現場熱再生技術在貴州貴畢二級公路中的應用

歐陽男 敖清文

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司 貴陽 550001）

隨著公路的高速發展，許多公路已進入大、中修期，然而大量地翻挖、銑刨舊路面，不僅對環境產生巨大的危害，而且也造成大量優質瀝青的浪費。而瀝青再生技術通過重復利用瀝青混合料，防止瀝青混凝土廢料對棄置場所及其周邊環境的污染，同時通過減少石料的開采，能有效保護土地資源，維護自然景觀和生態環境。

1 瀝青路面熱再生技術

瀝青熱再生技術是指對不能滿足使用要求的瀝青混凝土路面廢料通過各種措施進行處理后重新利用的技術，包括對舊瀝青混凝土路面進行翻挖、破碎、篩分，再與新集料、新瀝青、再生劑（必要時）重新混合，形成具有預期路用性能的瀝青混合料，并重新鋪筑成路面面層［1］。

瀝青路面熱再生的施工方法主要分為2種：①廠拌熱再生即集中拌和法。是將舊路面材料集中到再生拌和廠，用固定式拌和機械生產混合料，再運送到施工現場進行攤鋪和壓實；②現場熱再生。這種方法是利用專門機械將舊瀝青路面銑刨、破碎，并輔以新材料的定量摻配、拌和，鋪筑和壓實等作業過程在道路上就地完成。

隨著路面加工設備和材料現場檢測技術的逐步完善，瀝青路面現場熱再生技術已經受到各國的重視。目前，現場熱再生技術在我國高等級公路中的應用日趨成熟，主要用于一、二級公路瀝青上面層以及高速公路中下面層等的養護維修工程。

2 試驗路

試驗路為貴州省貴陽至畢節二級公路瀝青路面改建項目，該路段原設計累計軸載作用次數為5.77×106次，路面設計彎沉值為32.0／0.01 mm，原有路面結構為：6 cm AC－16中粒式瀝青混凝土＋8 cm AC－30粗粒式瀝青混凝土，水泥穩定碎石基層30 cm，底基層采用級配碎石，厚度為15 cm。

2.1 主要病害

該路段原有表面層瀝青混合料的集料在大交通量和重載車輛10余年的長期磨耗作用下，抗滑性能衰減嚴重，主要病害類型為車轍病害，部分路段出現了波浪擁包，嚴重降低了行車舒適性，并危及行車安全。調查發現，車轍主要發生在行車道上，車轍普遍達到15 mm以上。同時，部分路段出現了波浪擁包病害。推移病害大多與車轍病害同時存在，在彎道部分、長上坡路段，推移病害更為明顯。

2.2 解決方案

根據該公路現有病害類型，綜合考慮氣候條件、筑路材料、路面結構的代表性和適宜性，并結合國內外已有的再生技術應用的成功經驗，對該路面大修采用現場熱再生原路面上面層6 cm AC－16中粒式瀝青混凝土的方案，提高路面高溫穩定性能，針對性地解決該路段目前主要存在的車轍以及推移等病害。

3 現場熱再生適用性評價

3.1 RAP的瀝青含量和性能評價

再生適用性評價是應用再生技術的基礎，在試驗路段上按每公里各車道隨機抽樣1個，共獲取15個樣本，通過試驗，檢測回收舊瀝青和舊集料的性能，以確定舊路面回收料能否適用于現場熱再生，試驗結果見表1。

表1 回收瀝青技術要求

從檢測結果看，舊瀝青針入度為23.9／0.1 cm，根據《公路瀝青再生技術規范》（JTG F41－2008）中“原路面瀝青的25℃針入度不低于20／0.1mm”的要求，本路段適用于現場熱再生，瀝青含量達4.5%，具有較高的利用價值。

3.2 舊集料性能和級配評價

舊集料的性能和級配是影響再生適用性評價結果的重要因素，貴畢二級公路舊瀝青混凝土路面材料的檢測結果見表2。

表2 舊集料主要性能指標檢測結果

舊集料主要為玄武巖，上述檢測指標表明，其主要性能指標均滿足規范要求，現場熱再生施工時需注意篩孔4.75 mm等粒徑通過率的控制。

4 再生瀝青混合料設計

4.1 再生劑摻配量設計

選用瀝青再生劑，將再生劑以3%5%7%的比例（再生劑占回收瀝青的質量百分比）添加到回收瀝青中，攪拌均勻并靜置24 h后測定再生瀝青的25℃針入度、15℃延度、軟化點指標，試驗結果見表3。

