高速公路舊瀝青混合料熱再生與養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

文/陳光寧

1 前言

高速公路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的命脈，其養(yǎng)護(hù)管理質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響道路交通安全運(yùn)營(yíng)，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重交通事故，會(huì)給人們的生活和財(cái)產(chǎn)安全造成一定威脅。近年來(lái)，我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展面臨較大的資源和環(huán)境壓力，如繼續(xù)采用傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)管理模式，將產(chǎn)生大量的廢舊理清混合料，不符合當(dāng)前環(huán)保政策要求和高速公路可持續(xù)發(fā)展要求，因此我們有必要合理利用廢舊瀝青混合料，提高高速公路養(yǎng)護(hù)管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；诖?，本文結(jié)合福州市繞城高速公路改造項(xiàng)目，深入研究了舊瀝青混合料熱再生技術(shù)和養(yǎng)護(hù)技術(shù)要點(diǎn)，從而降低高速公路整治養(yǎng)護(hù)成本。

2 工程概況

本工程為福建省高速公路整治工程。根據(jù)福建省《關(guān)于印發(fā)加強(qiáng)全省道路交通安全工作九條措施的通知》（閩政辦〔2012〕136 號(hào)）等系列道路交通整治文件精神要求，福建省開(kāi)展全省高速公路交通安全隱患路段排查工作，確定福州繞城高速公路K34+500～K35+500路段為2019年福州市交通安全隱患路段。

本路段為四車道高速公路，分離式路基寬度為16.75m，其中，行車道為2×3.75m，左路側(cè)路緣帶為1m，右側(cè)硬路肩為3m（含右側(cè)路緣帶0.5m），土路肩2×0.75m。該路段主線半徑為100m，縱坡坡度為-1.7%，出口匝道C 接主線段圓曲線半徑為200m，縱度為-1.886%。經(jīng)調(diào)查研究，自2015年1月份至2018年12月份，該路段安全隱患路段共計(jì)發(fā)生交通安全事故58 起，B 線段共發(fā)生交通事故59 起，事故造成后果均為財(cái)產(chǎn)損失。為確保路段交通安全，提高路面平整度，根據(jù)高速公路安全隱患路段整治方案進(jìn)行路面鋪筑施工，并采用舊瀝青混合料熱再生施工技術(shù)開(kāi)展路面整治。

3 舊瀝青混合料再生利用技術(shù)及配合比試驗(yàn)

3.1 舊瀝青混合料熱再生技術(shù)原理

舊瀝青混合料熱再生技術(shù)是一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，即采用專用就地?zé)嵩偕O(shè)備對(duì)需要整治、養(yǎng)護(hù)的瀝青路面進(jìn)行就地加熱軟化、銑刨舊瀝青混合料作業(yè)，并就地?fù)饺胍欢康男聻r青、瀝青混合料、再生劑等，經(jīng)熱拌和、攤鋪、碾壓等工序?qū)崿F(xiàn)一定深度范圍內(nèi)瀝青路面再生的路面施工技術(shù)。根據(jù)熱再生施工技術(shù)形式，可將熱再生技術(shù)分為重鋪再生和復(fù)拌再生兩種，其中重鋪再生是指將舊瀝青混合料加熱、銑刨、就地?fù)郊右欢康男聻r青混合料并經(jīng)拌和形成再生混合料，再生混合料與新瀝青混合料分層鋪筑，一次壓實(shí)成型；復(fù)拌再生技術(shù)與重鋪再生基本一致，區(qū)別在于將新瀝青加入翻松的舊瀝青混合料中，經(jīng)2 次拌和后攤鋪碾壓成型。

本工程中，由于舊瀝青混合料路用性能下降，瀝青性能會(huì)隨使用年限而下降，使用年限短的路面瀝青含量高，舊瀝青混合料性能較好，而使用年限長(zhǎng)的舊瀝青混合料瀝青含量低，路用性能較差[1]?？紤]到本路段2011年建成通車，使用年限較長(zhǎng)，舊瀝青混合料存在路用性能下降風(fēng)險(xiǎn)，且綜合對(duì)比重鋪再生和復(fù)拌再生技術(shù)特點(diǎn)，為改善整治路段路用性能，本工程采用瀝青混合料熱再生復(fù)拌施工技術(shù)方案。

3.2 配合比試驗(yàn)

在舊瀝青混合料再生中，其關(guān)鍵是再生利用舊瀝青。根據(jù)相關(guān)研究表明，老化瀝青可借助技術(shù)措施恢復(fù)期路用性能，因此通過(guò)合理瀝青再生利用，能夠改善現(xiàn)狀道路行車性能，降低道路養(yǎng)護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)市政道路節(jié)能性養(yǎng)護(hù)[2]。在舊瀝青混合料再生利用中，為確?；旌狭下酚眯阅?，本研究主要以25℃針入度作為瀝青老化程度指標(biāo)；同時(shí)，由于原混合料長(zhǎng)期受交通荷載作用影響，原骨料級(jí)配出現(xiàn)變細(xì)趨勢(shì)，需綜合考慮原級(jí)配情況并進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)和利用。

