瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)在高速公路養(yǎng)護中的應(yīng)用

■趙德強 ■河南省收費還貸高速公路管理中心，河南 鄭州 451162

1 概述

瀝青路面就地?zé)嵩偕床捎脤Ｓ玫木偷責(zé)嵩偕鷻C組設(shè)備，對原舊瀝青路面進行加熱、銑刨后，就地摻入一定數(shù)量再生劑、新瀝青、新瀝青混合料等，經(jīng)拌和、攤鋪、碾壓等施工工序，一次性實現(xiàn)舊瀝青路面表面一定深度范圍內(nèi)瀝青混凝土路面的再生。

20世紀70年代以來，西方發(fā)達國家為了節(jié)約資源，對在道路維修中產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料進行充分利用，研究開發(fā)了瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)。我國在本世紀初陸續(xù)展開研究和應(yīng)用，并制定了相關(guān)國家規(guī)范，但在國內(nèi)研究較多，實踐應(yīng)用較少，故在此就本人參加的某高速公路就地?zé)嵩偕┕ぶ械膽?yīng)用情況匯總?cè)缦拢┐蠹姨接憽⒖肌?/p>

2 就地?zé)嵩偕夹g(shù)在高速公路中的應(yīng)用

2.1 工程概況

該高速公路路段自2001年建成通車以來，受車輛荷載以及自然環(huán)境等多種因素的影響，出現(xiàn)瀝青混凝土路面出現(xiàn)了嚴重的車轍、龜裂、松散和沉陷等多種病害。此段為半剛性基層瀝青路面，路面面層結(jié)構(gòu)采用上面層4cm厚中粒式瀝青混凝土(AK－16)，石料采用玄武巖，石料磨光值＞42;中面層5cm厚粗粒式瀝青混凝土(AC－25)、下面層7cm厚粗粒式瀝青混凝土(AC－30)。

2.2 路面病害分析

(1)針對此段的路面病害，分析如下:裂縫:分為縱向裂縫和橫向裂縫，縱向裂縫主要是行車荷載作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞裂縫;橫向裂縫主要是由于瀝青路面層溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫。

(2)車轍、網(wǎng)裂:為分析其產(chǎn)生原因，在南幅行車道2公里路段內(nèi)取樣(50cm*50cm*4cm)作了12組瀝青混凝土試驗，得出結(jié)果如下:

表一 舊路面回收瀝青再生試驗結(jié)果

表一結(jié)果表明:舊路面回收瀝青針入度、延度下降，軟化點升高，已經(jīng)嚴重老化。當(dāng)瀝青老化到針入度30(0.1mm)左右時，舊瀝青路面將出現(xiàn)裂縫，進入加速破壞階段，最終形成網(wǎng)裂。在摻入再生劑后，各項指標均得到了有效修復(fù)。

表二結(jié)果表明:瀝青混凝土路面在行車荷載和自然因素的反復(fù)作用下，使礦料顆粒疲勞破碎，導(dǎo)致級配發(fā)生變化，瀝青面層產(chǎn)生蠕變，最終形成車轍。

表二 舊瀝青混合料級配

3 處置方案論證及確定

3.1 瀝青混凝土路面熱再生的技術(shù)優(yōu)勢

3.1.1 有利于瀝青混凝土路面層間聯(lián)結(jié)

采用瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)，再生層與老路面的連接是熱聯(lián)接，和傳統(tǒng)銑刨處理瀝青路面相比較，避免了可能出現(xiàn)的層間剪應(yīng)力對瀝青路面造成的剪切破壞。

3.1.2 有效提高瀝青混凝土路用性能。

我國高速公路普遍存在級配不好、孔隙率過大，瀝青老化后，瀝青混凝土抗變形能力下降等早期破壞嚴重的現(xiàn)象。瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)在舊路面級配的基礎(chǔ)上，通過添加新瀝青混合料對路面級配進行改善，通過再生劑可以恢復(fù)或大部分恢復(fù)瀝青的使用性能，從而有效提高瀝青混凝土路面的路用性能，延長路面壽命。見下表。

