沥青路面热再生修补技术实践要点分析

文/张学良

1 沥青路面热再生修补技术概述

采用路面专用修补设备对待处理病害沥青路面层进行间歇式加热，并待其升温至设计水平后，进行旧沥青混合料的捣碎处理，再将乳化沥青和新的沥青混合料按比例掺加至旧铣刨料中，并按照常规技术将病害路面碾压和整平。该技术的上述施工环节通过1台功能强大的修路机械便可完成，且其技术原理和修补方法与常规的冷修补技术不同，其主要通过修路机械所释放的间歇性热辐射能将待处理路面层软化后以人工方式捣碎，并按设计比和施工要求掺加新沥青混合料后碾压成型，属于真正意义上的热修补。

与其他设备不同，沥青路面热再生修补机械以加热墙为分区加热装置，该装置能在任何路况下对病害路段路面进行即时加热、软化和即时修补，且配备有加热保温料仓，使沥青混合料温度和供料的及时性均有保障。此外，热再生修补机械还配备自行式振动压路机，能够独立、快速、高效完成待处理病害沥青路面的碾压和平整。大量的工程实践表明，沥青路面热再生修补机械具有热接缝、即时高效、功能强大、修补平整度良好等性能优势，对于高等级沥青路面病害处治及养护较为适用[1]。

2 沥青路面热再生修补技术实践要点

2.1 工程概况

JF 高速公路某标段建成通车于2008年。近年来，随着交通量的持续增加，超载重载车辆日益增多，导致行车道部分路段先后出现不同程度的病害。为解决各种既有病害，防止病害问题进一步扩大，公路管理部门于2018年对病害路段进行了大修。为有效节约资源，病害路段采用了热再生修补技术，施工结束后通车运行结果表明，路段整体状况良好，且加铺路面各项性能指标均符合高速公路行车安全性和舒适性要求。

2.2 施工准备

在进行病害路段路面热修补施工前，工作人员应当严格按照相关规范和公路施工安全管理规定加强区域布控，设置施工警示标志，并安排专职安全员负责养护施工全过程中施工区域周围的安全管理；另外，为收集道路养护数据，完善施工资料，还应加强对病害路段路面沥青混凝土热再生修补全过程的文字记录以及有关病害位置、严重程度、病害类型、修补处理面积等影像资料的收集。

2.3 遭受污染的沥青路面处理

对于已经遭受污染的路面沥青材料应先划出待清理范围，再通过气压破碎机按照“圆洞方补，斜洞正补”进行彻底清理和弃置。在破碎清理过程中，必须严格按照所划出的范围加强开挖深度控制，不得破坏下层路面及周围沥青混凝土之间的层间连接，避免路面既有病害范围扩大。在分层破碎清理的过程中，下面层应比上面层大出至少30cm，防止接缝重叠。在采用气压破碎机将待修补路面中已污染部分彻底挖出后，还应采用吹风管将路表面的残渣彻底吹净，并将所收集到的废料统一运输至指定弃置点。

2.4 沥青路面热再生修补机械就位

结合工程路面病害所在位置，由现场技术人员测放待修补区域，并指挥热再生修补机械在适当位置停车就位，防止热再生修补机械的加热墙、加热区域与待处理区域发生偏斜；同时，将加热墙和病害路面的距离控制在8～10cm 之间，并根据施工环境温度、风力、风向和风速等适当调整。

2.5 路面加热和耙松

待机械就位后由技术人员开启加热面板，对病害路面进行间歇式加热，并严格按照试验时间设置和控制加热时间，防止在施工过程中频繁调整加热时间。待加热完毕，及时耙松加热路段路面沥青混合料，由于考虑到对接缝处的保护，防止出现弱接缝，应避免对加热区域四周6～8cm 区域的耙松处理[2]。

2.6 回收沥青料的处理

在本公路路面热再生修补施工过程中，所回收的沥青材料中矿物集料占比在94～98%左右，其余主要为沥青粘结剂，因此回收沥青料化学组成和主要组分与天然集料类似。沥青粘结剂主要由沥青质及可溶水的碳氢化合物、硫磺、氮气、芳香烃、环烃等成分组成，其中沥青质的粘性比胶质和油分较优，同时它也是决定和影响沥青粘结剂及沥青混合料粘度的主要方面[3]。沥青材料老化后其油分会转化为胶质，并进一步转化为沥青质，导致沥青粘结剂发生硬化，影响路用性能。回收沥青料的力学性能主要受沥青路面类型、材料回收方法、处理技术等的影响；另外，沥青回收料在收回后通常会重新应用于路面铺筑方面，但它在其他方面的应用还缺乏数据和相关研究。