3.2.1 再生集料級(jí)配

根據(jù)部分路段舊瀝青混合料篩分結(jié)果，得到級(jí)配狀況數(shù)據(jù)（如表1 所示）。

表1 舊瀝青混合料集料篩孔通過(guò)率

根據(jù)AC-16 推薦級(jí)配，按比例30%、50%、80%摻入原集料，獲得再生瀝青混合料級(jí)配（如表2 所示），均符合AC-16 推薦級(jí)配要求。

表2 不同舊瀝青混合料摻入比例下集料篩孔通過(guò)率

3.2.2 再生瀝青混合料瀝青含量確定。在確定級(jí)配的基礎(chǔ)上，為合理計(jì)算再生瀝青混合料瀝青用量，本試驗(yàn)根據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》試驗(yàn)方法，確定回收瀝青混合料瀝青含量為4.7%；根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521-2019）建議公式計(jì)算不同混合料摻量比例下目標(biāo)瀝青含量如下：

P = 0.035a + 0.045b + Kc + F

公式中：P 為瀝青混合料中瀝青估計(jì)用量（%）；K為系數(shù)，0.075mm 篩孔通過(guò)率在6%～10%范圍內(nèi)時(shí)取0.18，0.075mm 篩孔通過(guò)率≦5%時(shí)取0.2；a 為未通過(guò)2.36mm 篩孔集料百分比（%）；b 為通過(guò)2.36mm 篩孔集料百分比（%）；c 為通過(guò)0.075mm 篩孔集料百分比（%）；F 為常數(shù)，取值范圍為0～2，缺乏資源時(shí)取值0.7。

以此計(jì)算不同摻量比例下目標(biāo)瀝青混合料P1、P2、P3如下：

3.2.3 再生瀝青混合料性能。根據(jù)級(jí)配和油量設(shè)計(jì)進(jìn)行室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，在165℃下雙面擊實(shí)75次成型，測(cè)定其不同摻和量下試塊性能指標(biāo)（如表3所示）。

表3 不同摻量下再生瀝青混合料性能指標(biāo)

根據(jù)表3 可知，在30%、80%摻量下，瀝青混合料路用性能均滿足技術(shù)規(guī)范要求。綜合考慮舊瀝青混合料再生利用經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性要求，本工程按80%舊瀝青混合料摻入比例進(jìn)行舊瀝青混合料熱拌和再生施工。

4 舊瀝青混合料熱拌和再生施工

4.1 瀝青混合料再生養(yǎng)護(hù)準(zhǔn)備

為滿足瀝青混合料就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)要點(diǎn)，本工程施工單位選用具備加熱、翻松、添加瀝青再生劑、添加瀝青混合料和攤鋪等功能的預(yù)熱機(jī)和再生復(fù)拌機(jī)，翻松深度為30cm，翻松深度誤差值為±3mm。施工前，對(duì)施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，制定并落實(shí)技術(shù)、材料、人員、交通組織和后勤保障措施。

4.2 原路面預(yù)處理

為滿足施工進(jìn)度、施工技術(shù)要求，施工單位對(duì)原路面病害情況進(jìn)行預(yù)處理。針對(duì)病害深度超過(guò)再生施工深度的部位進(jìn)行挖補(bǔ)、銑刨處理，并采用銑刨機(jī)沿行車方向?qū)⑸炜s縫合井蓋后端銑刨2～3m，前端銑刨長(zhǎng)度1～2m，銑刨深度按30～50cm 進(jìn)行控制，同時(shí)還要清除原病害路面標(biāo)線、灌縫膠等。

4.3 路面加熱、翻松與拌和

在路面預(yù)處理且通過(guò)檢查驗(yàn)收后，對(duì)病害路面加熱處理，加熱溫度小于185℃，以防止路面加熱溫度過(guò)高造成瀝青過(guò)度老化。路面加熱寬度比翻松寬度寬200mm，縱縫搭接處加熱寬度超出搭接邊線150mm。路面加熱后，應(yīng)及時(shí)翻松施工，確保翻松后瀝青混合料溫度大于100℃。另外，混合料翻松后及時(shí)添加瀝青再生劑、新瀝青、新瀝青混合料等材料并充分拌和，按設(shè)計(jì)級(jí)配和油量控制瀝青、集料摻加量。

4.4 攤鋪與壓實(shí)

瀝青混合料拌和完成后，攤鋪機(jī)按1.5～2m/min攤鋪壓實(shí)。攤鋪溫度為130℃。瀝青混合料攤鋪后，雙鋼輪壓實(shí)機(jī)緊跟攤鋪機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)遍數(shù)按3 遍進(jìn)行控制，壓實(shí)平整度按1.5mm/m 進(jìn)行控制[3]。

4.5 養(yǎng)生與交通開(kāi)放

病害路面充分壓實(shí)且路面溫度低于50℃時(shí)開(kāi)放交通，并與交通執(zhí)法、交警等部門(mén)加強(qiáng)溝通與協(xié)調(diào)，做好交通恢復(fù)和保障等工作。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)檢查驗(yàn)收，本工程病害路面再生后路面外觀、平整度、壓實(shí)度均符合技術(shù)規(guī)范要求，原病害路面槽坑問(wèn)題得到了有效解決。工程施工完成后，該路段交通事故顯著減少，未發(fā)生一起因道路質(zhì)量引起的交通安全事故，達(dá)到了預(yù)期施工技術(shù)目標(biāo)，取得了良好的社會(huì)效益。