基于耙松的瀝青混凝土路面熱再生施工工藝優(yōu)化

張秀禮 許多 柳婷婷 劉艷敏 董煥增

關(guān)鍵詞：瀝青;路面;熱再生;工藝;耙松

目前，我國(guó)對(duì)于就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用多數(shù)還是憑經(jīng)驗(yàn)或參照新拌瀝青混合料的方法進(jìn)行，并沒有系統(tǒng)的研究其工藝的特殊性，并將其規(guī)范化，因而導(dǎo)致許多再生工程效果未能達(dá)到預(yù)期目的，限制了就地?zé)嵩偕夹g(shù)的潛力。以熱風(fēng)循環(huán)加熱方式為載體進(jìn)行就地?zé)嵩偕に嚨难芯渴墙?jīng)過多次調(diào)研和比較而定，此方式對(duì)路面進(jìn)行加熱軟化獲得了國(guó)家863項(xiàng)目的認(rèn)可，同時(shí)在國(guó)內(nèi)瀝青道路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域獲得了廣泛的認(rèn)可，是就地?zé)嵩偕こ淌┕さ淖铌P(guān)鍵技術(shù)，因此為了更好地利用熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，發(fā)揮其最大的潛力，讓就地?zé)嵩偕┕ぴ诩夹g(shù)節(jié)能方面發(fā)揮更大優(yōu)勢(shì)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

一、工程概況

河北大街位于秦皇島市海港區(qū)南部，是東西走向城市主干道，雙向八車道，向東延伸可通往山海關(guān)區(qū)，向西延伸可通往北戴河區(qū)。本次維修路段位于市區(qū)西部，車流量較大，沿途與市區(qū)多條城市主干路相交。本次維修改造范圍西起西環(huán)路東至西港路，按原有線形對(duì)道路進(jìn)行維修改造，實(shí)施路段長(zhǎng)約5.02km，主路為瀝青砼路面結(jié)構(gòu)，瀝青砼面層厚16cm（上面層4cm、中面層5cm、底面層7cm），本次改造路段始建于2004年，經(jīng)過十多年運(yùn)行已基本達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查原有車行道路面已出現(xiàn)橫裂、縱裂、沉陷、車轍、剝落、啃邊、路框差等現(xiàn)象，已嚴(yán)重影響道路的服務(wù)質(zhì)量和城市美觀。施工以熱再生施工為主，處理深度4cm。

二、耙松試驗(yàn)

通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的就地?zé)嵩偕に嚵鞒毯驮偕O(shè)備及其工作原理進(jìn)行研究，主要通過在原有設(shè)備（主要為加熱機(jī)）添加耙松裝置，將原來的就地?zé)嵩偕に囘M(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)施工過程中的加熱溫度、機(jī)組行走速度、銑刨厚度、攤鋪厚度、再生劑用量、銑刨溫度、復(fù)拌溫度、攤鋪溫度及各流程中混合料的溫度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，并每天及時(shí)對(duì)施工過程中及施工后的工程質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工情況與施工質(zhì)量，總結(jié)出能控制就地?zé)嵩偕こ藤|(zhì)量的關(guān)鍵因素，并將其量化，便于指導(dǎo)以后工作，并為我國(guó)就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)規(guī)范的建立提供一定的實(shí)踐依據(jù)。

在河北大街就地?zé)嵩偕^程施工中，對(duì)耙松深度、銑刨深度和各工序溫度等參數(shù)的檢測(cè)和控制，分別對(duì)參數(shù)逐一進(jìn)行控制，對(duì)能在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的指標(biāo)及時(shí)收集，需要試驗(yàn)取芯的要提前做好標(biāo)記，待路面成型后進(jìn)行定點(diǎn)取芯，最后到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各項(xiàng)路用性能的指標(biāo)檢測(cè)，收集和整理所有數(shù)據(jù)及分析。耙松試驗(yàn)及施工如圖1所示。具體的試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所示。

確定最優(yōu)耙松深度應(yīng)注意事項(xiàng)：（1）無耙松時(shí)，施工速度慢，爐溫越高，路面和銑刨層溫度低;（2）耙松越深，施工速度快，爐溫越低，路面和銑刨層溫度高;（3）同時(shí)路面溫度過高會(huì)使表層瀝青過度燒灼，引起煙氣過大，瀝青老化嚴(yán)重。

耙松裝置需要與熱再生機(jī)組進(jìn)行緊密配合，相互協(xié)作，機(jī)組施工時(shí)需要嚴(yán)格控制兩個(gè)方面：

（1）嚴(yán)格控制加熱后路面溫度，需要有專人進(jìn)行溫度檢測(cè)，既不能過高也不能太低，具體范圍150℃～170℃，只有這樣才能在確保節(jié)能、減排的同時(shí)又不浪費(fèi)資源、增加消耗。

（2）耙松深度需要嚴(yán)格控制，經(jīng)過裝置的工程應(yīng)用以及各項(xiàng)研究和檢測(cè)得出，深度控制在2～3cm為宜，各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)為最佳。然而，維修的路面會(huì)有車轍、沉陷等各類病害，程度不一，因此耙松深度應(yīng)視路面具體情況而定，硬性技術(shù)要求為：耙松深度<路面軟化深度<銑刨深度。

