高速公路沥青路面就地热再生过程技术控制

张闻捷

摘要 文章通过G5京昆高速公路攀田段沥青路面就地热再生工程的现场施工实践，在全面分析原路面病害的基础上，描述了施工前所需的技术准备工作及施工试验段和正式施工时主要应做的技术工作。为了解决施工时出现的部分质量问题及提高成品质量，从现场施工时的温度控制、压实工艺、机械设备运转、接头工艺四个方面对就地热再生施工技术要点控制进行了分析与改进，有效提升了铺筑质量，总结了一些宝贵经验。

关键词 高速公路;沥青路面;就地热再生

中图分类号 U416.217 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）02-0092-03

0 引言

沥青就地热再生技术被广泛地应用于现代高速公路修复施工中。就地热回收技术在沥青路面养护施工中的应用，可以修复路面病害，充分利用旧路面材料，节约资源，减少污染，降低成本。

1 项目概况

攀田高速公路是国家高速公路G5京昆高速公路（北京至昆明）四川境内的一段，也是四川南向出川（至云南）大通道的重要组成部分，路线全长59.7 km。路面结构为4 cm改性沥青AC-13C+5 cm岩沥青改性沥青AC-20C+

6 cm普通沥青AC-20C+20 cm水泥稳定碎石基层+30 cm水泥稳定碎砾石底基层。

攀田高速路面养护采用就地热再生技术，对全线左右幅共计约36 km路段原4 cm路面上面层进行复拌再生，再生段落依据原路面病害发展状况进行选择。

2 技术工作概况

2018年8月，攀田高速进行了就地热再生试验段，进行了大量的取样和数据分析工作。2018年9月施工单位进行了第二次铺筑，技术组再次进行了详细的取样与数据分析，用以指导之后的大规模施工。

2018年9月后施工单位开始施工后发现路面沥青老化程度、级配、油石比等原路面各指标均与试验段存在差异，为指导调节就地热再生现场施工参数，技术组对全线拟实施就地热再生路段均进行取样，切割了19块板样运回试验室，对每块板样进行抽提筛分、沥青回收及沥青三大指标的试验，并指导施工单位按试验结果调整施工各项参数。

施工开始后，路面技术组常驻工地，路面技术组对就地热再生施工进行全过程参与技术监控，并在现场抽取混合料同时成型试件，实时带回试验室进行抽提筛分、再生沥青回收、成品试件性能等各项试验。

3 再生工艺控制

3.1 施工温度监控

温度控制是就地热再生现场施工的关键环节，直接影响沥青路面的施工质量[1]。技术组在现场对各阶段施工温度进行了大量的监测和数据采集，发现在大规模施工开始后，施工单位采用两台加热机组加热路面，施工现场风力较大，路表热量散失较快，两台加热机组往复加热的方式靠人工控制，前进后退速度较难保持一致，同时还要兼顾复拌机的前进速度，导致原路面受热不均匀，各段落施工温度相差较大，很难保持稳定，对路面铺筑质量造成一定影响。

对此建议增加1台加热机组，3台机组匀速前行加热路面，减少人为操作，不仅可以有效保障路面的施工温度，保证了路面质量，还可以提高施工速度。施工单位改成3台加热机组，并对现场加热工艺进行了调整，将原来的2台加热机组往复加热方式，调整为3台加热机组及复拌机匀速前进的加热方式，路面整体温度得以提高。在改变工艺后，现场施工段落温度仍然出现较大波动，经现场检测实时温度，发现由于复拌机操作机手对于温度整体控制的精确度不够，没有匀速运行的操作，导致路面摊铺温度和速度的不稳定。复拌摊铺机操作机手不得随意改变行走速度，同时要求现场管理人员时刻关注路面温度的变化，并在相应位置对施工温度留下标记，以便后续对于施工情况做进一步分析。

在技术组指导下，操作机手逐渐掌握到温度控制方法，施工整体温度趋向稳定，试验室也在温度标记位置进行钻芯，发现温度满足要求的情况下，路面芯样外观及压实度得到明显改变（如图1）。

3.2 现场压实工艺的控制

再生沥青混合料黏度往往较新沥青混合料大，再生时温度往往又不够高，而且温度散失过快，因此对于再生沥青混合料的碾压，应紧跟慢压，保证压实效果[2]。技术组现场发现钢轮压路机碾压遍数较多，因钢轮碾压需要洒水，因此较多的碾压遍数容易降低路面温度，不利于路面压实。胶轮压路机行走速度过快，且压实方式存在问题，胶轮压路机碾压过程中首先在车道左侧往复碾压5～6遍后，再改变位置对车道右侧碾压5～6遍，这样导致后碾压路段长时间没有胶轮碾压，路面温度散失过快，现场检测胶轮压实温度在90 ℃左右，而规范要求改性沥青混合料复压碾压终了温度应不低于90 ℃。

