瀝青公路養(yǎng)護(hù)工程就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用研究

劉紅強(qiáng)

（寧夏公路管理中心，寧夏 銀川 750001）

傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護(hù)方法通常需要大量的原材料和人力投入，而就地?zé)嵩偕夹g(shù)則能夠?qū)U舊材料轉(zhuǎn)化為可再利用的資源，從而節(jié)約成本。其次，通過(guò)再生廢舊瀝青材料，道路表面的質(zhì)量也能夠得到提升，延長(zhǎng)道路使用壽命。此外，由于就地?zé)嵩偕夹g(shù)能夠減少CO2的排放，對(duì)環(huán)境的影響也得到了有效的控制，有助于改善空氣質(zhì)量和減少溫室氣體的排放。

1 就地?zé)嵩偕夹g(shù)原理與工程特性

就地?zé)嵩偕夹g(shù)是一種新型且環(huán)保的養(yǎng)護(hù)方法，其原理是通過(guò)加熱和破碎廢舊瀝青混合料和原有瀝青混合，從而達(dá)到回收再利用的目的。在該技術(shù)下，再生瀝青不僅能夠替代大量新瀝青，還可以在一定程度上增強(qiáng)瀝青混合料的穩(wěn)定性和耐久性。就地?zé)嵩偕こ烫匦灾饕ㄒ韵聨讉€(gè)方面。

1.1 環(huán)保節(jié)能

就地?zé)嵩偕夹g(shù)原理是通過(guò)廢舊瀝青混合料加熱破碎后與原瀝青混合再使用，相對(duì)于傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護(hù)方式，該技術(shù)無(wú)需消耗大量新瀝青資源，避免了二次污染和對(duì)環(huán)境的傷害，同時(shí)也可有效降低能源消耗和碳排放。

1.2 高效快速

使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行瀝青公路養(yǎng)護(hù)具有高效快速的特點(diǎn)。這是因?yàn)樵摷夹g(shù)可以在短時(shí)間內(nèi)完成施工任務(wù)，不僅可大幅縮短施工周期，還能夠節(jié)省勞動(dòng)力成本，提高施工效率[1]。

1.3 性價(jià)比高

就地?zé)嵩偕夹g(shù)的使用可以大大降低養(yǎng)護(hù)成本。因?yàn)椴捎迷摷夹g(shù)的瀝青混合料強(qiáng)度和穩(wěn)定性較高，具備良好的耐久性和適應(yīng)性，使用壽命更長(zhǎng)，減少了養(yǎng)護(hù)頻次，進(jìn)而減少了養(yǎng)護(hù)成本。

1.4 可靠性強(qiáng)

就地?zé)嵩偕夹g(shù)使用的回收瀝青混合料在設(shè)計(jì)上滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，物理特性穩(wěn)定，施工質(zhì)量可靠，具備很強(qiáng)的綜合性能，有利于提高道路使用壽命和安全系數(shù)。

2 就地?zé)嵩偕夹g(shù)的三種技術(shù)形式

2.1 復(fù)拌再生

復(fù)拌再生技術(shù)是指將原本被廢棄或低效利用的熱能通過(guò)復(fù)拌的方式重新注入地下儲(chǔ)熱體中，以實(shí)現(xiàn)熱能的再生和循環(huán)利用。這項(xiàng)技術(shù)主要依賴于地下儲(chǔ)熱體的穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性能，通過(guò)高效的熱交換過(guò)程，將廢熱或低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化為可用的高溫?zé)崮?。在?fù)拌再生技術(shù)中，首先需要對(duì)地下儲(chǔ)熱體進(jìn)行建模和分析，確定其熱儲(chǔ)能力和適宜的注入條件。然后，通過(guò)鉆井或地?zé)峋仁侄?，在地下?chǔ)熱體中構(gòu)建復(fù)拌系統(tǒng)，將廢熱或低溫?zé)崮茌斔偷缴顚拥叵隆?/p>

復(fù)拌再生技術(shù)的核心在于熱能的有效轉(zhuǎn)化和傳導(dǎo)過(guò)程。通過(guò)優(yōu)化復(fù)拌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和材料選擇，可以提高熱能的傳導(dǎo)效率，并確保熱能的穩(wěn)定注入。同時(shí)，復(fù)拌再生技術(shù)還可以利用地下儲(chǔ)熱體的溫度差異，通過(guò)熱泵等設(shè)備進(jìn)一步升溫?zé)崮埽岣邿崮艿目衫眯?。?fù)拌再生技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì)。首先，它能夠充分利用廢熱和低溫?zé)崮苜Y源，減少能源浪費(fèi)和排放。其次，通過(guò)將熱能注入地下儲(chǔ)熱體，可以有效地儲(chǔ)存和穩(wěn)定供應(yīng)熱能，滿足不同場(chǎng)景下的能源需求。此外，復(fù)拌再生技術(shù)還可以與其他可再生能源技術(shù)結(jié)合，形成多能互補(bǔ)系統(tǒng)，提供更加可靠和可持續(xù)的能源解決方案。

