沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用

李成功

(山西交通科学研究院集团有限公司，山西 太原 030006)

1 就地热再生技术工作原理

沥青路面就地热再生技术，是我国高速公路养护工作中一种比较常用的成熟路面养护工艺，是提高资源综合评估的效率以及实现可持续性发展的重要技术措施。该项技术在上世纪70年代初，由欧美国家正式开发和应用并且逐渐引入到世界上各个国家，在高速公路养护工作中应用效果非常明显。随着我国高速公路工程施工规模的不断扩张，沥青路面就地热再生施工工艺技术的应用程度也在不断提升，在高速公路养护工作中发挥出了至关重要的作用。沥青路面热再生施工工艺技术，主要是使用就地热再生机械设备，对旧的路面进行加热放松并且收集废弃材料，通过向其中加入一定量的再生剂以及新拌制的沥青混合材料进行材料的充分混合搅拌处理，然后进行材料的摊铺、熨平、碾压成型，最终会形成新的沥青混凝土表面层结构，有效恢复原有的沥青路面通车性能，提高公路工程通车质量。

2 高速公路路面养护施工特点

2.1 周期较长

对于高速公路工程来讲，在建设完成之后会直接投入到正常使用，在高速公路的使用过程中，必须要对路面进行必要的养护施工。针对高速公路路面养护施工工作来讲，不但可以有效延长路面的使用期限，同时还可以有效提高路面结构的整体稳定性。高速公路相比于普通的公路来讲，汽车的行驶速度更快进而造成了路面维护施工难度相对较大，在整个施工标准和要求方面则更加严格。因此，对于高速公路路面养护工作来讲，必须要具有长期性的工作特点，保证高速公路路面养护工作的周期性开展。

2.2 养护对象较多

在高速公路工程建设施工当中所涵盖的施工内容相对比较复杂，其中重点包含了路基施工、路面施工以及边坡施工等。在施工过程中会受到周围环境因素的影响，必须要充分做好各环节的防护工作。对于高速公路工程建设施工来讲，在施工当中所涉及到的养护对象相对较多，公路工程施工质量直接关系到了后续车辆行驶的安全性和稳定性。因此，要想全面提高高速公路的服务质量需要充分做好路面养护工作。在针对高速公路路面养护施工当中，需要对工程施工路面进行彻底清理，设计出必要的排水工作系统，充分保证排水工作系统的正常工作，全面提高养护工作效率和质量。

3 旧沥青混合料热再生技术材料配比

3.1 材料配合比分析

旧沥青混合材料再生施工过程中的关键要点，是再生利用旧沥青混合材料，根据相关研究工作分析可以看出，老化的沥青材料可以通过一些专业的技术方法，经过处理之后恢复正常的道路使用工作性能和效果。因此，通过沥青再生施工技术的合理使用，可以全面改善道路通车性能和稳定性，有效降低道路工程的养护工作成本，对等待高速公路项目工程实现节能性养护工作目标，在旧沥青混合材料再生使用过程当中，为了充分保证混合材料的路用性能，本次施工当中需要以25 ℃的针入标准，作为沥青老化程度的判断工作指标。与此同时，因为原有的沥青混合材料，在长时间受到大量车辆碾压中的迹象，混合材料当中的骨料机配会产生变细去湿，因此在实际使用过程中需要对其进行综合考虑。

3.2 热再生沥青试验

在本次公路工程建设施工正式开始时，相关工程单位通过现场勘查之后得知公路工程存在裂缝问题的危害，因此需要使用先刨机将公路工程路面先刨5 cm的深度，然后通过试验室离心抽提法和溶剂分离法，将本段高速公路工程沥青材料进行回收处理。其中需要将部分旧沥青混合材料使用4.75 mm规格的筛孔进行筛选，通过筛选之后将剩余的旧沥青混合材料分为三个试验样本，通过加热破碎之后进行后续的抽样试验，有效结合过筛通过率参数标准，对其进行三次试验和分析，从中得出平均参数数值[1]。

