基于耙松的瀝青混凝土路面熱再生施工工藝優化

張秀禮 許多 柳婷婷 劉艷敏 董煥增

關鍵詞：瀝青;路面;熱再生;工藝;耙松

目前，我國對于就地熱再生技術的應用多數還是憑經驗或參照新拌瀝青混合料的方法進行，并沒有系統的研究其工藝的特殊性，并將其規范化，因而導致許多再生工程效果未能達到預期目的，限制了就地熱再生技術的潛力。以熱風循環加熱方式為載體進行就地熱再生工藝的研究是經過多次調研和比較而定，此方式對路面進行加熱軟化獲得了國家863項目的認可，同時在國內瀝青道路養護領域獲得了廣泛的認可，是就地熱再生工程施工的最關鍵技術，因此為了更好地利用熱風循環技術，發揮其最大的潛力，讓就地熱再生施工在技術節能方面發揮更大優勢，達到節能降耗的目的。

一、工程概況

河北大街位于秦皇島市海港區南部，是東西走向城市主干道，雙向八車道，向東延伸可通往山海關區，向西延伸可通往北戴河區。本次維修路段位于市區西部，車流量較大，沿途與市區多條城市主干路相交。本次維修改造范圍西起西環路東至西港路，按原有線形對道路進行維修改造，實施路段長約5.02km，主路為瀝青砼路面結構，瀝青砼面層厚16cm（上面層4cm、中面層5cm、底面層7cm），本次改造路段始建于2004年，經過十多年運行已基本達到設計使用年限，經過現場實地調查原有車行道路面已出現橫裂、縱裂、沉陷、車轍、剝落、啃邊、路框差等現象，已嚴重影響道路的服務質量和城市美觀。施工以熱再生施工為主，處理深度4cm。

二、耙松試驗

通過對現場的就地熱再生工藝流程和再生設備及其工作原理進行研究，主要通過在原有設備（主要為加熱機）添加耙松裝置，將原來的就地熱再生工藝進行優化，并對施工過程中的加熱溫度、機組行走速度、銑刨厚度、攤鋪厚度、再生劑用量、銑刨溫度、復拌溫度、攤鋪溫度及各流程中混合料的溫度等指標進行檢測，并每天及時對施工過程中及施工后的工程質量進行檢測，結合現場的施工情況與施工質量，總結出能控制就地熱再生工程質量的關鍵因素，并將其量化，便于指導以后工作，并為我國就地熱再生施工技術規范的建立提供一定的實踐依據。

在河北大街就地熱再生過程施工中，對耙松深度、銑刨深度和各工序溫度等參數的檢測和控制，分別對參數逐一進行控制，對能在現場檢測的指標及時收集，需要試驗取芯的要提前做好標記，待路面成型后進行定點取芯，最后到實驗室進行各項路用性能的指標檢測，收集和整理所有數據及分析。耙松試驗及施工如圖1所示。具體的試驗結果如表1、表2所示。

確定最優耙松深度應注意事項：（1）無耙松時，施工速度慢，爐溫越高，路面和銑刨層溫度低;（2）耙松越深，施工速度快，爐溫越低，路面和銑刨層溫度高;（3）同時路面溫度過高會使表層瀝青過度燒灼，引起煙氣過大，瀝青老化嚴重。

耙松裝置需要與熱再生機組進行緊密配合，相互協作，機組施工時需要嚴格控制兩個方面：

（1）嚴格控制加熱后路面溫度，需要有專人進行溫度檢測，既不能過高也不能太低，具體范圍150℃～170℃，只有這樣才能在確保節能、減排的同時又不浪費資源、增加消耗。

（2）耙松深度需要嚴格控制，經過裝置的工程應用以及各項研究和檢測得出，深度控制在2～3cm為宜，各項參數和指標為最佳。然而，維修的路面會有車轍、沉陷等各類病害，程度不一，因此耙松深度應視路面具體情況而定，硬性技術要求為：耙松深度<路面軟化深度<銑刨深度。