应减少钢轮碾压遍数，降低胶轮压路机速度，以慢而均匀的速度碾压，每次前进后退时改变碾压位置，才能保证压路机全断面碾压，防止不同部位的压实度不均匀，压路机碾压区域长度应尽量缩短，且不得随意停机。

3.3 复拌机械的改善

就地热再生技术完全依靠复拌机械，在现场对加热后的混合料就地进行拌合、布料和摊铺，因此复拌机的拌和效果直接影响混合料的均匀性[3];同時，就地热再生技术90%采用原路面，原路面材料的均匀性也对再生后混合料均匀性产生影响。

钻芯时发现，在K2499+436上行方向，在主车道中心位置钻取两处芯样，芯样距离间隔仅5 m，但芯样外观差别明显，即在5 m范围内混合料级配变化较大，可能是由于拌和不均匀或原路面级配不均匀造成的。

为观察原路面级配，在主车道钻芯对应位置的硬路肩位置钻取芯样，但硬路肩位置芯样外观差别不大，从而排除了原路面级配本身的影响，因此考虑复拌机可能存在拌和不均匀的现象，应对复拌机械拌缸进行彻底检测，排除故障可能。施工单位于11月对机械进行检查和维护，检查中发现拌缸内拌和叶片磨损较严重，叶片据拌缸边缘存在1～2 cm的空隙，对拌缸叶片全部进行了更换（如图2），同时发现复拌机发动机动力不足，也进行了相应调整。对发动机和拌缸调整后，路面均匀性得以提高，复拌机行走速度及温度控制也更加稳定，路面压实度也得到提高。

3.4 接头工艺的优化

就地热再生起头段，由于各机组刚开始加热施工，机械未正常运行，需要人为控制摊铺机仰角、输料等各环节工艺，导致路面温度和平整度均不易控制，同时施工单位各工艺不熟悉，造成每天僅铺筑500 m，路段内有大量接头，因此应特别重视起头段各工艺，保证施工质量。

根据就地热再生技术，复拌机组从翻挖至摊铺存在一段行走距离，新翻挖的原面层材料无法立即摊铺至路面，因此采用了新拌沥青混合料对起点3～5 m范围内的路面摊铺。考虑到新拌沥青混合料采用普通沥青，其抗车辙能力远低于再生后的改性沥青混合料，攀枝花地区环境温度较高，频繁出现的接头采用普通沥青混合料铺筑将带来较大的质量隐患，起头端不得使用新拌沥青混合料，提出如下要求：

（1）提前铣刨接头，保证接头平顺、垂直。

（2）一台加热机组对接头进行加热，另一台机组对接头前路段往复加热，机手对加热。温度实时监测，保证起点段原路面内部温度达到130 ℃左右。

（3）复拌机提前对熨平板进行加热，并在进入接头前开启机身加热设备，尽量减少加热后原路面温度散失。

（4）按照松铺厚度调整仰角，保证起头平整度，同时复拌机行走速度降到最低，人工对起头1～2 m范围内补充再生混合料，保证摊铺和碾压温度，严禁直接采用新拌沥青混合料。按该要求经过几次试验后，施工单位后期已全部采用再生料起头。

4 主要技术建议

针对攀田高速热再生施工现场情况和试验比较结果，将热再生现场施工过程需要注意的要点建议如下：

（1）复拌机行走速度一般按照2～2.5 m/min前进，对于当天气温较低、风力较大、路表面温度较低等路段，放慢行驶速度，按照1.5 m/min前进，摊铺温度应均匀保证在140 ℃左右，最低不低于130 ℃，温度力求均匀稳定，应指定专人记录温度。

（2）须对压实工艺进行严格控制，因钢轮洒水对路面降温较快，建议钢轮碾压1～2遍;加强胶轮碾压，严格控制胶轮碾压速度，保证在3～5 km/h，放慢碾压速度均速碾压，同时保证全断面均匀碾压，避免出现同一断面压实度不均匀的现象。

（3）再生剂掺量主要根据不同路段原路面沥青老化情况确定，目前一般按照0.15%～0.2%添加，施工单位对每个施工段落再生剂掺量应进行总量校核，同时针对不同的施工行走速度，应对再生剂流量进行标定，并详细记录在案。

