就地热再生技术在沥青路面养护中的应用

陈旭 姚宗欢

摘要：本文以某公路病害路段为例，在分析该路段原路面结构及病害状况、常规养护施工技术劣势等的基础上，决定对该病害路面进行加铺型就地热再生施工。分别进行了旧沥青性能试验、旧沥青材料再生试验及再生沥青混合料性能试验，并对就地热再生施工技术要点进行分析。结果表明，与常规中修养护技术相比，沥青路面就地热再生施工技术对于路基完好且路面病害深度在6cm及以下的沥青混凝土路面维修较为适用，并能实现旧沥青材料100%再生利用，减少对环境的污染。

关键词：沥青路面;就地热再生;施工技术;

1 工程概况

某公路原路面结构为4cm厚细粒式改性沥青混合料上面层+5cm厚中粒式沥青混凝土中面层+6cm厚粗粒式混凝土下面层+0.6cm厚改性乳化沥青稀浆封层及透层+16cm厚水稳碎石上基层+16cm厚水稳碎石下基层+16cm厚级配碎石底基层，路面总厚度为63.6cm。该公路路面在多年的运行中，交通量不断增大，部分路段先后出现车辙、裂缝、坑槽等病害，多次修补的效果也并不理想。通过钻芯取样观察发现，该公路路面沥青混合料上面层较为完好，但中下面层和基层表现出明显的松散形态，修补后的芯样也存在断芯，表明多次修补后层间黏结性能较差。

2 施工方案确定

通过对该公路实地考察发现，其为柔性路面结构，基层和底基层内所包含的页岩遇水易软化，通过就地热再生能有效保证路面维修质量。如果采用传统的铣刨罩面施工，则因施工期为雨季，在铣刨罩面前如遇降雨，雨水会大量渗入路面基层，严重影响基层质量。综合以上分析，沥青路面就地热再生施工技术对该路段沥青路面养护施工较为适用，且具有很大的经济优势和环保效益，最后决定采用就地热再生技术进行该公路路面中修养护。

就地热再生技术包括加铺型再生和复拌型再生两种，该公路部分路段以前进行过罩面施工，因罩面并非一次性完成，所使用的沥青混合料级配不统一，AC-13、AC-16、AC-20都有，故无法进行复拌型再生施工。此外，此次待养护路段原路面厚度存在较大差异，路面厚度9.0～15.0cm不等，且路面弯沉普遍在45(0.1mm）左右，弯沉大且强度不足。为此，本路段沥青路面选择使用“再生4～5cm+加铺4cm厚的AC-13C”加铺型就地热再生施工方案，即原路面再生后为再生路面中面层，并在其上加铺磨耗层，再生层不掺加新料，也不改变原矿料级配，但再生层油石比和沥青路用性能显著改善。

3 沥青性能试验

3.1 旧沥青性能及再生试验

在对路面状况全面调查的基础上，将原路面划分为路况好、较好、一般、较差及差等级，并分别在代表性路段上面层全厚取样，在取样过程中尽量保持原路面沥青混合料级配不破坏，以保证试验结果的准确性；对于路况相差较大的行车道和超车道，必须分别取样和试验。将所得到的取样洗净晾干后取出部分加热，并使其松散，此后浸泡在三氯乙烯溶液中，并待沥青材料充分溶解后展开离心抽提试验。通过阿布森法回收所抽提出的三氯乙烯沥青混合溶液中的沥青材料，并进行软化点、针入度、延度等常规性试验，进行沥青老化程度等的判断。该公路病害路段原有罩面层施工时间差别较大，路面情况复杂，原路面沥青老化情况并不一致，试验所得到的沥青材料针入度在28～56(0.1mm）区间，软化点、延度等结构差异较大。

3.2 再生层油石比试验

旧沥青混合料油石比、再生剂、新沥青三部分共同构成再生沥青混合料合成油石比。在旧沥青材料中按比例掺加再生剂后，再生沥青混合料油石比往往较低，必须按照一定时间间隔掺加新沥青材料并进行马氏试验，以确定再生沥青混合料最佳合成油石比。试验所得到的最佳油石比为5.3%，级配情况详见表1。

表1 再生沥青混合料级配

孔径/mm	0.075	0.15	0.3	0.6	1.18	2.36	4.75	9.5	13.2
通过率(%)	8.1	11.2	13.8	18.o	23.4	29.2	45.o	76.5	97.7