表3 再生瀝青質量指標

試驗結果表明：隨著再生劑劑量的增加，瀝青明顯軟化，表現為針入度提高，軟化點降低，延度升高，說明再生劑有較好的再生效果。再生劑摻量為3%時，再生瀝青性能針入度可達到70號瀝青針入度范圍，為了避免過多增加再生劑摻加量后混合料動穩定度將受不利影響，瀝青針入度指標恢復至70號瀝青的針入度范圍即可［2］。因此，再生劑摻量確定為3%。

4.2 再生瀝青混合料配合比設計

根據試驗檢測和計算，采用90%RAP的再生混合料，采用新拌AC－13瀝青混合料作為外加新材料，AC－13混合料采用A級70號道路石油瀝青，其所用石油瀝青、粗集料、細集料及填料按照《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40－2004）要求控制。再生瀝青混合料合成級配見表4。再生瀝青混合料馬歇爾試驗結果見表5。

表4 再生瀝青混合料AC－16合成級配

表5 再生瀝青混合料馬歇爾試驗數據表

4.3 再生瀝青混合料的性能評價

為了檢驗瀝青混合料的目標配合比設計，按照規范要求，對所設計的再生瀝青混合料進行了路用性能如高溫穩定性及水穩定性能的檢驗試驗［3］。

4.3.1 高溫穩定性瀝青混合料是一種粘彈性材料，其物理力學性能與溫度和荷載作用時間密切相關。瀝青路面在高溫條件下，瀝青混合料往往勁度下降迅速，使路面抗剪能力不足，導致礦料在外力作用下產生滑移與錯位，使混合料進一步壓密，細集料相對集中并產生剪切破壞，形成高溫變形，如推移、擁包、搓板和車轍等［4］。

4.3.2 水穩定性

浸水馬歇爾試驗方法評價混合料耐水損害性能在世界各地得到廣泛應用，該方法是通過2組馬歇爾試件：一組在60℃水浴中保養30 min后測定其馬歇爾穩定度S1；另一組在60℃水浴中恒溫保養48 h后測定其馬歇爾穩定度S2。用殘留穩定度S0＝ （S1／S2）×100% 來表征混合料的水穩性能，S0值越大，水穩性越好［4］。

凍融劈裂試驗以試件成型空隙率為7%左右，通過擊實曲線確定擊實次數，成型直徑101.6 mm×長63.5 mm的圓柱體試件8個，將試件平均分為2組。第一組試件不進行真空飽水；第二組試件在7 160～7 360 Pa的條件下保持15 min，并在常溫水下放置0.5 h，將飽水后的試件放入－18℃的環境下冷凍16 h，然后將其放入60℃的恒溫水浴中保溫24 h解凍，再將此試件與另一組試件一起放入25℃的恒溫水浴中保溫2 h后，以50 mm／min的加載速率分別測定凍融劈裂強度，計算劈裂抗拉強度比TSR作為評價指標［5］。瀝青混合料動穩定度、殘留馬歇爾穩定度、凍融劈裂殘留強度比試驗結果見表6。

表6 瀝青混合料目標配合比檢驗試驗數據

由表6可知，AC－16再生瀝青混合料的殘留穩定度、凍融劈裂強度比TSR、動穩定度DS均符合規范要求，說明所設計的再生瀝青混合料是合理的，可以在實際工程中應用。

5 試驗路施工現場質量檢測

瀝青路面現場熱再生施工過程中的材料質量檢查，應符合現行《公路瀝青路面施工技術規范》對熱拌瀝青混合料路面的有關規定。

采用快速檢測設備，可以對瀝青混合料質量進行有效控制，通過對試驗路段再生瀝青混合料級配以及瀝青含量的檢測，統計數據滿足全新普通瀝青混合料的要求。

6 結語

貴州貴畢二級公路路面維修工程的實踐初步驗證了現場熱再生技術在貴州公路養護中的應用，通過有效的質量控制，現場熱再生瀝青混凝土路面的各項試驗和檢測指標可以達到全新瀝青混凝土路面的技術要求。同時，瀝青路面再生技術的選擇應該根據原有路面的病害進行分析，一般而言，需對原路面狀況進行針對性的調查和綜合分析，如路面狀況指數以及路面強度系數等。為了保證再生瀝青混合料的路用性能，必須進行充分的室內試驗，以檢驗RAP中瀝青老化程度、再生劑摻加劑量以及再生瀝青混合料高溫穩定性﹑水穩定性能等指標。

［1］ 韓青春.瀝青路面現場熱再生技術的運用研究［D］.長春：吉林大學，2007.

［2］ 程永舟.瀝青再生技術在公路養護中的應用探討［J］.科技向導，2011，（12）：229－230.

［3］ JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術規范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［4］ 沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［5］ JTJ052－2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程［S］.北京：人民交通出版社，2000.