在碾压施工过程中，回收沥青料的单位质量呈不断降低趋势，且其干密度最大值在1500～2100kg/m3区间变动，其承载比为20～25%，随着时间的延长，回收沥青料内沥青粘结剂的增强效果逐渐显现。试验结果表明，回收沥青料和天然集料按照4∶6 的比例混合并摊铺施工一周后，混合料的承载比的增幅至少为150%，具体见表1[4]。

表1 回收沥青料的材料性能

在本公路病害路面热再生修补过程中，主要通过铣刨、挖除、剥离、破碎、研磨等方式获得回收沥青料。为保证其物理性能和力学性能，必须经过严格筛选，将粒料过多、松散严重等的回收料剔除不用。在回收料存储过程中，还应将堆放高度控制在3m 以内，以防止因堆层过高、重力过大而发生挤压结块，并尽量缩短存放时间。结合类似工程施工经验，采用圆锥形储料堆方式存放回收沥青料能有效预防其大面积结块，若通过防水布覆盖回收料堆，则其表面容易固结，所以本工程所回收的沥青料堆采用敞篷覆盖的方式。

按照先四周后中间的顺序将乳化沥青均匀喷洒在回收沥青料中，并根据回收料实际含油量适当调整乳化沥青喷洒量；喷洒时应同时采用挡板遮挡处理，防止喷洒至其余区域，导致环境污染。此外，还应当按照设计要求掺加新料，并按照试验所得到的松铺系数进行新料摊铺施工。

2.7 整平及碾压

本公路热再生修补路面的大面积整平主要通过3m 尺控制，达到平整度要求后进行碾压；同时，相邻碾压带重叠轮宽应控制在1/2～1/3，并静压2 遍、振压4 遍、静压2 遍。对于接缝处的碾压施工，应由外至内进行，且每次的碾压进尺控制在15cm。此外，在碾压施工过程中，还应加强洒水量的控制工作，以确保沥青料不粘轮，防止过量洒水导致沥青料迅速降温而影响施工质量。

碾压施工完毕，应进行修补处理范围、面积及修补桩号等的记录，并按照设计要求清理施工现场。一个施工流程耗时约15～20min，施工工艺看似复杂，但是分工明确，1 人负责机械操作，3 人负责耙松和压实，且操作熟练后人员可以进行调配和穿插施工，以保证施工速度和工效[5]。

3 沥青路面热再生修补技术优势

3.1 无弱接缝层

热再生修补技术通过将病害路面沥青混合料就地热再生，并掺加乳化沥青和新沥青料，使旧料和新料之间建立有效的热熔连接，不仅杜绝了弱接缝层的出现，还避免了传统修补方式下旧料和新料间冷接缝后导致接缝处渗水等病害的发生。

3.2 施工速度快，工效高

工程实践证明，热再生修补技术能够在20min 内完成面积2.5m2病害坑洞的修补施工，且无须大规模切割、铣刨旧路面；热再生修补机械移动灵活迅速，行进速度可达60～80km/h，能够保证坑槽等病害得到及时修补，快速开放交通，而这是传统修补施工机械所无法达到的。热再生修补机械既适用于热带地区氧化程度高的沥青路面和较高的环境温度，也适用于寒冷地区结冰路面，可实现一年四季全天候的病害路面修补施工。

3.3 节能环保

热再生修补机械对旧料的再生利用有效避免了旧料的弃置，节能环保效果显著，且在施工过程中，不使用翻斗车等噪声大的配套机械，有利于加快施工速度、降低噪声污染。另外，该技术对沥青材料的耗用量及所配备的施工技术人员数量均为传统施工技术的一半。

4 结语

在本高速公路病害段热再生修补施工结束后经检测，路面平整度、压实度、抗滑性、构造深度及抗渗性能等均达到相关技术规范的要求。长期的跟踪检测结果显示，热再生修补技术后的沥青路面在外观质量和内在性能等方面均比传统养护施工技术高，有效避免了病害路段因养护不及时而延误了最佳的养护时机，大大提升了道路施工寿命，有效节约了综合养护成本，经济效益、社会效益和环境效益十分显著。