2.2 加鋪再生

加鋪再生技術(shù)是指在地下適當(dāng)深度挖掘一定面積的熱交換器，然后將導(dǎo)熱管或?qū)岚宀贾迷谄渲?，并鋪設(shè)導(dǎo)熱材料進(jìn)行覆蓋。這些導(dǎo)熱材料可以是導(dǎo)熱油、導(dǎo)熱膠或?qū)崴嗟?，其目的是將地下的熱能傳?dǎo)到地表，以供暖或供冷系統(tǒng)使用。加鋪再生技術(shù)利用地下溫度穩(wěn)定的特點(diǎn)，通過(guò)地?zé)岜没蚱渌麩峤粨Q設(shè)備，將地下的低溫?zé)崮芴崛〕鰜?lái)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)脑鰤汉蜕郎靥幚砗?，再輸送到建筑物?nèi)，供暖或供冷使用。在使用過(guò)程中，熱能會(huì)被釋放到室內(nèi)或被吸收，從而實(shí)現(xiàn)舒適的室溫控制。

與傳統(tǒng)的地?zé)崮芾梅绞较啾?，加鋪再生技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：首先，加鋪再生技術(shù)可以充分利用地下的熱能資源，避免了傳統(tǒng)方法中需進(jìn)行深井鉆探、地?zé)崴_(kāi)采等高成本的工程。因此，加鋪再生技術(shù)在投資和施工方面更為簡(jiǎn)化和經(jīng)濟(jì)。其次，由于加鋪再生技術(shù)利用地下穩(wěn)定的溫度，其工作效率較高且穩(wěn)定可靠，使得能源利用效果更為顯著。而且，該技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響較小，減少了地質(zhì)環(huán)境的破壞和水資源的消耗。最后，加鋪再生技術(shù)還具有靈活性和可持續(xù)性的優(yōu)勢(shì)。它適用于各類(lèi)建筑物和地區(qū)，不受地理環(huán)境的限制。而且，通過(guò)合理的運(yùn)行管理和監(jiān)控調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的有效控制和管理，推動(dòng)能源的可持續(xù)利用。

2.3 整形再生

整形再生技術(shù)的實(shí)施過(guò)程通常包括以下幾個(gè)步驟。首先，通過(guò)地質(zhì)勘探和地下水流動(dòng)模擬，確定熱水層的分布和特性。然后，利用鉆孔設(shè)備在地下開(kāi)設(shè)井眼，以便進(jìn)行熱水層的改造。在井眼中，工程師會(huì)注入一定的壓力，以改變熱水層的裂隙結(jié)構(gòu)和流動(dòng)路徑，從而增加熱水的產(chǎn)量[2]。此外，還可以利用注水技術(shù)，將冷水注入熱水層，促進(jìn)熱水的循環(huán)和再生。

整形再生技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，通過(guò)改造熱水層結(jié)構(gòu)，可以顯著提高熱水的產(chǎn)量和利用效率。這意味著更多的熱水能夠被提取和利用，滿足不斷增長(zhǎng)的能源需求。其次，整形再生技術(shù)可以減少能源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。相比傳統(tǒng)的地?zé)衢_(kāi)采方式，它能夠更有效地利用地下熱能資源，降低對(duì)地下水資源的消耗，減少地表熱水的排放，從而對(duì)環(huán)境造成的影響更小。

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線長(zhǎng)68.95km，雙向4 車(chē)道設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為100km/h，路基寬度為27.5m。該高速公路所處區(qū)域行車(chē)量較大，且年降雨量較大，隨著公路長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，局部路段已出現(xiàn)了較多病害問(wèn)題，其中車(chē)轍、裂縫、坑槽等病害較為普遍。為解決公路病害問(wèn)題，提高公路的行車(chē)安全性和整體美觀性，經(jīng)研究決定采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)處理。

4 就地?zé)嵩偕鸀r青混合料設(shè)計(jì)

集料是瀝青混合料設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵組成部分。選擇合適的集料種類(lèi)和粒徑分布對(duì)于混合料的性能具有極大的影響。常用的集料種類(lèi)有石子、砂石等，其大小和形狀應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，以確保瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。