表三 再生瀝青混合料的合成級配

圖1 原瀝青混凝土路面及再生路面級配曲線圖

3.1.3 有效解決新舊路面接縫問題

在高速公路養(yǎng)護施工中，大多數(shù)情況下只處治單個車道，采用傳統(tǒng)的銑刨攤鋪工藝存在新舊路面結(jié)合不好，接縫處極易滲水造成早期破壞。采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)時，產(chǎn)生的接縫為熱接縫，可以有效解決新舊路面接縫滲水問題。

3.2 社會效益

近年來，我國公路事業(yè)迅猛發(fā)展，全國公路通車總里程與高速公路通車里程穩(wěn)居世界第二位。在經(jīng)歷了大規(guī)模的新路建設(shè)后，我國道路行業(yè)的重心也已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向大、中修養(yǎng)護。大規(guī)模的道路改造中產(chǎn)生了大量的廢舊瀝青路面材料，其中約5%為瀝青，約95%為各種級配的骨料，如果不加以利用，不僅會造成巨大的資源浪費，同時也會破壞環(huán)境，這不符合可持續(xù)發(fā)展的基本國策。因此，瀝青混凝土就地?zé)嵩偕夹g(shù)是一項具有良好應(yīng)用前景的技術(shù)。

3.3 經(jīng)濟效益

瀝青路面的就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以百分之百利用舊瀝青混合料，只需要添加部分再生劑和新瀝青混合料，可以大大降低舊路面維修的工程造價。

3.4 就地?zé)嵩偕贿m合舊瀝青路面基層出現(xiàn)病害處治

如瀝青混凝土路面基層縱、橫裂縫、松散、板底脫空、路肩塌落、非連續(xù)裂縫、路面補強，以及50mm深度以上的路面病害。根據(jù)路段病害分析路面基層情況，出現(xiàn)縱、橫裂縫先采取處治裂縫、局部松散，方可進行就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工。在處治路面基層縱橫裂縫病害時，建議采取高聚物注漿、水泥壓漿等施工工藝，確保舊瀝青路面面層不受到破壞，舊路面100%可以重新利用舊瀝青混合料。根據(jù)病害情況決定對上面層4cm進行就地?zé)嵩偕幚?/p>

4 就地?zé)嵩偕┕すに?/h2>

4.1 再生劑添加量的確定

首先，對計劃施工路段取有代表性舊路面進行現(xiàn)場取樣，取樣深度為4cm。對樣品進行瀝青抽提和回收，檢測回收瀝青的延度、軟化點、針入度指標，將試驗結(jié)果與該路段竣工時資料進行對比，判斷舊路面瀝青老化的程度。

其次，按不同比例再生劑的摻入量進行實驗室試驗，檢測再生后瀝青的延度、軟化點、針入度指標，繪制曲線確定再生劑的最佳摻入量。

第三，按最佳再生劑摻入量對舊路面取樣材料進行再生，將再生混合料進行馬氏試驗，測試試件的穩(wěn)定度、流值、密度、飽和度和空隙率，用這些指標驗證再生劑的最佳摻入量。

再生劑摻量及瀝青混合料油石比的確定:根據(jù)此段試驗數(shù)據(jù)得出瀝青混凝土上面層就地?zé)嵩偕枰砑釉偕鷦┱紴r青重量的10%。

4.2 添加用新瀝青混合料

本工程采用復(fù)拌型熱再生工藝處理面層，復(fù)拌添加用新瀝青混合料采用AK—16型，油石比4.7%，新添加量瀝青混合料為15%。

通過實驗室數(shù)據(jù)分析，按照現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40)進行配合比試驗符合技術(shù)規(guī)范要求。

4.3 對原路面加熱

先對原路面進行認真的清掃，用加熱機進行加熱，加熱機行進速度根據(jù)路面狀況、天氣氣溫、風(fēng)速、攤鋪機攤鋪速度等進行綜合調(diào)試;確保路面加熱到最佳溫度。

路面加熱采用兩臺LRJ－1型瀝青路面熱再生加熱機對原路面進行加熱，加熱速度保持在1.0－4.0m/min，兩臺加熱機加熱后路面溫度150℃－170℃之間，加熱厚度4cm以上，路面最高加熱溫度不超過170℃。

