瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)研究

徐勝洪、潘魏

（景德鎮(zhèn)市昌盛公路工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，江西景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

瀝青路面作為道路交通系統(tǒng)的重要組成部分，承受著車輛荷載、氣候變化和自然環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)。長(zhǎng)期以來，由于瀝青路面的老化、龜裂和損傷等問題，道路維護(hù)和修復(fù)工作一直備受關(guān)注。在瀝青路路面養(yǎng)護(hù)工作中，瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)作為評(píng)估熱再生效果和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過科學(xué)的試驗(yàn)方法和精確的數(shù)據(jù)分析，全面評(píng)估熱再生工藝對(duì)瀝青路面性能的影響。通過該檢測(cè)，可以客觀地評(píng)估熱再生工藝在改善路面質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命方面的效果，并為道路維護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。但是結(jié)合現(xiàn)狀可了解到，在瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)工作開展時(shí)，由于受到技術(shù)、環(huán)境以及材料相關(guān)因素影響，試驗(yàn)檢測(cè)工作質(zhì)量有待提升，因此需要重視試驗(yàn)檢測(cè)方法的更新，及時(shí)做好方案優(yōu)化調(diào)整，為瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)工作奠定基礎(chǔ)。

1 瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)意義

針對(duì)瀝青路面的維護(hù)與修復(fù)，熱再生技術(shù)作為一種有效的手段備受關(guān)注。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了確保熱再生工藝的有效性和可行性，瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)是不可或缺的環(huán)節(jié)。對(duì)于瀝青路面工程而言，開展熱再生試驗(yàn)檢測(cè)意義如下：

1.1 評(píng)估熱再生工藝的效果

瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)能夠全面評(píng)估熱再生工藝對(duì)路面性能的影響。通過檢測(cè)和分析路面材料的物理、力學(xué)性能，如抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等指標(biāo)，可以判斷熱再生后路面材料的質(zhì)量和耐久性，這有助于確定熱再生工藝的有效性，為改進(jìn)工藝參數(shù)提供依據(jù)。

1.2 優(yōu)化熱再生工藝參數(shù)

通過瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)，可以獲取關(guān)于熱再生過程中的溫度、時(shí)間、加熱方式等參數(shù)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠幫助工程師分析熱再生工藝的優(yōu)劣，優(yōu)化工藝參數(shù)的設(shè)置，以達(dá)到更好的修復(fù)效果。通過不斷地試驗(yàn)和檢測(cè)，可以逐步改進(jìn)熱再生工藝，提高路面維修的質(zhì)量和效率。

1.3 驗(yàn)證熱再生工藝的可行性

瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)可以驗(yàn)證熱再生工藝在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。通過模擬實(shí)際路面的情況，進(jìn)行試驗(yàn)和檢測(cè)，可以評(píng)估熱再生工藝對(duì)路面平整度、密實(shí)性和耐久性等方面的影響，有助于確定熱再生工藝是否適用不同類型和不同程度的路面損傷，為工程實(shí)踐提供科學(xué)的依據(jù)[1-2]。

2 瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用案例

2.1 工程概況

某建于20 世紀(jì)90 年代的沿海高速公路項(xiàng)目將多個(gè)城市進(jìn)行連接，是當(dāng)時(shí)國(guó)家重點(diǎn)交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。該公路全長(zhǎng)82km，采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)形式，規(guī)定車輛行駛速度為120km/h。隨著投入運(yùn)營(yíng)時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展加速，該公路車輛行駛數(shù)量增多，公路負(fù)荷增大，尤其是在大型重載車輛行駛碾壓下，路面瀝青結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問題，對(duì)于整個(gè)道路工程的運(yùn)行效果產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。通過設(shè)計(jì)研究后，決定采用熱再生技術(shù)對(duì)道路實(shí)行挖縫、灌縫以及防裂的方式進(jìn)行修復(fù)施工。施工階段，按照施工圖紙標(biāo)注挖縫寬度以及深度開展作業(yè)，最后開展熱再生試驗(yàn)工作。

2.2 瀝青路面加熱

在實(shí)際操作中，通常采用加熱設(shè)備進(jìn)行加熱處理。該工程主要的加熱設(shè)備包含熱風(fēng)爐、加熱板設(shè)備等。加熱溫度在瀝青軟化點(diǎn)以上，控制在120～180℃的范圍內(nèi)。通過適當(dāng)?shù)募訜釡囟?，可以使瀝青達(dá)到可塑性，便于進(jìn)行路面修復(fù)和維護(hù)工作。此外，加熱設(shè)備應(yīng)具備穩(wěn)定的溫度控制系統(tǒng)和適當(dāng)?shù)募訜釁^(qū)域劃分，以確保加熱的均勻性和精確性。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)路面損壞的程度和需要調(diào)整修復(fù)范圍。在該工程中，加熱設(shè)備與路面的距離控制在1m 范圍內(nèi)，方便加熱車輛操作。

