高速公路养护中就地热再生技术的应用

尹亚丹

（山东高速交通建设集团股份有限公司，山东 济南 250100）

0 引言

就地热再生技术主要是施工人员利用专门的再生剂或者机械设备等，对原沥青路面的混凝土进行搅拌、重新摊铺和碾压，以防止路面出现各种病害，提升路面的质量。其中，针对浅层病害较轻微的公路，就地热再生技术具有很好的适用性，如果原路面出现局部病害，且较为严重，那么在处理之后就可以进行热再生施工。这一技术的优势包括节约材料、施工速度较快、对交通的影响较小等。该文针对就地热再生技术在高速公路养护中的应用等进行分析和有效探讨。

1 就地热再生技术的概述

就地热再生技术是针对沥青路面开展的再生技术，即借助专门的再生设备或者再生剂等，将新的沥青融入其中，对沥青路面进行铣刨、加热、拌和、摊铺和碾压等处理。目前，经过研究分析，复拌再生、加铺再生成为主要类型[1]。现阶段，高速公路在养护阶段，将这一技术用于养护中，能够显著提升养护的质量和效果。以下针对就地热再生技术进行了全面分析和探究。

2 工程案例分析

2.1 基本情况

某高速公路路面在养护施工过程中，主要采用了就地热再生技术，路面的基本情况见表1。

表1 路面结构

首先，施工人员在事前做好各项试验工作，全面掌握旧路面的材料等信息。其次，根据当前项目养护的情况或者相关需求设计再生技术。最后，制定就地热再生技术方案，为养护施工的作业等提供主要依据，从而为后续项目施工等提供成功案例。

2.2 确定再生剂用量

旧路面沥青混合料面临着很多的问题，如：沥青针入度和低温延度等相对较低，软化点也相对较高，沥青的老化问题越来越明显。该公路所使用的再生剂为EvoflexCA 再生剂，其用量的范围如下：废旧沥青混合料质量的0%～3%。经过试验可以得知，随着再生剂用量不断增加，旧沥青延度和针入度也逐步升高，软化点也不断降低。当再生剂用量高于1%时，再生沥青性能就能够达到规范的标准和要求。

2.3 确定最佳沥青含量

两个级配设计的混合料采用相同的就地热再生方式，然后结合沥青性能指标以明确相同比例的再生剂。究其原因原路面沥青中受到一定损失的路面或者再生过程中掺杂了新比例的集料，须掺加一些新的沥青含量或者补充一些沥青含量[2]。该项目采用马歇尔击实试验，原来的路面主要改用改性沥青，新沥青则使用SBS 改性沥青（I-D），拌和的温度控制在165℃～170℃，击实的温度控制为160℃。

2.3.1 级配1

SBS 改性沥青（I-D），占再生混合料0.35%，0.66%、0.96%，运用真空实测法得出最大相对理论密度，其数据如表2 所示。

表2 级配1 再生混合试验数据分析

2.3.2 级配2

级配2SBS 改性沥青占再生混合料的0.58%、0.88%和1.18%。主要采用真空实测的方法以得到最大相对理论密度，如表3 所示。

表3 级配2 再生混合试验数据分析

2.4 就热再生沥青混合料的性能检验

2.4.1 高温稳定性检测

该文主要采用的试验为车辙试验，在进行有效评价后，得出以下结论：根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》中的相关规范要求，应选择最佳沥青比重（5%）成型的试件，并对试件进行有效测定，即主要测定动稳定度，以得出车辙试验结果，如表4 所示。

表4 车辙试验的结果

两个级配的高温车辙试验结果都超过了6000 次/mm，这就能够充分说明这两个级配高温稳定性能均满足相关要求，热再生之后的混合料高温抗车辙性能满足规范要求和标准。

2.4.2 低温抗裂性

为避免路面开裂，须提升沥青混合料性能，保证该材料能够具备较好的低温抗裂的收缩能力。使得路面不会由于收缩力影响而出现开裂。相关标准对测定方法进行了规范，并运用小梁低温弯曲的方式进行试验测定，试验的温度为-10℃、加载速率为50mm/min。选择试件长度为（250±2.1）mm，宽度为（30±2.2）mm，高度保持在（35±2.1）mm 的棱柱体小梁。从低温抗裂试验中了解到，两个级配低温弯曲试验结果，均满足了相关的规范和要求，这就充分说明再生之后混合料低温抗弯拉能力能够满足相应要求，从两个级配相比，级配2 要比级配1 最大弯拉更好。

