，以防止因堆層過高、重力過大而發(fā)生擠壓結(jié)塊，并盡量縮短存放時(shí)間。結(jié)合類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，采用圓錐形儲(chǔ)料堆方式存放回收瀝青料能有效預(yù)防其大面積結(jié)塊，若通過防水布覆蓋回收料堆，則其表面容易固結(jié)，所以本工程所回收的瀝青料堆采用敞篷覆蓋的方式。

按照先四周后中間的順序?qū)⑷榛癁r青均勻噴灑在回收瀝青料中，并根據(jù)回收料實(shí)際含油量適當(dāng)調(diào)整乳化瀝青噴灑量；噴灑時(shí)應(yīng)同時(shí)采用擋板遮擋處理，防止噴灑至其余區(qū)域，導(dǎo)致環(huán)境污染。此外，還應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)要求摻加新料，并按照試驗(yàn)所得到的松鋪系數(shù)進(jìn)行新料攤鋪施工。

2.7 整平及碾壓

本公路熱再生修補(bǔ)路面的大面積整平主要通過3m 尺控制，達(dá)到平整度要求后進(jìn)行碾壓；同時(shí)，相鄰碾壓帶重疊輪寬應(yīng)控制在1/2～1/3，并靜壓2 遍、振壓4 遍、靜壓2 遍。對(duì)于接縫處的碾壓施工，應(yīng)由外至內(nèi)進(jìn)行，且每次的碾壓進(jìn)尺控制在15cm。此外，在碾壓施工過程中，還應(yīng)加強(qiáng)灑水量的控制工作，以確保瀝青料不粘輪，防止過量灑水導(dǎo)致瀝青料迅速降溫而影響施工質(zhì)量。

碾壓施工完畢，應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)處理范圍、面積及修補(bǔ)樁號(hào)等的記錄，并按照設(shè)計(jì)要求清理施工現(xiàn)場(chǎng)。一個(gè)施工流程耗時(shí)約15～20min，施工工藝看似復(fù)雜，但是分工明確，1 人負(fù)責(zé)機(jī)械操作，3 人負(fù)責(zé)耙松和壓實(shí)，且操作熟練后人員可以進(jìn)行調(diào)配和穿插施工，以保證施工速度和工效[5]。

3 瀝青路面熱再生修補(bǔ)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 無(wú)弱接縫層

熱再生修補(bǔ)技術(shù)通過將病害路面瀝青混合料就地?zé)嵩偕?，并摻加乳化瀝青和新瀝青料，使舊料和新料之間建立有效的熱熔連接，不僅杜絕了弱接縫層的出現(xiàn)，還避免了傳統(tǒng)修補(bǔ)方式下舊料和新料間冷接縫后導(dǎo)致接縫處滲水等病害的發(fā)生。

3.2 施工速度快，工效高

工程實(shí)踐證明，熱再生修補(bǔ)技術(shù)能夠在20min 內(nèi)完成面積2.5m2病害坑洞的修補(bǔ)施工，且無(wú)須大規(guī)模切割、銑刨舊路面；熱再生修補(bǔ)機(jī)械移動(dòng)靈活迅速，行進(jìn)速度可達(dá)60～80km/h，能夠保證坑槽等病害得到及時(shí)修補(bǔ)，快速開放交通，而這是傳統(tǒng)修補(bǔ)施工機(jī)械所無(wú)法達(dá)到的。熱再生修補(bǔ)機(jī)械既適用于熱帶地區(qū)氧化程度高的瀝青路面和較高的環(huán)境溫度，也適用于寒冷地區(qū)結(jié)冰路面，可實(shí)現(xiàn)一年四季全天候的病害路面修補(bǔ)施工。

3.3 節(jié)能環(huán)保

熱再生修補(bǔ)機(jī)械對(duì)舊料的再生利用有效避免了舊料的棄置，節(jié)能環(huán)保效果顯著，且在施工過程中，不使用翻斗車等噪聲大的配套機(jī)械，有利于加快施工速度、降低噪聲污染。另外，該技術(shù)對(duì)瀝青材料的耗用量及所配備的施工技術(shù)人員數(shù)量均為傳統(tǒng)施工技術(shù)的一半。

4 結(jié)語(yǔ)

在本高速公路病害段熱再生修補(bǔ)施工結(jié)束后經(jīng)檢測(cè)，路面平整度、壓實(shí)度、抗滑性、構(gòu)造深度及抗?jié)B性能等均達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求。長(zhǎng)期的跟蹤檢測(cè)結(jié)果顯示，熱再生修補(bǔ)技術(shù)后的瀝青路面在外觀質(zhì)量和內(nèi)在性能等方面均比傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)高，有效避免了病害路段因養(yǎng)護(hù)不及時(shí)而延誤了最佳的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，大大提升了道路施工壽命，有效節(jié)約了綜合養(yǎng)護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益十分顯著。