2.3 摻加再生劑及瀝青材料

銑刨機(jī)和加熱機(jī)在工作時(shí)（見圖1），需要進(jìn)行協(xié)調(diào)前后行駛。當(dāng)銑刨機(jī)的銑刨鼓下降時(shí)，同時(shí)進(jìn)行再生劑和新瀝青材料的噴撒操作。通過這樣操作能夠有效處理瀝青路面的軟化問題，并確?；旌狭系木鶆蛐浴Ｍ瑫r(shí)，按照流動(dòng)性測(cè)試、抗剪強(qiáng)度測(cè)試相關(guān)要求，在道路的中間位置噴撒軟化瀝青，形成混合料集中帶，為后續(xù)的路面鋪筑工作提供便利。

圖1 加熱機(jī)

2.4 舊瀝青混合料試驗(yàn)分析

對(duì)道路工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)裂縫問題比較嚴(yán)重，要進(jìn)行深度為5cm 的銑刨處理，并且在試驗(yàn)室通過離心分離法進(jìn)行舊瀝青材料收集，用4.75mm 篩孔進(jìn)行過濾。對(duì)篩網(wǎng)上面剩余材料分為三個(gè)部分進(jìn)行試驗(yàn)。首先，通過加熱碾碎以后，抽取其中的部分材料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，同時(shí)過篩三次驗(yàn)證測(cè)算漿過率的平均值。該試驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)舊瀝青混合料存在嚴(yán)重的老化問題，無法達(dá)到匹配性能的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)根據(jù)要求加入相應(yīng)的新瀝青材料，保證性能滿足工程的標(biāo)準(zhǔn)，將收集出來的舊瀝青材料溫度加熱到25℃、15℃進(jìn)行延度分析，得出表1 參數(shù)[3-7]。

表1 舊瀝青試驗(yàn)三大指標(biāo)數(shù)值

舊瀝青材料的針入度以及延度都不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，軟化點(diǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值，表示存在嚴(yán)重老化情況，應(yīng)及時(shí)改進(jìn)才能滿足工程的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 再生瀝青混合料試驗(yàn)分析

2.5.1 再生試驗(yàn)分析

在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行瀝青混合料路面修復(fù)處理，目前廣泛應(yīng)用的方法是加入再生劑恢復(fù)舊瀝青材料的性能。在現(xiàn)場(chǎng)分析的環(huán)節(jié)中，對(duì)上一步獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)加入再生劑可以促進(jìn)瀝青材料性能提升，且加入比例符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使瀝青混合料的性能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在具體試驗(yàn)中，加2%的再生劑，檢測(cè)針入度、延度、軟化點(diǎn)等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)舊瀝青材料含量越高，新制作的瀝青混合料性能就會(huì)越差，所以需要增大再生劑的加入比例。經(jīng)過進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入再生劑的比例達(dá)到4%之后，瀝青混合料的性能即可滿足施工的要求。

2.5.2 再生瀝青混合料級(jí)配分析

再生瀝青混合料檢測(cè)參數(shù)合格后，按照規(guī)定程序進(jìn)行瀝青混合料級(jí)配計(jì)算。根據(jù)項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)以及該工程大修要求等，做好配合比參數(shù)的計(jì)算分析，最終測(cè)定使用的礦料比例之和是100%，瀝青與再生劑沒有計(jì)算在內(nèi)。通過試驗(yàn)分析，這種配合方案完全符合《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019），各項(xiàng)參數(shù)都達(dá)到規(guī)定要求，并且可以大幅度提升舊瀝青材料的使用率，具備節(jié)能環(huán)保性。

2.6 滲透試驗(yàn)分析

再生瀝青混合料的使用受溫度、時(shí)間、濃度影響，所以要對(duì)這三個(gè)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)分析，測(cè)定上述各項(xiàng)指標(biāo)，組織人員進(jìn)行監(jiān)督和管理，發(fā)揮出瀝青混合料的優(yōu)勢(shì)，使每項(xiàng)參數(shù)和性能指標(biāo)都符合工程標(biāo)準(zhǔn)要求，給現(xiàn)場(chǎng)施工提供技術(shù)支持[8-9]。

2.6.1 試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)