通過參數的檢測，整理數據進行初步分析，將爐溫和耙松深度作為重點，得出兩者的最佳組合關系，進一步的進行綜合考慮，將經濟、環境和社會效益等因素添加進去，得出一種最經濟合理的組合方式。分析參數與綜合考慮，確定最優耙松深度為2cm，燃燒爐溫度為450℃，該組合更適合熱再生耙松施工。

三、熱再生工藝優化

經過試驗研究并結合耙松裝置性能測試，確定路面必須進行軟化到一定程度才能進耙松作業。如果原路面使用年限較長，表面病害比較多，瀝青老化較為嚴重，舊瀝青路面熱傳導系數較低時，可將耙松裝置設置在第二臺路面加熱機后。施工時，通過第一臺、第二臺加熱機對路面的加熱并使其開始軟化，用耙松裝置將舊瀝青路面耙松，再由第三臺加熱機加熱通過耙松后的就瀝青路面縫隙，將熱量快速滲透到深層處，使舊瀝青路面瀝青混合料充分軟化。如果原路面使用年限較短，表面病害較少，原路面瀝青各項指標均為優，舊瀝青路面熱傳導系數較好時，可將耙松裝置設置在第三臺路面加熱機后，施工時，可適當降低加熱機的加熱溫度或者提高加熱機行駛速度，通過第三臺加熱機加熱耙松后，直接由加熱銑刨機進行加熱銑刨，以達到較好的施工效果。

耙松裝置需要與熱再生機組進行緊密配合，相互協作，機組施工時需要嚴格控制兩個方面：

（1）嚴格控制加熱后路面溫度，需要有專人進行溫度檢測，既不能過高也不能太低，具體范圍150℃～170℃，只有這樣才能在確保節能、減排的同時又不浪費資源、增加消耗。

（2）耙松深度需要嚴格控制，經過裝置的工程應用以及各項研究和檢測得出，深度控制在2～3cm為宜，各項參數和指標為最佳。然而，維修的路面會有車轍、沉陷等各類病害，程度不一，因此耙松深度應視路面具體情況而定，硬性技術要求為：耙松深度<路面軟化深度<銑刨深度。

保證瀝青混凝土路面就地熱再生質量的另一關鍵因素是加熱溫度，溫度太高，會引起瀝青老化嚴重，而溫度太低，再生劑與瀝青融合困難，起不到再生作用，還會造成銑刨的石料破碎，級配發生變化，混合料出現離析、壓實困難、層問連接不良等許多問題。要求攤鋪溫度控制在加120℃～140℃之間為宜銑刨后混合料溫度控制在105℃左右，就可保證攤鋪溫度大于120℃。同時再生機組行走速度快、風速大的情況下，可以將銑刨機與復拌機的加熱溫度調整比正常情況下高出50℃～100℃。

綜合比較，最終確定將耙松裝置安裝于第三臺加熱機后部車架上，待路面軟化到一定程度的時候進行路面耙松作業，耙松一定深度后再次進行熱量傳導，使老路面更加充分、快速地完成熱傳導和軟化，滿足路面銑刨作業的要求。具體工藝流程為：三臺（或兩臺）加熱機加熱路面一軟化路面的耙松一加熱銑刨機再次加熱并在翻松舊路面時加入再生劑和新瀝青一加熱復拌機加入新瀝青混合料并強制攪拌升溫一攤鋪機鋪攤再生瀝青混合料一壓路機組碾壓成型一路面降溫至50℃開放交通一路面質量檢測，優化后加熱耙松工藝流程圖如圖2所示。

四、結語

通過對瀝青混凝土就地熱再生施工中加入耙松工藝，熱量更容易滲透到路面的深層，降低了熱再生機組加熱爐的溫度，節約了燃料消耗，提高了幾組的施工速度，提升了熱效率，有效控制就地熱再生施工質量和路面的路用性能，降低瀝青混凝土路面維修造價，減少高溫產生的廢氣排放，對周邊環境的污染大幅降低，節能環保效益明顯。