高速公路沥青路面预防性养护新技术分析

郭木强，申铁军

(1.山西路桥第四工程有限公司,山西 大同 037000； 2.山西路桥集团晋南项目管理有限公司,山西 太原 030006)

0 前 言

为了提升道路养护水平，许多国家都致力于研究薄层沥青混合料，如法国的BBM、德国的沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA薄层)。刚开始薄层沥青混合料只是用于面层的养护工程，用来恢复旧路的抗滑性能，后来经过技术改进和创新才逐渐应用。沥青路面再生技术可以实现路面旧料的循环利用，符合公路交通可持续发展的新要求，具有明显的社会与经济效益。沥青路面再生技术可根据生产工艺的不同可分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生和就地冷再生等。其中就地热再生效率高,可实现对RAP料的全部再生利用及良好的层间粘结，但其再生程度有限，适用范围较窄，且再生质量不易得到保证。厂拌冷再生节能环保，对RAP料的要求较低，适用范围较广，但性能较差，一般不能直接用于表面层。就地冷再生节能环保，可实现对RAP料的全部再生利用，但质量难保证，性能也较差，不能用于表面层的再生利用。而厂拌热再生技术因其再生效率高、路用性能好、适用范围广等特点受到越来越多公路建设单位的关注。

1 厂拌热再生技术的瓶颈

1)目前研究基本上注重于新旧沥青融合、高RAP料掺量与再生混合料路用性能之间的关系，大多数工程应用中RAP料掺配比例有限，只有20%～30%,尚没有对于全旧料再生的厂拌热再生研究。

2)由于缺乏科学的评价手段，对于RAP料级配细化及其变异性的评价存在很多问题，关于旧沥青老化程度判别再生过程中各因素对旧沥青激活效率的影响研究也较少，RAP料微观特征与宏观指标之间的关系及其对路用性能的影响尚不明确，导致RAP料利用率无法提升。

3)再生混合料拌和施工参数如预热温度、拌和温度及时间、压实温度等的确定基本是经验性的，其对于再生混合料性能的影响尚没有一个统一的规律或结论。因此，依托具体养护工程项目，在已有研究和应用的基础上开展RAP料变异性、新旧集料差异性、再生混合料拌和施工参数等对再生混合料路用性能的影响研究，从而实现全旧料再生的厂拌热再生，对于提升RAP料的利用率，实现道路可持续发展具有重要意义。

2 超薄磨耗层弥补厂拌热再生技术的不足

100%温再生超薄罩面优选面层铣刨料作为骨料，加入自主研发的多合一专用再生沥青，有效激活旧料中老化沥青，恢复粘结性能，形成路用性能良好的1.5～2.0 cm沥青超薄罩面，并配合专用防水粘结层保障牢固层间粘结，从而达到预防性养护的目的。

1)超薄磨耗层是借鉴薄层罩面的养护理念，直接在原路面上加铺一层1.0～1.5 cm厚的薄层沥青混凝土，由于结构层厚度较薄，不会对原路面的标高、排水等产生较大影响，因此不需对路面进行铣刨，超薄磨耗层适用于沥青路面、水泥路面桥面以及隧道等多种路面情况，对于水泥桥面来说，加铺超薄磨耗层不会显著增加桥梁荷载，且对路面的改善效果显著，是一种优选的养护手段。相对于上述几种养护手段来讲，超薄磨耗层不仅可以有效防治路面病害，提升路面平整度，提高行车质量与行车安全性，而且具有施工方便快速、节省材料等优点，是公路预养护的首选，具有广阔的市场应用前景与重要的科研价值[1]。

2)薄层罩面是一种对路面病害治理比较彻底的手段，将原路面铣刨3.0～4.0 cm后加铺一层薄层沥青混凝土，可以基本上解决沥青路面遇到的所有问题。该方法类似传统的铣刨重铺工艺，只是路面处理的深度较浅，铣刨过程产生大量的废料以及污染，而且铣刨重铺过程花费时间较长，对交通的影响较大。

3 主要研究内容、关键技术、创新点

3.1 主要研究内容

1)基于胶结料性能的100%RAP拌和技术研究。采用不同拌和技术，制备再生胶结料，评价不同拌和技术与再生胶结料的配伍性及对性能的影响，重点研究温拌剂对感温性能、低温性能、疲劳性能及耐老化性能的影响，在此基础上，推荐适宜厂拌热再生的温热拌技术。

2)100%RAP温拌超薄罩面再生沥青研发及混合料设计方法研究。根据推荐的拌和再生技术，开展全100%RAP温拌再生混合料精细化设计研究，包括再生沥青材料研发与评价，以及再生料的性能还原效果评价；考虑采用不同压实功的影响，探究再生混合料的真实级配，选择适宜的新沥青类型及掺量，确定适宜全旧料温拌再生混合料的拌和、成型工艺等。

3)100%RAP温拌再生超薄罩面力学和路用性能研究。对设计的全旧料温拌再生混合料超薄磨耗层的常规路用性能(高温、低温、水稳等)进行评价，与常规热拌沥青混合料和温拌沥青混合料的性能进行对比。对全旧料温拌再生混合料进行力学参数测试，包括静态模量、动态模量、泊松比等，为进行相关结构设计提供依据。