2.4.3 水稳定性的试验

积极进行冻融劈裂强度试验。该工程主要采用的试验方法如下：冻融劈裂强度试验，其主要对路面坑水损害的能力进行评价，其试验的主要过程为准备好马歇尔试件，采用随机的方式分为2 个实验组；其中一组将试件进行保存和备用，另一组结合《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》中的相关标准进行实验，如真空度为97kPa～98kPa；保持温度保持15min 左右；积极进行真空饱水试验；试件放置于水中30min；试件在放入温度-18℃～2℃的冷冻冰箱中，保障其维持16h。待到其冷冻完成之后，需要与空白实验组的试件一同放入到温度为25℃的恒温水浴中，热融时间超过2h；采用劈裂实验以测定最大的荷载，最终得出冻融劈裂抗拉强度比。其结果如下。级配一：保障冻融劈裂强度比TSR（90.3%）；级配二：保障冻融劈裂强度比TSR（85.40%），其中规范的标准和要求在80%以上。

结合以上试验可以得出：这两个级配最终的冻融劈裂强度比结果已经满足了当前热拌沥青混合料的相关要求和规范。其数据的结果都要大于80%，这就能够充分说明，该试件具备较高的抗水侵害的能力。

其二，积极开展浸水马歇尔试验。恒温水浴的时间保持在48h 后，应进行浸水马歇尔试验，测定该实验结果，得出残留稳定度。通过计算笔者可以得知：这两组级配在试验后，其残留稳定度为91.50%和87.20%[3]。与相关规范标准和要求相比，其数据值已经达到规范和相关标准。

综合以上可以看出：这两个级配的高温稳定性和其他性能相比，均满足了当前的设计规范和相关标准；水稳定性和低温抗弯拉能力等相比，均符合标准规范和要求。

3 施工技术的要点分析

3.1 加热机加热

根据相关的技术标准和相关规范要求，设备间隔最好控制在1m 左右，加热宽度比再生宽度两侧各宽出5cm～10cm。温度控制是养护施工过程中最重要的环节，如果加热温度过低，将会对路面强度产生不利影响。如果加热的温度相对较高，且路面老化现象越来越严重。施工过程中，应该借助红外测温枪对养护施工全流程进行有效控制和温度的检测。

3.2 路面加热翻松

施工过程中应做好各项准备工作，即加热机在加热之后应向前行使大约1 个车位的距离，在结束之后，铣刨机做好准备，开展以下的工作。铣刨机在行使到起点线的位置之后，将铣刨鼓放下之后，进行铣刨作业。相关的施工人员将铣刨的深度控制在5mm 左右。这时施工人员在控制深度时，可以采用手动调整的方式，使深度控制在标准要求中，增强作业的质量。另外，在对原路面做好铣刨、软化之后，则可以进行后面的工序，即翻松的工作和搅拌的工作。为了使最终的养护能够得到有效控制，应保证集料带温度为110℃。

借助相关的收集器对翻松之后的混合料等进行整理和清扫，将其向路中心推出后形成梯形截面的料带，这样做的目的就是能够放缓混合料热量散失的速度，还能够使喷洒的再生剂、旧料等之间融合地更加充分。在做好路面加热和翻松后，还应该添加相关的新料。如：该工程在施工过程中按照实验室所给出的配合比，将新的沥青混合料添加到混合料带上。为了保证新料添加量达到标准要求，应该按照其施工的深度、宽度、摊铺的速度等进行调整，借助提升机将再生料、新料等提至到搅拌器中，通过加热和均匀的搅拌，将其输送到摊铺机中开展有效摊铺；由设置在腹部的加热墙对再生料进行加热、处理，保障铺摊施工路面温度应在70℃左右，从而达到新旧路面相互结合的目的[4]。

