沥青路面就地热再生技术在公路养护中的应用

罗波 合肥市公路管理服务中心肥东分中心

沥青路面属于我国公路常见的路面形式，由于受到了车辆荷载和自然因素的长期作用，路面材料比较容易产生老化的问题。要是还是选择传统的养护措施，难以满足公路养护管理需求。在沥青路面养护施工的时候，通过使用就地热再生技术，能够有效地应对路面病害，而且可以充分地使用旧路面材料，节省资源的消耗，减少施工成本。所以需要高度重视对于就地热再生技术的使用，增强技术水平，完善施工工艺。

一、就地热再生技术优势

根据施工场地，热再生可分为两类，即植物混合热再生和局部地热再生。厂拌热再生是指先对旧路面进行碾磨，然后将碾磨后的旧材料运至拌和站，通过破碎、筛分等一系列工序将旧材料、新沥青、骨料、水等材料均匀混合，形成再生混合料，并按沥青混凝土路面施工工艺进行施工。地热再生是指在施工现场通过专用机械设备对路面进行加热软化，然后按照设定的配合比对再生剂、新沥青和骨料进行碾磨、均匀添加和混合，形成再生混合料后，对路面进行摊铺和碾压，从而提高路面的使用性能，抑制和治理路面病害。

沥青油含量降低，胶质和沥青质含量增加，是沥青老化的根本原因。在旧沥青中加入适量的新沥青材料和再生剂，混合均匀，即可形成再生沥青。这种材料在性能上比普通沥青材料更具优势。地热再生技术是在沥青再生的基础上发展起来的，是指通过专用设备对沥青路面进行加热、碾磨和再拌和，以达到修复路面病害的目的的施工技术。沥青混凝土路面设计的基本理论是全连接弹性系统。如果层间连接不好，层间剪应力将大大增加。地热再生技术的应用可以实现旧路面与路面再生层之间的热连接，改善路面级配，降低空隙率。根据原路面级配恢复设计，可以提高路面的使用性能，延缓沥青路面的反射裂缝。地热再生技术的应用可以很好地控制裂缝或延迟，充分利用工程材料，实现节能环保。

二、沥青路面就地热再生施工流程

为了优化沥青路面地热再生施工工艺，必须对施工过程进行量化。在具体施工中，可借助加热器将沥青集料加热至标准温度，再利用加热铣床加热翻松，将松散的沥青集料收集并放入搅拌装置。同时用自卸汽车添加再生剂和新沥青骨料，用混合沥青均匀摊铺路面，并用压路机压实。沥青路面地热再生施工技术的类型有成型、再拌和型和加固型。

（1）成型过程借助加热器对路面进行加热和软化，通过试验全面掌握路面原材料，根据原材料明确再生剂的种类和用量，并使用平行松动耙对喷洒再生剂的加热路面进行松动。

在再生热路面上摊铺少量新沥青混合料，将新旧沥青集料混合，并采取一次性压实措施形成路面。根据病害处理效果，整形型适用于路面车辙、表面沉陷、松散、麻面、网裂等病害。

（2）在复拌施工过程中，路面加热器用于加热和软化路面；路面采用平行松耙翻松，加入外加剂，收集松散沥青骨料；提升机用于将沥青骨料运输至搅拌机进行重新加热和搅拌。沥青集料拌和均匀后，用摊铺机进行路面沥青摊铺；当采用压路机碾压路面时，需要优化原路面的沥青材料或补充沥青含量时，应选择再拌和工艺，最终路面为磨耗层。

（3）钢筋类型细分为优化钢筋和基本钢筋。前者是施工工艺的综合优化。后者以成型类型为基础，增加新沥青集料的掺量，提高成型沥青路面的标高，并在路面层上摊铺新沥青混合料，形成防护效果。

根据病害处理效果，本加固工艺适用于轻度车辙、重度车辙、麻面、路面裂缝、路面下沉、微面剥落、桥头跳车、沥青薄层的处理。与前两种工艺相比，加固工艺将增加新沥青骨料的用量和原有路面的厚度，并可更新路面标高，提高路面承载力。

三、就地热再生技术在公路养护中的应用

某国省干线公路工程于2004 年建成投入使用，2014 年时对沥青混凝土路面进行预防性养护，采用稀浆封层工艺进行处理，但从实际情况看，这次预防性养护并未达到预期效果。通过对该路段进行调查后发现，路面局部沉陷，坑槽严重积水，稀浆封层大面积脱落。因国省干线公路的车辆行驶速度较快，为确保交通安全与行驶舒适性，必须对该路段进行重点养护。结合路面的现状，经过研究后，决定在养护过程中采用就地热再生技术。下面重点对该路段养护中就地热再生技术的应用进行分析。

（一）施工准备

施工前，先做好施工区域的交通管制工作，并对施工机组的运行情况进行详细检查，保证机械运转正常。同时，要清理干净原路表，不得存有杂物、垃圾等。

（二）准备再生沥青材料

（1）针入度是指沥青集料的粘度。在具体的测试活动中，必须将探头与特定负载的作用结合起来，科学地控制相关的温度和时间。试验中探头的穿透深度与沥青一致，单位为0.01mm。

沥青的针入度越小，沥青集料的粘度和硬度越高；贯入值越大，沥青的粘度和硬度越低。在实验研究中，负载为50g，探针和连杆的重量为50g，总试验重量为100g，水浴温度为25℃，保持时间为1.5h，穿透时间为5s。试验研究是在不同再生剂用量中加入AC-13 和SMA-13 旧沥青集料，提取老化沥青，分析再生剂用量，避免影响再生沥青集料的针入度。结果表明，再生剂的加入量越大，再生沥青集料的针入度值越高。两者之间存在正相关关系。再生剂将软化老化沥青，降低沥青粘度。