4.4 加熱銑刨及再生劑的添加

路面加熱到所需溫度后，由LRB－1型瀝青路面熱再生加熱銑刨機對原路面進行加熱銑刨。對于舊路面上面層和中面層結(jié)合完好的路段，銑刨時可適當(dāng)淺一些，以不破壞原結(jié)合面為度;如果原路面上面層和下面層結(jié)合不好，有松散現(xiàn)象，必須將松散層全部銑刨干凈，此時施工速度適當(dāng)放慢，對沒有加熱到部位進行充分加熱，保證再生路面和原路面面層結(jié)合良好。

根據(jù)每段病害試驗數(shù)據(jù)進行調(diào)整再生劑用量，連霍高速公路南幅行車道部分路段再生劑的添加量為別6%、8%、10%，再生劑的添加數(shù)量直接影響到再生后瀝青混凝土的質(zhì)量，

4.5 加熱復(fù)拌

LRB－1型瀝青路面熱再生加熱銑刨機對原路面進行加熱銑刨后，由LRF－1型瀝青路面熱再生加熱復(fù)拌機進行加熱復(fù)拌。添加15%的新瀝青混和料在加熱復(fù)拌機料斗中，加熱后將混和料輸送到瀝青混凝土攤鋪機，料溫應(yīng)保持在135℃ －165℃。

4.6 再生混合料的攤鋪

根據(jù)試驗段的情況，確定好混合料的松鋪系數(shù)。攤鋪前調(diào)整好熨平板，檢查各種傳感器是否靈敏。所有準備工作就緒后開始攤鋪，攤鋪時可以按照常規(guī)熱攤鋪操作規(guī)程進行。

4.7 再生混合料的碾壓

初壓使用12T雙鋼輪壓路機靜壓、振壓各一遍，復(fù)壓使用20T的輪胎壓路機碾壓4遍，終壓使用12T的雙鋼輪壓路機靜壓2遍。為防止壓路機粘料，可向壓路機噴灑少量肥皂水等表面活性劑溶液，嚴禁噴灑或刷柴油。

5 現(xiàn)場關(guān)鍵工序質(zhì)量控制

(1)再生劑的噴灑劑量控制:根據(jù)再生劑用量為10%計算，再生混合料摻加再生劑用量為0.5kg/m2，對再生劑的噴灑裝置必須每天進行清理，噴灑均勻、防止噴嘴堵塞。

(2)再生料攤鋪的溫度控制在135℃ －150℃，溫度過高容易造成瀝青路面老化，溫度過低會影響再生質(zhì)量和壓實質(zhì)量。

(3)壓實度控制:本工程壓實度嚴格控制為≥96%。

(4)平整度控制:控制好攤鋪機的行進速度，保證厚度要均勻。控制好壓路機的碾壓工藝，避免急起步、急剎車，根據(jù)規(guī)范要求平整度驗收指標﹤3mm，實測代表值為2.5mm。

(5)接縫質(zhì)量控制:原路面加熱寬度比銑刨寬度每側(cè)至少寬出20cm，再生料與原有路面瀝青混合料溫度基本相同，壓路機及時碾壓確保接縫平順、密實，杜絕有松散現(xiàn)象。

6 結(jié)論及建議

綜上所述瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工簡單方便，舊路面混合料可以就地再生利用，減少倒運廢料過程，降低廢棄物堆放場地;有利于環(huán)保(按傳統(tǒng)工藝需外運噸，沒處掩埋，掩埋造成環(huán)境破壞)、節(jié)省資源;不受大的交通流量的限制，施工結(jié)束就可以開放交通;其就地?zé)嵩偕に嚺c傳統(tǒng)銑刨攤鋪工藝相比，瀝青混合料材料成本可以節(jié)約50%左右，施工人員費用可以節(jié)約50%左右，施工工期可以縮短60%左右。因此，瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)在高速公路養(yǎng)護中具有良好的應(yīng)用前景。

［1］楊延兵.現(xiàn)場熱再生技術(shù)在京福高速養(yǎng)護維修工程中的應(yīng)用.北方交通，2009.1.

［2］張清平.瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)研究.黑龍江科技信息，2009.30.

［3］張陳.淺談熱再生工藝在公路中修施工中的應(yīng)用.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012.22.

［4］陳海林.王小力.瀝青路面就地?zé)嵩偕に嚰捌鋺?yīng)用.城市建設(shè)理論研究，2012.10.