（4）施工前应按照设计文件要求，清除路面标线及灌封料，防止标线材料和灌封料混入沥青混合料中。

（5）受环境温度影响，复拌机料斗需要适当采取保温措施，必须混合料温度降低过快造成离析。

（6）施工单位各现场及试验人员务必仔细、认真、细心、用心，规范各项操作流程，提高责任心，现场管理人员对施工过程精细化管理，力求施工过程稳定可控。

5 技术总结

攀田高速就地热再生段落目前已全部完成，路面质量得到有效控制，就地热再生沥青混合料各项性能指标均满足设计要求，重新铺筑后路面抗滑性能得到明显改善，同时原路面平整度和构造深度指标基本维持不变。通过攀田高速就地热再生施工，使我省在改性沥青混合料就地热再生施工工艺方面积累了经验，为进一步提高就地热再生施工工艺，推进绿色环保的养护方案提供了实体案例。该项目对改性沥青就地热再生技术积累了如下经验：

（1）就地热再生方案制定时，应首先掌握原路面沥青老化程度，判断原路面老化沥青针入度是否大于20（0.01 mm），若针入度太小，说明原路面老化严重，且再生过程中加热还会使沥青进一步老化，可能会导致再生混合料较难压实，再生沥青混合料难以满足技术要求，因此建议老化沥青针入度小于20（0.01 mm）不宜再使用就地热再生技术。

（2）就地热再生技术实施前，应首先收集原路面的养护资料，将不同时期施工、养护的路段进行区分，对不同完工年限的路段重点注意沥青的老化程度，施工时对再生剂掺量做出合理调整。

（3）就地热再生技术作为预防性养护技术的一种，适用于处理位于浅层的病害，对于发展层位较深的病害，在就地热再生施工前应提前进行修补，否则深层次病害会很快反射到路表。

（4）就地热再生实施过程中，需准确把握原路面沥青的老化程度。路面是条带状结构物，受环境、施工、养护等各方面影响，导致原路面老化程度差异明显，就地热再生施工前需要准确评估和掌握各段老化状况，在就地热再生施工过程中，根据原路面老化状况，调整再生剂，使混合料既满足高温稳定性，又有良好的抗裂性能。

（5）过高的加热温度会对路面造成二次老化，故加热机组温度不宜超过200 ℃，应尽可能地降低加热机组气压，减少加热对原路面沥青的再次老化，同时通过控制再生机组行走速度，延长加热时间，保证摊铺温度在120～140 ℃左右，在环境温度较低时采用中高值，在环境温度较高时采用中低值。

（6）为保证摊铺机组匀速前进，减少人工干扰，保持整个再生机组稳定运行，建议采用侧向喂料装置添加新拌沥青混合料。在侧向喂料装置无法增加时，也应做好新料的保温措施。同时对于维特根机组设备，仅只有一种外加剂添加罐，该项目由于原路面油石比情况较好，无须添加新沥青，但在后期推广中若遇到需要同时添加再生剂和新沥青的情况，则该机组则无法满足施工的要求，建议考虑新增添加罐，以满足不同工程的需求。

（7）维特根再生机组再生剂添加后，再生混合料进入拌缸拌和，拌和时间依据行走速度，保持在8～15 s之间，无法人为干预，从施工情况来看，当行走速度较快，沥青拌和时间短，混合料无法均匀分撒，成品料中有结团的细料，且摊铺后路面存在离析带，在后期应考虑加强拌缸搅拌能力，使混合料更加均匀。

（8）维特根机组采用轮式结构，对原路面平整度改善效果不明显，为提高平整度，施工单位应加强施工计划制定和前后场组织管理，施工应连续，减少停顿，减少接头，保证机组匀速运行。

（9）施工单位应加强自身的试验能力与过程控制。就地热再生技术100%利用原路面，施工时需要通过试验，准确了解原路面的状况以指导前场施工工艺调整。目前施工单位的试验设备相对还不完善，同时试验人员的责任意识还需加强，以进一步的完成对于前场施工的指导工作，应加强对于试验室的建设和管理。

（10）构造深度主要受级配控制，由于外加新料的比例小，就地热再生技术对构造深度改善不明显，但根据对就地热再生前后横向力系数SFC的测试，表明施工后横向力系数SFC有明显改善。

6 结语

就地热再生技术因其具有旧路面材料100%回收利用率、节约资源、减少污染、降低成本等特点，正在广泛应用于我国高速公路路面养护中。因此，必须重视旧地热再生技术的研究与应用，不断提高技术水平，规范施工工艺。

参考文献

[1]林金娜.沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用[J].绿色环保建材，2020（10）：95-96.

[2]李渊.高速公路沥青路面就地热再生工程技术研究[J].居舍，2017（26）：39-42.

[3]罗杰.武英高速公路沥青路面就地热再生技术的应用研究[J].江西建材，2016（22）：178+181.