完成新的瀝青混合料制作工作后，對(duì)于形成的舊瀝青材料黏合劑薄膜需要進(jìn)行分層處理觀察。內(nèi)層和外層的差異需要通過現(xiàn)場(chǎng)情況具體分析，進(jìn)行材料的監(jiān)督和檢測(cè)，以確保不會(huì)對(duì)施工效果產(chǎn)生不利影響。在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步進(jìn)行材料比例的調(diào)整，以滿足材料性能的要求。在試驗(yàn)過程中，需要把再生劑與石料、舊礦粉料進(jìn)行充分的攪拌處理，以確保它們能夠充分混合并形成合格的瀝青材料。再生劑的加入可以有效提高舊瀝青的再生性能，使其具備與新瀝青材料相當(dāng)?shù)男阅苤笜?biāo)。同時(shí)，石料、舊礦粉料的處理和攪拌工藝也需要仔細(xì)控制，以保證混合料的均勻性和穩(wěn)定性。試驗(yàn)過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)和檢測(cè)，確保瀝青混合料的質(zhì)量和性能符合工程要求。通過對(duì)再生劑與石料、舊礦粉料的充分?jǐn)嚢杼幚?，可以使其在混合料中得到均勻分散，并與其他成分充分融合，形成具有一致性和穩(wěn)定性的瀝青材料。在瀝青混合料制作過程中，需要嚴(yán)格控制材料的比例，以確保各成分之間的協(xié)調(diào)和平衡。通過合理的材料比例調(diào)整，可以優(yōu)化瀝青混合料的性能，使其滿足工程要求，提升路面的耐久性和使用壽命。

2.6.2 試驗(yàn)工藝情況

第一，舊瀝青材料在常溫環(huán)境中，不加入添加劑。

第二，舊瀝青材料加熱溫度達(dá)到110℃以上，不使用再生劑。

第三，舊瀝青材料在常溫條件下進(jìn)行生產(chǎn)加工，加入R1100 再生劑。

第四，舊瀝青材料加熱溫度超過110℃，加入R1100 再生劑，形成瀝青混合料，不加入新的瀝青材料。要根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019）要求，選擇不同情況進(jìn)行施工。通常來說，應(yīng)該先加入再生劑，進(jìn)行35s 的攪拌處理。

2.6.3 施工要點(diǎn)及解決方法

該項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)面狹長(zhǎng)，很多區(qū)域都有著特殊要求，且存在明顯差異，這就要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的施工需要，進(jìn)行混合料的改進(jìn)和調(diào)整，符合工程要求后才能投入施工，以確保工程的質(zhì)量和性能合格。在處理舊瀝青混合料時(shí)，確保各種比例達(dá)到均勻性要求至關(guān)重要，因?yàn)椴缓细竦谋壤植紩?huì)對(duì)施工質(zhì)量造成不利影響。為了解決這一問題，需要加大再生瀝青（RAP）的檢測(cè)工作量，結(jié)合項(xiàng)目施工路段的實(shí)際情況進(jìn)行銑刨處理，并將路段進(jìn)行分段試驗(yàn)檢測(cè)。

通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，可以確定最佳的配合比參數(shù)，從而保證混合料的質(zhì)量和均勻性。在某些情況下，常規(guī)的熱拌瀝青施工技術(shù)可能無法滿足要求。針對(duì)這種情況，需要結(jié)合實(shí)際情況選擇新料的級(jí)配參數(shù)，并加強(qiáng)對(duì)材料類型和用量的控制。隨后，再次進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，確定各種材料的加入比例。這樣的細(xì)致控制和調(diào)整能夠促進(jìn)路面修復(fù)效果的提升，并確保路面在使用過程中具有更好的性能和耐久性[10]。

3 結(jié)語

綜上所述，在瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測(cè)的過程中，通過使用先進(jìn)的設(shè)備和科學(xué)的方法，能夠全面評(píng)估瀝青路面的性能和質(zhì)量，為路面維護(hù)和改善提供重要的依據(jù)和指導(dǎo)。通過檢測(cè)瀝青路面的軟化點(diǎn)、延度等關(guān)鍵指標(biāo)，可以了解瀝青的熱穩(wěn)定性、可塑性以及變形特性。這些檢測(cè)結(jié)果可以幫助評(píng)估路面材料的適應(yīng)性和耐久性，為制定合理的維護(hù)策略和工程方案提供依據(jù)。在試驗(yàn)檢測(cè)過程中，需要嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和操作要求，確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和可靠性。通過定期進(jìn)行設(shè)計(jì)審查和質(zhì)量控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計(jì)中的問題，并確保設(shè)計(jì)符合要求和標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，摻加再生劑也是重要的一環(huán)，根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)和實(shí)際需要，合理選擇和控制再生劑的類型和數(shù)量，以達(dá)到預(yù)期的效果和性能要求。對(duì)于熱再生技術(shù)應(yīng)用，還應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究和實(shí)踐，不斷完善試驗(yàn)檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)該技術(shù)的良好發(fā)展，為交通運(yùn)輸領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。