3.3 摊铺

该项目主要采用的摊铺机为独立式再生机组，在开始实施之前，须将铺摊机进行提前预热，在将熨平板温度预热到100℃～150℃。检查铺摊机的各个部位；检查铺摊机是否平稳运行；时刻关注螺旋布料器转动的情况；混合料不会出现离析；摊铺速度应控制在2m/min～3m/min，保证初始碾压的压实度、保障铺摊机工作的频率。图1 为摊铺工艺流程图。

图1 摊铺施工流程的介绍

3.4 碾压

沥青材料对于温度有着较高的要求，作为黏弹性的材料，如何提升压实质量成为施工中最首要解决的问题。该工程在压实时应采用的施工方案如下。工程施工过程中采用双钢轮振动压路机（型号为13t 重DD130）。该压路机行使振动的速度为4km/h～5km/h，在沥青路面上重复开展压实，次数为3 次；压路机振幅应调到最高的档位，即4～6 挡，以保障振动频率。然后使用26t 重胶轮压路机，压实的次数为2次；运用11tDD110 双钢论压路机，将其压实2 遍，这样做的目的就是能够使压实路面更加紧实，压实质量得到明显提升。表5 针对压路机碾压的速度进行了全面分析。

3.5 有效控制再生过程的质量

3.5.1 有效控制加热温度

根据相关的规范和标准，路面的加热温度应为140℃。当温度高于140℃时，原路面沥青则会发生一定的老化。如果路面的加热温度低于原来的温度，则不利于再生混合料有效融合，进而使骨料遭到破坏，出现松散和破碎等，同时路面加热的温度过低，还会使混合料的级配发生变化。该文主要应用循化热风加热3 次，从而达到温度适宜和加热均匀性的目的。

3.5.2 有效控制再生深度

保障加热铣刨深度不变，且要得到有效控制，这样做的目的就是能够防止铣刨深度出现不均匀的情况，这样做的目的就是能够保障路面的平整度。加热铣刨进深应大于设计标准，从而防止产生夹层[5]。

3.5.3 路面接缝应得到合理控制

有效处理路面接缝等最主要是保证接缝的密实度。一方面，加热机组宽度与沥青路面宽度、铣刨宽度等进行对比后，其再生的宽度应大于原本的宽度。另一方面，接缝的状态应保持原有状态，避免在施工时出现冷接缝。

3.6 就地热再生施工关键工艺的控制

压实施工阶段的质量控制。压实过程中应该与摊铺施工保持紧密的联系，压实施工主要分为初压、复压和终压等。初压过程中主要应用双钢轮振动压实的设备，先静压实的2～3 遍之后，再次进行高频率碾压1～2 遍，压实设备行进速率需维持在2.5km/h，压实温度不应低于80℃。如果复压施工中出现黏轮的情况，可以采用有机物清洗胶轮；终压应该选用钢轮压设备，选则静压方式开展碾压，行进速度需控制在4km/h～6km/h，施工温度80℃。再生剂加入量应每天检查一遍，保证其满足设计标准和规范要求。做好各项试验准备，以对后续热再生施工提供指导。就地热再生混合料施工的质量控制标准见表6。由表可以得知，通过加强各个环节的质量控制，保证路面余热温度、再生混合料内部温度、再生剂用量、铺摊温度、压实度等都符合标准和规范。施工人员通过加大对这些项目的质量管控，能够有效提升就地热再生混合料施工的质量，保证各个环节的质量合格。

表6 就地热再生混合料施工的质量控制标准

做好配合比的设计工作。由于再生剂添加其中，一些老化的沥青性能发生了翻天覆地的变化。如：再生剂沥青混合料的黏度或者软化点与之前相比，有很大的差异性，施工到4%。软化点出现下降主要与再生剂中添加的大量再生剂有直接联系，因此，结合实际的工程，再生剂在添加时须注重剂量的添加，将其控制为原来的2%。

4 总结

从沥青路面就地热再生技术应用可以看出，其不仅仅能够提升施工的质量，还具有其他的功能，如节约资源、实现资源充分利用等，从而使该技术具有较强的应用价值和应用意义。该文介绍了施工要点，从加热机加热、路面加热翻松、添加再生剂、新旧料的复拌、碾压等环节入手，让人们更好地了解该技术施工，通过做好施工试验、明确再生配合比、严格按照要求和相关规范等步骤，从而更好地控制每一道工序，保证各项施工顺利开展，达到最终养护的目的，提升养护效果。