礦粉是指在石料加工過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)小顆粒物。礦粉作為填充料和粘結(jié)劑，能填補(bǔ)集料間隙，增加混合料的密實(shí)性和穩(wěn)定性。同時(shí)，礦粉還能提高瀝青混合料的抗老化性能和耐久性。本項(xiàng)目采用的礦粉主要由石灰?guī)r所磨制，經(jīng)過(guò)室內(nèi)檢測(cè)得到其主要性能如表1 所示。

表1 礦粉性能試驗(yàn)結(jié)果

新瀝青是混合料中的膠質(zhì)部分，起著粘結(jié)和潤(rùn)滑作用。新瀝青的質(zhì)量直接影響混合料的黏結(jié)性、柔性和強(qiáng)度。在瀝青混合料設(shè)計(jì)中，根據(jù)路面所處環(huán)境和使用要求，選擇適當(dāng)?shù)臑r青等級(jí)和黏度范圍，以確?；旌狭系馁|(zhì)量。

再生劑是一種特殊的添加劑，用于回收和再利用舊有路面材料。通過(guò)添加再生劑，可以改善舊有瀝青的質(zhì)量和性能，減少新瀝青的使用量，并降低養(yǎng)護(hù)成本。再生劑的種類(lèi)和用量應(yīng)根據(jù)具體道路狀況和再生材料的特性進(jìn)行選擇，以達(dá)到最佳的效果[3]。

此外，纖維也是瀝青混合料設(shè)計(jì)中常用的一個(gè)組成部分。纖維可以有效增加混合料的抗裂性能和韌性，提高路面的抗風(fēng)化和抗水損失能力。常見(jiàn)的纖維包括玻璃纖維和聚丙烯纖維等，其加入量和類(lèi)型應(yīng)根據(jù)具體工程要求確定。

5 就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

針對(duì)就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和設(shè)計(jì)。施工團(tuán)隊(duì)必須仔細(xì)評(píng)估道路狀況，包括路面厚度、老化程度以及基礎(chǔ)情況等。通過(guò)采集樣本和使用先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，確定路面材料特性，從而制定適當(dāng)?shù)脑偕桨负凸ぷ饔?jì)劃。就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工依賴于專(zhuān)業(yè)設(shè)備，包括熱再生機(jī)、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等。這些設(shè)備需要提前檢查、維修和調(diào)試，確保其正常運(yùn)行。同時(shí)，根據(jù)施工規(guī)模和周期，確定所需材料，包括再生劑、填縫劑和輔助材料，以便按時(shí)供應(yīng)。清理施工現(xiàn)場(chǎng)，保證道路暢通，移除障礙物和破損路面，確保施工順利進(jìn)行。同時(shí)，根據(jù)具體方案，設(shè)置合理的交通標(biāo)志和警示牌，確保施工區(qū)域的安全性，并采取必要的交通管控措施，保證施工期間對(duì)交通的影響最小化。

5.2 原路面加熱

原路面加熱技術(shù)可以采用電熱板、油浸式烘箱和燃?xì)鉄犸L(fēng)槍等不同設(shè)備進(jìn)行。在施工前，需要對(duì)現(xiàn)有路面進(jìn)行評(píng)估和處理，包括確定原料的物理化學(xué)性質(zhì)，檢測(cè)路面厚度、強(qiáng)度和變形情況，清理路面表面雜物等。接著需要將加熱設(shè)備放置在待處理路面上，按照規(guī)劃好的加熱溫度和時(shí)間進(jìn)行加熱操作。一般來(lái)說(shuō)，熱板加熱時(shí)間為1～3 分鐘，油浸式烘箱加熱速度較慢，需要在路面上停留5～8 分鐘，而燃?xì)鉄犸L(fēng)槍則需要在路面上移動(dòng)進(jìn)行加熱，時(shí)間大約為10 分鐘左右。在加熱操作結(jié)束后要迅速將瀝青混凝土鋪覆在路面上，進(jìn)行壓實(shí)操作。此時(shí)，需要注意保持路面溫度，防止混凝土過(guò)早凝固和損壞。同時(shí)還需要對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，包括噴灑稀釋的瀝青乳液或熱油等，以提高路面的耐久性和穩(wěn)定性。