4)100%RAP温拌再生超薄罩面长期性能研究。通过不同疲劳试验方法，提出全旧料温拌超薄罩面再生沥青混合料在不同影响因素下的疲劳方程，分析温拌技术、旧沥青类型及老化程度、应力比、温度等因素对再生沥青混合料疲劳试验结果的影响。对制备的全旧料温拌再生混合料进行老化试验，评价老化后路用性能变化规律。再生薄层试验段的铺设及性能跟踪观测：铺设试验段，建立再生薄层罩面的施工工法，对再生薄层罩面的长期路用性能进行跟踪观测。

3.2 关键技术、创新点

1)关键技术。①100%再生超薄罩面混合料的设计方法；②100%再生专用沥青材料研发与评价；③100%RAP再生超薄罩面长期性能评价。

2)创新点。①100%RAP再生超薄罩面沥青混凝土设计体系；②研发高性能100%再生超薄罩面沥青混凝土胶结料。

4 100%再生超薄罩面技术的应用前景，社会和经济效益

4.1 预期的应用前景

100%再生超薄罩面技术，能适用于不同天气条件、不同路况下公路预防性养护需求，同时易于实现又具有极高的性价比，不仅能在山西省内的高速公路养护中广泛应用，而且能在全国范围内推广，具有广泛的应用前景。

4.2 社会和经济效益

100%再生超薄罩面的研发将完善目前国内高速公路预防性养护技术体系，提高国内高速公路养护效率与养护水平，其使用将节省道路养护资金，节省不可再生资源的消耗，提高政府资金利用效率，具有广大的社会和经济效益。

5 油脂类固废在路面热再生技术中的应用

5.1 技术路线

针对新旧沥青在废弃油脂调和剂作用下的融合状态进行考察，提出基于界面理论的再生效果评价新指标。项目着重分析再生沥青及重复再生沥青在官能团、分子量、组分含量等微观结构中的分析研究，深入老化程度及再生效果的机理研究；针对再生沥青混合料耐久性、抗疲劳性研究不深入的问题，项目将展开再生沥青混合料的耐久性和抗疲劳性研究评价。项目拟对油脂类固废数据库、关键施工工艺及再生效果评价体系进行综合集成，建立路面再生施工大数据系统，以期为可实现“双废”消纳的沥青路面热再生技术提供数据支持和理论指导[2]。

5.2 创新点

1)建立油脂类固废微观结构、性能指标与油脂来源数据库，针对性能指标与再生效果间的关联，提出油脂类固废规模化应用于沥青路面热再生的关键技术指标。

2)确定油脂类固废用于沥青路面热再生的调和处理工艺，实现提升再生品质的有益效果。提出基于新旧沥青融合渗透效果检验的界面评价指标。

3)考察再生沥青及重复再生沥青性能与废弃油脂调和剂指标的关联，探索重复再生沥青老化性能衰变率，确立废弃油脂调和剂与沥青抗老化性能之间的联系。

4)形成再生沥青混合料耐久性和抗疲劳性评价体系。建立油脂类固废、再生沥青及重复再生沥青以及再生沥青混合料性能指标间的关联关系。综合集成油脂类固废数据库、关键施工工艺及再生效果评价体系[3]。

5.3 工程控制

1)强化质量验收管理。加强施工过程关键部位、关键环节、关键工序的质量验收管理，突出隐蔽工程检查验收机制，严格执行报验程序和验收标准,强化按规定施行“三检制”的质量控制程序，落实“不验收、不施工，不合格、不施工，谁签字、谁负责”的管控要求，确保施工过程质量可控。

2)强化质量管控数据信息的应用。加强对信息化采集数据的分析筛查，做到日常巡查和平台数据相结合、工程资料和平台数据相对应，定期对质检、试验数据进行分析，形成质量分析报告，重点对波动较大的预警数据进行管控，及时分析原因、提出措施、消除隐患，确保项目质量管控体系运行规范正常，保证工程质量处于受控状态。

6 结束语

2021年是我国第十四个五年计划的开局之年，也是经济发展战略转换的第一年。必须认识到当前我国经济复苏还远没有达到常态化水平，第二产业恢复较好，第三产业恢复较慢，微观基础动力不足、有效需求与供给恢复不对称的问题依然存在，随时面临一系列不确定性的冲击。我国必须要好好把握全球经济复苏的战略契机，尤其是数字经济发展的黄金窗口期，以“一带一路”建设为重点的对外开放和以优化国内区域开发布局的“新开放”，以驱动我国经济增长的“新三驾马车”作为关键着力点。目前，公路的建设和运营模式均趋向于多元化，传统基建以政府投资为主导，而新基建则是政府引导、多元参与的新投资格局。相比于传统基建动辄百亿、甚至千亿的巨大投资额度和更长的回报周期，新基建单体项目投资不大，注重运营效率，投资回报时间较短，因而能够吸引大量社会资本参与投资建设。另外传统基建缘起于服务工业时代，以投资拉动经济增长，服务于传统经济，而新基建则立足于打造数字经济，服务的范围更广，致力于以创新驱动高质量发展。可以说，新基建不仅是产业结构调整、经济动能转换的加速器，也是释放我国经济结构性改革红利的重要来源。2020年以来，国家发改委、交通部、住建部等多个部委和北京、上海、江苏、广州、深圳、成都等省市政府相继推出了新基建专项政策，沥青路面预防性养护新技术正是具体表现。

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