3.3 再生沥青混合料性能

根据设计比例将再生剂加入旧沥青混合料中，并利用实验室拌锅加热拌和，拌和均匀后进行全套马氏试验、冻融劈裂试验、动稳定度试验及浸水马歇尔试验，以进行再生沥青混合料路用性能的检测。根据检测结果，再生沥青混合料动稳定度为2 560次/mm，冻融劈裂试验结果为85.3%；浸水马歇尔试验结果见表2，各项性能均满足规范要求。在旧沥青材料中掺加再生剂后老化沥青性能有效恢复，再生沥青混合料成型马歇尔试件空隙率大大降低，且残留马歇尔稳定度及冻融劈裂强度显著提升。

表2 再生沥青混合料马歇尔试验指标

空隙率(%)	最大相对密度理论值	毛体积相对密度	稳定度/kN	沥青体积百分率(%)	矿料间隙率(%)	沥青饱和度(%)	流值×0.1/mm
3.5	2.484	2.399	14.5	12.5	16.1	78.5	31.5

4 就地热再生施工要点

4.1 原路面病害处治

在进行该公路病害路段就地热再生施工前，必须根据对原路面设计施工及养护资料的调查及取芯、取样等路况调查结果，掌握原路面基层病害情况，并采取有效措施预处理原路面裂缝、坑槽、车辙、沥青材料剥离上浮等病害。

4.2 施工流程

路面加铺就地热再生施工主要通过就地热再生机组加热旧路面、喷洒再生剂、耙松并熨平后直接在再生层上摊铺4cm厚的新沥青混合料，并将旧沥青再生层和新沥青混合料层一次碾压成型。本次旧路面加铺型就地热再生施工主要使用1台德国VTG RX-4500型热再生复拌机、1台德国VTG HM-4500型热再生加热机、1台日本X-1400型热再生加热机、1台中联重科热再生加热机、1台12t钢轮压路机及1台20t轮胎压路机。

将待施工车道封闭后彻底清扫路面，并划出再生施工设备行走基准线。加热车辆按照设计速度匀速前进。为减少热量散失，必须缩短车距。按照对原路面沥青混合料的检测结果，应当在旧沥青料中喷洒5%再生剂以使旧沥青混合料性能快速恢复。此后，通过再生设备所附带的液压气动复合式输送耙装置，耙松已经充分预热并均匀喷洒再生剂后的旧路面；再由再生设备所附带的熨平板和前导板按照摊铺要求进行旧路面材料的整形，并调整接缝处材料的松铺厚度。完成原路面耙松和旧料再生处理后，应在再生层表面加铺4cm厚的新沥青混合料，并通过压路机将再生层和加铺层一并碾压。

4.3 施工效果检测及质量评价

该公路病害沥青路面加铺就地热再生施工结束后按设计要求进行路面施工效果检测，各项目检测结果（见表3）均符合相关规范要求。

表3 加铺就地热再生施工效果检测

检测项目	压实度(%)	平整度/mm	再生层厚/mm	加铺层厚/mm
均值	99.23	2.55	38.71	19.38
偏差	0.45	0.61	0.22	1.13
规范值	理论密度最大值的94%	<4	-5	±3

该公路沥青路面就地热再生项目交工后，公路管理部门委托第三方检测机构进行了施工质量及运行效果的跟踪检测，并应用CICS Ⅲ系统对该公路路面运行质量、结构强度、损坏状况及综合性能等进行了长期监测评价，并主要采用RQI、PCI、PQI及路表回弹弯沉值等指标进行路面使用性能的综合反映。监测评价结果显示，该沥青路面各路段RQI、PCI、PQI均值分别为4.23、96和95，整体评价均为A级；各项指标均较为优异，且再生路段运营1年后各项指标取值也并未明显降低，表明加铺型就地热再生施工技术在该公路沥青路面中修养护中的应用十分成功。

5 结语

综上所述，病害沥青路面采用加铺型就地热再生施工技术进行中修养护，施工质量及工后运行状况均较好，通过总结施工经验发现，前期详尽的旧路面病害状况调查和评价、合理施工方案的制订、科学的施工安排及技术措施的应用、确保再生料及新沥青加铺混合料性能质量等是保证该病害路段热再生施工质量，做到面层密实防水的关键所在。大量工程实践均证明，采用就地热再生施工技术进行病害路面修复能充分利用旧路面沥青混合料，经济效益、生态环境效益十分显著，具有广阔的应用前景。