寒區(qū)改性瀝青路面就地熱再生施工技術研究

楊洪生，劉丹丹

(黑龍江省交通科學研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

寒區(qū)改性瀝青路面就地熱再生施工技術研究

楊洪生，劉丹丹

(黑龍江省交通科學研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

針對可能出現(xiàn)的路面病害、缺陷的類型和損害程度，選擇正確、合理的再生技術，在延緩路面使用性能惡化速率、延長使用壽命和節(jié)約周期養(yǎng)護費用等方面具有重要的意義。

寒區(qū)；改性瀝青；就地熱再生；施工工藝；質量控制

1 工程概況

綏滿高速哈爾濱過境(瓦盆窯至秦家)段及呼蘭至綏化高速公路自建成通車至今已十余年，隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，通道內的交通量增長迅猛，大噸位運輸車輛的比例逐年增加，致使現(xiàn)有道路路面破損、裂縫、車轍等病害逐年加重，路面強度及平整度等指標越來越低。現(xiàn)有公路路面破損現(xiàn)象已經(jīng)逐年顯現(xiàn)，尤其是隨著近幾年交通量的迅速增長，現(xiàn)有道路呈加速破壞趨勢。投入的維修養(yǎng)護費用也呈逐年上升趨勢，但仍難以對大量出現(xiàn)的路面病害進行及時養(yǎng)護處理，每年只能對破損嚴重的路段進行簡單的維修，以保障道路的暢通。

2 就地熱再生試驗方法概述

2.1 舊混合料分析

課題組針對上述二個路段進行了舊瀝青混合料取樣，并進行了試驗分析。取樣方法采用矩形切割法，邊長30 cm，取樣后用冷補料回鋪、壓實；舊混合料采用離心抽提實驗方法，取得含水率、礦料級配及瀝青含量數(shù)據(jù)；抽提液采用阿布森法回收瀝青，并對舊瀝青進行三大指標試驗。

2.2 再生劑的比選

調查國內常用的改性瀝青再生劑的應用情況，根據(jù)黑龍江省氣候特點及常用改性瀝青類型，經(jīng)對比試驗后，結合價格、用量等經(jīng)濟性分析，推薦合適的再生劑，最終確定的再生劑為遼寧鞍山生產的SZS型再生劑。

2.3 再生瀝青混合料試驗

總體試驗程序為：確定最佳再生劑摻量→礦料級配設計→計算外摻新瀝青用量→再生瀝青混合料馬歇爾試驗→確定再生瀝青混合料最佳瀝青用量→性能指標試驗(高、低溫性能，抗水損害等)。

3 試驗數(shù)據(jù)

3.1 舊瀝青性能

表1 舊瀝青性能試驗數(shù)據(jù)

3.2 再生劑最佳摻量

表2 再生瀝青技術指標匯總表

不同再生劑摻量對老化瀝青性能都有一定程度上的改善，隨著再生劑摻配比率的增大，針入度提高，軟化點降低，延度增長。當再生劑摻入量為5%時，針入度、延度和軟化點已達到重交通改性瀝青的技術要求。

3.3 集料、新瀝青

根據(jù)抽提數(shù)據(jù)調整配合比，計算出新加入集料(10～20 mm)比例為10%；級配范圍采用AC-16黑龍江調整型。

新瀝青的計算一是需要考慮到舊混合料中的水份，二是要將再生劑算作瀝青，根據(jù)自行研發(fā)的計算公式，求得新加入瀝青。

需要說明的是：新加入的集料和瀝青并不是一個定值，需結合每段落的抽提數(shù)據(jù)動態(tài)調整。

3.4 最佳瀝青用量

根據(jù)前期試驗結果，配制再生瀝青混合料，采用規(guī)范試驗方法確定最佳瀝青用量，本項目為5.0%。

3.5 再生瀝青混合料性能實驗

最佳瀝青用量確定后，以此為基礎，進行后繼的各項混合料性能試驗。

表3 再生瀝青混合料浸水馬歇爾試驗結果

表4 再生瀝青混合料凍融劈裂試驗結果

注：浸穩(wěn)及劈裂試件擊實次數(shù)為2×50次。

表5 再生瀝青混合料車轍試驗結果

表6 再生瀝青混合料小梁彎曲試驗結果

滲水系數(shù)實測值為80 mL/min，滿足規(guī)范要求。

4 機組配套及施工參數(shù)設定

4.1 機組配套

本項目采用遼寧森遠就地熱再生機組。鑒于黑龍江實際氣候條件下可施工期短，晝夜溫差大的情況，在原有二臺加熱機的基礎上，再增加一臺加熱機，以提高加熱效率，保證舊改性瀝青的加熱溫度。其他銑铇機、復拌機正常配備。

4.2 機組施工參數(shù)

原地加熱時，控制加熱機加熱爐出風溫度分別為：1#加熱機500～520 ℃、2#加熱機480～500 ℃、3#加熱機460～480 ℃。正常行走時，對路面的加熱溫度一般為：1#加熱機120～130 ℃，2#加熱機140～160 ℃，3#加熱機170～190 ℃，下臥層溫度控制在90～110 ℃，極端天氣不低于120 ℃，加熱時應確保再生深度處路面溫度達到100 ℃以上，并注意加熱最高溫度和時間，防止瀝青二次老化。

5 工程施工

5.1 工藝流程

制定實施性施工方案→交通管制→特殊路段的前期處理→起點終點預處理→加熱機預處理 →加熱銑刨、噴灑瀝青、噴灑再生劑→加熱復拌→攤鋪→接縫處理→碾壓→現(xiàn)場質量檢測→開放交通。

5.2 施工質量控制

在就地熱再生施工中，檢測人員隨時檢測機組運行情況，分別對每個環(huán)節(jié)進行檢查，針對每個環(huán)節(jié)具體問題，進行專門解決。

表7 施工現(xiàn)場檢查項目及要求

5.3 后期觀測

在施工結束后，課題組對該路段進行長期觀測，定期記錄該路段的變化情況。2017年5月對該路段進行后期觀測，該再生路段路面整體完好，未出現(xiàn)坑槽、車轍、網(wǎng)裂等病害，再生瀝青混合料各項性能指標良好；未加鋪與有加鋪層橫向、縱向裂縫產生原因均為下承層裂縫反射出現(xiàn)。縱向裂縫均為反射裂縫。

6 結 論

(1)選擇合適的再生劑對改性瀝青混合料進行再生，各項路用性能指標可以達到新拌混合料標準；(2)對改性瀝青就地熱再生工藝進行研究，總結出適合黑龍江省寒區(qū)就地熱再生施工工藝及質量控制要點；(3)以哈爾濱繞城高速及呼綏高速維修養(yǎng)護工程為依托，實施改性瀝青就地熱再生技術，后期觀測顯示路況性能良好，說明合適情況下改性瀝青就地熱再生技術可以適用于寒區(qū)氣候及路況特點。

[1] 沙慶林．髙速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預防[M]．人民交通出版化，2001.

[2] 美國瀝青再生協(xié)會(ARRA)．美國瀝青再生指南[M]．北京：人民交通出版社，2006.

[3] 楊建明，楊仕教，熊韶峰，等．舊瀝青路面再生研究的現(xiàn)狀與工藝[J]．南華大學學報(理工版)，2003.

[4] 侯睿，李海軍，黃曉明.路面舊瀝青回收及其影響因素的試驗分析[J].公路，2005，(4)：170-173.

U416.217

C

1008-3383(2017)10-0042-02

2017-09-19

楊洪生(1974-)，男，高級工程師。

黑龍江省交通廳科技項目：改性瀝青混合料就地熱再生技術研究。