在本段公路工程旧沥青路面性能恢复工作方法主要包含两种：第一种可以使用低标号的新沥青材料和旧沥青材料之间混合；另外一种方法为使用再生剂和旧沥青混合材料混合的处理方法。通过两种不同方法试验结果对比分析可以看出，如果使用再生剂加入的方法来恢复旧沥青混凝土材料的使用性能，则要求再生沥青混合材料的性能需要达到AH-90型号的沥青性能标准。在具体的试验工作过程中，通过向其中加入2%左右比例的再生剂材料，再生剂材料需要充分结合标准指标来进行分析，含量越大老化沥青的性能越好。当再生剂含量达到4%左右，旧沥青混合材料的沥青性能可以达到AH-90沥青材料的标准使用要求，因此可以确定通过加入再生剂的方法，可以有效恢复旧沥青材料的路用性能，并且在公路工程路面工程施工当中应用具有更高的可行性。

3.3 再生沥青混合料级配分析

热再生沥青混合材料的级配曲线分析工作中，必须要求满足我国公共工程普通沥青混合材料的匹配工作标准，同时可以通过使用相关的计算机程序，将新矿料比例和骨料的级配进行计算，结合路面施工经验以及相关沥青混合料研究工作成果，对本段高速公路工程路面施工情况进行全面分析，建议旧沥青混合料的掺合率需要控制在50%左右，同时需要向其中加入16%的10～20 mm碎石材料、18%的石屑材料、14%的中砂材料，要保证沥青混合材料级配曲线在标准曲线上下限的中值范围内，可以有效实现旧沥青混合料的掺合率控制在50%，满足沥青混合料的级配控制标准要求[2]。

4 就地热再生技术施工技术要点分析

4.1 加热机加热处理

加热机在工作过程中间隔大小大约为1 m，通过调整加热宽度比再生宽度，两侧区域各预留5～10 cm宽度。在热再生处理过程中，温度是其中非常重要的控制因素，必须要保证温度控制在合理的范围之内，如果加热过程中的温度过高，会造成原有的路面材料出现过度老化，如果温度过低会造成原有的路面材料，在铣刨工作过程中破坏到路面的基础材料强度，再生混合材料温度如果过低会造成路面的空隙率加大，会直接影响到混合材料之间的粘接性能，进而影响到路面表面的压实程度以及渗水系数大小。在实际施工中，通过使用远红外测温枪随时检测材料温度，避免出现温度差过大等问题，加热机设备在工作过程中需要保证和铣刨机械设备，复拌机械设备之间的有效联系，复拌机械设备操作人员需要根据材料的摊铺温度，有效估算出复拌机械设备的行进工作速率，同时通过对讲机或者相互之间的手语表达，对铣刨机加热机设备的行进速率进行有效控制，通常情况下在实际工作当中机械设备的运行速度控制在1.5～5 m/min之间。

4.2 路面加热翻松添加再生剂和沥青材料

加热机在经过加热工作之后，行驶距离到铣刨机设备的一个车位左右，加热铣刨机进入等待工作区域，加热机的下部加热板需要对旧路面进行二次加热处理，然后进行材料铣刨工作。副操作工作人员需要检查两侧区铣刨位置，对准施工的起点线位置，同时通知主操作手降下铣刨鼓，然后对路面两侧区域的材料进行铣刨处理。铣刨机向前行驶过程中，副操作工作人员需要同步检查材料的铣刨深度，并且通过手动微调的方法，保证材料铣刨深度符合施工要求。当中间的铣刨鼓达到边线位置时，副操作工作人员需要通知主操作人员，手动降下铣刨鼓，对路面的中间位置进行铣刨处理，并且喷洒再生剂和新的沥青材料，铣刨深度误差量需要控制在5 mm左右，中间位置的铣刨鼓需要对中间位置的沥青材料进行处理，然后再喷洒一定量的再生剂和新的沥青混合材料，对材料进行充分搅拌翻松，并且向路中央及料形成一条粗布铺设的梯形集料区域，此时温度需要控制在110 ℃左右。