（2）延性是指沥青集料的一种延性。当沥青受到外部荷载压力时，它会变形，但不会损坏路基结构。在试验活动中，沥青样品应在不同温度条件下以相应的拉伸速率拉伸，沥青的断裂距离为延性值。试验温度为10℃，将沥青试样置于水浴中恒温2h，然后以1cm/min 的拉力进行试验，并做好记录。试验结果表明，随着再生剂用量的增加，再生沥青集料的延性将继续提高，两者之间存在正相关关系。沥青延度越高，公路的后期使用性能越好。

（三）再生混合料级配设计

再生混合料主要采用旧路面材料，现场再生施工过程中按比例加入再生添加剂和新拌沥青混合料。通过对原路面沥青材料的取芯钻探和取样，为确定再生剂和新骨料的掺量提供了参考依据。钻芯取样后，将上层与芯样分离，提取筛选后确定级配和沥青集料比。经分析确定，原路面上层沥青含量为5.2%，新骨料采用粒径分别为0～3mm、5～10mm、10～19mm的石灰石碎石。

通过对原始路面芯样的分析，得出路面结构上层混合料级配细，细骨料含量多，粗骨料含量少的结论。为了提高上层的使用性能，调整原路面混合料的级配，并添加适量的新拌沥青混合料。选用的新材料粗骨料含量高，骨架结构稳定，可弥补原路面混合料级配细造成的稳定性不足。同时，路面调查结果表明，路面结构中存在严重的车辙，表明原路面上部结构的高温稳定性不足。结合路面病害和地热再生施工要求，确定新材料掺量为再生混合料质量的12%。新拌沥青混合料应为重型普通沥青，沥青集料比为4.7%。

（四）加热处理

（1）当所有准备工作全部完毕，加热设备按照预先设定好的顺序前进，以热辐射的方式对原路面进行加热处理，这样能够防止温度过高烧焦路面的情况发生。当加热墙点燃以后，相关人员应对加热墙进行检查，看其是否处于正常的工作状态，要对碎石进行观察。热再生机组向前行进的过程中，行驶导杆应沿着预先确定好的标线前进，不得偏离，行进途中不可随意转向或改变速度。

（2）热再生机组在原路面上开始加热，在这一过程中，应对加热工艺进行控制，加热车辆应按照预先设定好的施工速度，保持匀速的状态向前行进，并在保证安全的情况下，缩短车辆的距离。为减少热量散失，可在车底与车辆之间的空隙处加装保温板，以此来确保加热温度。该路段原本的微表处较厚，为使加热达到预期效果，用四台车辆进行加热处理。

（五）摊铺与碾压施工

摊铺机与复混机同时施工，行驶速度一致，尽量缩短安全距离。摊铺时，摊铺温度应控制在120℃～125℃，以保证中上层具有良好的热粘合性能。摊铺应始终坚持连续、均匀、缓慢施工的原则，严禁中途停车。如果混合料分离或铺设不均匀，需要及时处理。如果摊铺不满足施工要求，可适当调整，摊铺速度一般控制在1.5～4.0m/min，并初步完成找平工作，用夯锤进行路面找平，保证压实度在85%左右。与新沥青混合料相比，再生沥青混合料的温度较低，可增加熨平板的振动功率，尽可能提高压实度，降低散热速度。为保证纵缝平整，必须根据设计要求确定松铺系数。

对于地热再生施工，压路机的压实分为三个环节，即第一压力、第二压力和最终压力。当初始压力大于12t 时，振动压路机可进行2～3 次施工，其中静压1 次，振动压路机2～3 次，碾压速度2.0～2.5km/h，温度不低于120℃。碾压4～6 遍，采用25t 以上的胶辊碾压。碾压速度为4.0～5.0km/h，温度不低于110℃，最终压实次数可超过2～3次。路面应采用12t 以上的振动压路机压实，以有效压实路基。在路基碾压的整个过程中，路面再生层应始终保持湿润，但应控制水量。

（六）质量检测

在该路段采用就地热再生技术进行养护施工中，确保热再生的整体质量尤为重要，因此，分三个阶段加强质控，即施工开始前路况巡视检查与试验，施工过程中采取有效的控制措施，施工结束后进行观测。在上述三个阶段中，施工过程的控制是确保质量的关键，除对相关试验数据进行如实记录外，还应对数据进行整理分析，按照分析所得的结果，对后续的热再生施工进行指导。要对再生混合料进行马歇尔试验，试验指标应与原路面的马歇尔试验指标进行比较，以此为依据对再生混合料的质量进行检验，对路面的改善状况进行评价。除此之外，还应对热再生后的路面外观、接缝进行检查，可以采用目测的方法，接缝必须平顺。摊铺时，应对再生混合料的温度进行随时检查，可通过红外线温度计进行检测，温度应保持在110℃以上，最高控制在190℃以内。再生剂的加入量应每天检查一次，确保与设计要求相符。

四、结论

综上所述，运用沥青路面就地热再生技术开展公路养护工作，应注重优化施工流程，科学制备再生沥青集料，合理控制再生沥青的针入度、软化点、延度、最佳掺量等，明确再生沥青相关参数指标。科学控制就地热再生沥青混合料级配比，做好试验路段验证工作，严格控制公路养护施工质量，顺利完成公路养护工作，保障路面行驶的安全性、稳定性。