通過參數(shù)的檢測(cè)，整理數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析，將爐溫和耙松深度作為重點(diǎn)，得出兩者的最佳組合關(guān)系，進(jìn)一步的進(jìn)行綜合考慮，將經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益等因素添加進(jìn)去，得出一種最經(jīng)濟(jì)合理的組合方式。分析參數(shù)與綜合考慮，確定最優(yōu)耙松深度為2cm，燃燒爐溫度為450℃，該組合更適合熱再生耙松施工。

三、熱再生工藝優(yōu)化

經(jīng)過試驗(yàn)研究并結(jié)合耙松裝置性能測(cè)試，確定路面必須進(jìn)行軟化到一定程度才能進(jìn)耙松作業(yè)。如果原路面使用年限較長(zhǎng)，表面病害比較多，瀝青老化較為嚴(yán)重，舊瀝青路面熱傳導(dǎo)系數(shù)較低時(shí)，可將耙松裝置設(shè)置在第二臺(tái)路面加熱機(jī)后。施工時(shí)，通過第一臺(tái)、第二臺(tái)加熱機(jī)對(duì)路面的加熱并使其開始軟化，用耙松裝置將舊瀝青路面耙松，再由第三臺(tái)加熱機(jī)加熱通過耙松后的就瀝青路面縫隙，將熱量快速滲透到深層處，使舊瀝青路面瀝青混合料充分軟化。如果原路面使用年限較短，表面病害較少，原路面瀝青各項(xiàng)指標(biāo)均為優(yōu)，舊瀝青路面熱傳導(dǎo)系數(shù)較好時(shí)，可將耙松裝置設(shè)置在第三臺(tái)路面加熱機(jī)后，施工時(shí)，可適當(dāng)降低加熱機(jī)的加熱溫度或者提高加熱機(jī)行駛速度，通過第三臺(tái)加熱機(jī)加熱耙松后，直接由加熱銑刨機(jī)進(jìn)行加熱銑刨，以達(dá)到較好的施工效果。

耙松裝置需要與熱再生機(jī)組進(jìn)行緊密配合，相互協(xié)作，機(jī)組施工時(shí)需要嚴(yán)格控制兩個(gè)方面：

（1）嚴(yán)格控制加熱后路面溫度，需要有專人進(jìn)行溫度檢測(cè)，既不能過高也不能太低，具體范圍150℃～170℃，只有這樣才能在確保節(jié)能、減排的同時(shí)又不浪費(fèi)資源、增加消耗。

（2）耙松深度需要嚴(yán)格控制，經(jīng)過裝置的工程應(yīng)用以及各項(xiàng)研究和檢測(cè)得出，深度控制在2～3cm為宜，各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)為最佳。然而，維修的路面會(huì)有車轍、沉陷等各類病害，程度不一，因此耙松深度應(yīng)視路面具體情況而定，硬性技術(shù)要求為：耙松深度<路面軟化深度<銑刨深度。

保證瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕|(zhì)量的另一關(guān)鍵因素是加熱溫度，溫度太高，會(huì)引起瀝青老化嚴(yán)重，而溫度太低，再生劑與瀝青融合困難，起不到再生作用，還會(huì)造成銑刨的石料破碎，級(jí)配發(fā)生變化，混合料出現(xiàn)離析、壓實(shí)困難、層問連接不良等許多問題。要求攤鋪溫度控制在加120℃～140℃之間為宜銑刨后混合料溫度控制在105℃左右，就可保證攤鋪溫度大于120℃。同時(shí)再生機(jī)組行走速度快、風(fēng)速大的情況下，可以將銑刨機(jī)與復(fù)拌機(jī)的加熱溫度調(diào)整比正常情況下高出50℃～100℃。

綜合比較，最終確定將耙松裝置安裝于第三臺(tái)加熱機(jī)后部車架上，待路面軟化到一定程度的時(shí)候進(jìn)行路面耙松作業(yè)，耙松一定深度后再次進(jìn)行熱量傳導(dǎo)，使老路面更加充分、快速地完成熱傳導(dǎo)和軟化，滿足路面銑刨作業(yè)的要求。具體工藝流程為：三臺(tái)（或兩臺(tái)）加熱機(jī)加熱路面一軟化路面的耙松一加熱銑刨機(jī)再次加熱并在翻松舊路面時(shí)加入再生劑和新瀝青一加熱復(fù)拌機(jī)加入新瀝青混合料并強(qiáng)制攪拌升溫一攤鋪機(jī)鋪攤再生瀝青混合料一壓路機(jī)組碾壓成型一路面降溫至50℃開放交通一路面質(zhì)量檢測(cè)，優(yōu)化后加熱耙松工藝流程圖如圖2所示。

四、結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)瀝青混凝土就地?zé)嵩偕┕ぶ屑尤氚宜晒に嚕瑹崃扛菀诐B透到路面的深層，降低了熱再生機(jī)組加熱爐的溫度，節(jié)約了燃料消耗，提高了幾組的施工速度，提升了熱效率，有效控制就地?zé)嵩偕┕べ|(zhì)量和路面的路用性能，降低瀝青混凝土路面維修造價(jià)，減少高溫產(chǎn)生的廢氣排放，對(duì)周邊環(huán)境的污染大幅降低，節(jié)能環(huán)保效益明顯。