4.3 新旧材料复拌工作

铣刨机设备再完成一个复拌机车位距离的处理工作之后，自卸车辆、复拌机设备需要依次进入到工作区域，复拌机在进入到施工区域之前，通过人工将行车方向上1.5 m范围之内的铣刨材料直接向前倾倒，铣刨表面需要充分做好平整工作，要保证复拌机的刮板充分洛平，同时将路面的铣刨材料全部集齐，自卸汽车需要将沥青控制材料卸到复拌机前置的料斗内部，然后自卸车行进过程中需要跟随在铣刨机的后方，复拌机的料斗需要经过刮板根据计量工作数据，将新的沥青混合材料均匀的铺设在梯形的基层表面，螺旋分料器需要将梯形料斗重新进行搅拌摊铺平整，同时复拌机的加热板需要对摊平再生的混合材料展开二次加热，后端的提升机设备需要将再生混合材料进行收集，并且提升到搅拌缸内部，经过强制搅拌之后，直接输送到摊铺机设备当中进行摊铺处理，复拌机械设备需要紧紧跟随在铣刨机的后面进行施工，施工的最大间距大小不能超过两个料车的车位，以此来最大限度上减少再生材料的温度损失量。

4.4 材料摊铺施工

在摊铺施工过程中，摊铺机的接料斗前边缘位置和复拌机的顶推杆之间的间距大小需要保持相同，然后进行后续的匀速行进摊铺作业。摊铺施工之前下层层表面的温度需要控制在80 ℃左右，有效保证中上面层材料之间的充分粘，摊铺机设备使用的是非接触式超声波自动找平基准量进行控制。在摊铺施工当中，机械设备的夯锤振动等级设定为4级，保证摊铺的路面初始材料压实度达到85%。摊铺机在工作过程中需要保证摊铺施工的连续性和稳定性，要配备专业的工作人员在现场进行指挥，保证摊铺机设备的匀速稳定行驶，混合材料的摊铺要保证均匀，摊铺过程中不能出现随意变换方向或者是突然加速，需要通过专业的工作人员及时检测摊铺材料的温度高低，将其控制在120 ℃以上，最低不能低于110 ℃。

4.5 路面碾压施工

就地热在生碾压施工过程中，使用的是跟进碾压施工技术方法，压路机紧跟摊铺机设备后方保证材料的尽快碾压成型。压路机和摊铺机设备在行进过程中，相互之间的间距不能超过10 m，压路机设备使用大吨位的振动双钢轮压路机，在碾压工作过程中需要尽可能减少喷水问题的出现，有效降低温度的散失总量，初压温度不能低于120 ℃，终压温度不能低于70 ℃。在接缝位置如果出现局部材料蜂窝离析等情况，需要及时使用细集料进行填补，初压工作过程中使用双钢轮压路机设备进行一遍静压处理，速度大小控制在2.5 km/h，每次碾压工作需要达到摊铺机的跟前，初压工作程度需要和材料的再生速度形成匹配，相邻碾压带之间的重叠宽度需要控制在1/2～1/3的碾压轮宽度，复压工作的行进速率需要控制在4 km/h，通过使用双钢轮压路机设备进行震压2～4倍，终压工作使用钢轮压路机紧接在复压工作之后，保证表面不存在明显的裂缝情况。

4.6 养生和交通开放

在路面摊铺和压实工作结束之后，需要进行后续的养生处理工作，产生病害问题的路面需要保证压实程度符合后续的动作要求和标准，同时路面温度低于50 ℃的情况下可以逐步开放交通，并且需要和交通执法以及交管单位之间进行必要的信息沟通和交流，有效保证后续交通开放之后的通车效率和稳定性。

5 结 语

综上，在热再生技术在使用工作过程中，更加适用于修复沥青路面基层稳定层产生的各种材料破坏性问题，比如路面松散开裂、车辙、凹陷、材料推移以及鼓包等情况，路面的修复厚度通常在5 cm范围之内，养护工作效果非常明显。