5.3 原路面翻松

施工過(guò)程中需要選擇合適的翻松機(jī)械設(shè)備。常見(jiàn)的設(shè)備有熱再生混合料拌和機(jī)和熱再生回收銑刨機(jī)。這些設(shè)備能夠?qū)⑴f路面進(jìn)行加熱、銑刨與混合，使其與新的瀝青混合料充分接觸和融合。同時(shí)，合理調(diào)節(jié)設(shè)備的工作參數(shù)，確保路面溫度和混合料配比的準(zhǔn)確控制。為了提高施工質(zhì)量，需要注意施工過(guò)程中的溫度控制。翻松施工需要適宜的溫度范圍，通常在120℃～150℃之間。如果溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響瀝青的粘結(jié)性和混合料的質(zhì)量，進(jìn)而影響路面的強(qiáng)度和平整度。因此，在施工中需要及時(shí)監(jiān)測(cè)路面溫度，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。施工完成后，還需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)措施，以保證新修復(fù)的路面能夠盡快恢復(fù)正常使用狀態(tài)。包括噴灑冷卻劑降低溫度、覆蓋保溫材料等[4]。這些措施可以有效降低路面溫度，促進(jìn)瀝青的硬化和固化過(guò)程，提高路面強(qiáng)度。

5.4 噴灑再生劑及添加顆粒纖維

再生劑主要由聚合物復(fù)合材料組成，具有良好的粘附性和滲透性。在施工過(guò)程中，施工人員將再生劑通過(guò)專(zhuān)用噴灑設(shè)備均勻噴灑在老化、龜裂的路面表層上。再生劑能夠滲透進(jìn)路面結(jié)構(gòu)，與老化的瀝青混合，形成新的路面層，并具備較高的粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性。顆粒纖維是一種纖維材料，可與瀝青充分混合，增加瀝青混凝土的抗裂性、抗疲勞性和抗水損傷能力。在就地?zé)嵩偕┕ぶ?，施工人員將適量的顆粒纖維加入再生劑中，利用噴灑設(shè)備均勻鋪撒在路面上。顆粒纖維通過(guò)與瀝青混合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效抵抗路面龜裂、破損等問(wèn)題，提高了路面的整體強(qiáng)度和耐久性。

5.5 添加新瀝青混合料及提升復(fù)拌

針對(duì)老舊瀝青混合料的劣化問(wèn)題，添加新瀝青混合料可以有效改善路面性能。新瀝青混合料應(yīng)具備良好的黏結(jié)性和流動(dòng)性，以確保補(bǔ)充的瀝青能夠與原有路面充分融合。另外，新瀝青混合料還應(yīng)具備一定的彈性和抗裂性能，以增加道路的承載能力和抗剝離能力。提升復(fù)拌過(guò)程是確保施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。復(fù)拌過(guò)程中，應(yīng)控制好溫度、時(shí)間和攪拌速度等參數(shù)，以確?；旌狭铣浞志鶆虻嘏c新瀝青結(jié)合。此外，還需要注意復(fù)拌設(shè)備的選用和調(diào)整，以適應(yīng)不同路面情況和工程要求。復(fù)拌后的混合料應(yīng)具備一定的穩(wěn)定性和均勻性，以保證施工后道路表面的平整度和堅(jiān)固程度。

5.6 攤鋪和碾壓作業(yè)

在攤鋪環(huán)節(jié)，要保證瀝青混合料的攪拌均勻，并控制好溫度。通過(guò)加熱原有路面，將老化、破損的瀝青混合料回收利用。施工人員需要根據(jù)路面條件和氣溫進(jìn)行調(diào)整，確保瀝青混合料的溫度在適宜的范圍內(nèi)，一般控制在120℃左右。此外，在攤鋪過(guò)程中，還需要注意保持均勻的鋪裝厚度，避免出現(xiàn)厚薄不均的情況。

在碾壓作業(yè)中，應(yīng)選擇合適的碾壓機(jī)械和輪胎型號(hào)。碾壓時(shí)，要保證施工人員操作準(zhǔn)確，控制好碾壓速度和振動(dòng)頻率。合理的振動(dòng)頻率能夠提高路面密實(shí)度，使瀝青混合料與基層緊密結(jié)合。同時(shí)，還應(yīng)注意避免碾壓機(jī)對(duì)路面造成過(guò)度擠壓，避免產(chǎn)生損傷[5]。

此外，攤鋪和碾壓作業(yè)前后，還需要進(jìn)行一系列的配套措施。例如，在攤鋪前要進(jìn)行路面清掃、澆水等預(yù)處理工作，以確保路面整潔、平滑；在碾壓后要進(jìn)行噴撒密封劑、表面處理等收尾工作，增強(qiáng)路面的抗水性能和耐久性。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用將為瀝青公路養(yǎng)護(hù)工程帶來(lái)革命性的變革。通過(guò)最大程度地利用廢舊材料，降低養(yǎng)護(hù)成本，提高道路質(zhì)量，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)更加可持續(xù)和環(huán)保的道路養(yǎng)護(hù)方式。在未來(lái)，我們期待看到這一技術(shù)得到更廣泛的推廣和應(yīng)用，為我們創(chuàng)造更好的交通環(huán)境和更高的生活質(zhì)量。