高速公路瀝青路面就地熱再生施工技術研究

寇建國

（張家口路橋建設集團有限公司，河北 張家口 075000）

1 引言

傳統瀝青路面維修并沒有充分利用舊料，而就地熱再生技術是將舊瀝青路面結構銑刨后加入水泥、粉煤灰、碎石集料、舊瀝青材料組成混合料，經拌和、攤鋪、壓實成型，充分利用舊瀝青材料，節約資源[1]。為探究就地熱在再生技術對瀝青路面路用性能的影響，本文依托工程實踐，在試驗路段進行就地熱再生技術施工。施工完成后，通過對比再生前后路面平整度、構造深度和摩擦系數，得到就地熱再生技術與瀝青路面路用性能的關系。

2 工程實踐

2.1 工程概況

某公路工程全線長120 km，設計車道為雙向4 車道，設計車速100 km/h，起點樁號為K1620+000，終點樁號為K1740+000，路基寬35 m，路基平均填高4.5 m，最大填高6.8 m，最小填高3.2 m。根據對此地段道路水文地質探測結果發現，當地日交通量較大，道路通行車輛中貨車居多，且超載現象嚴重。當地年降雨量在500～1 000 mm，在道路剛剛投入使用幾年之后，路面就出現較多的車轍病害，公路養護部門已經在部分路段使用預防性養護措施進行養護，但道路狀況仍難以得到較好的改善。經研究后，決定采用瀝青路面就地熱再生技術對該道路的一些路段進行養護工作。

2.2 原路面狀況調查

根據《公路技術狀況評定標準》規定，車轍深度在15 mm以上為重度車轍，10～15 mm 為輕度車轍。為探究就地熱再生技術對瀝青路面路用性能的影響，本文選取某高速公路K1674+000～K1675+000 作為施工試驗路段，對試驗路段輪跡帶車轍深度進行實地調查研究，調查結果如表1 所示。

由表1 可知，試驗路段車轍總比例在30%左右，且以輕度車轍居多，試驗路段輕度車轍比例在20%左右；大部分路段雖未出現重度車轍，但K1674+000～K1674+250 重度車轍比例達34.21%，該路段已經嚴重影響行車安全和行車時舒適性，需要進行維修養護，而就地熱再生作為預防性養護手段，可以有效解決這一問題。

表1 試驗路段輪跡帶車轍深度調查結果表%

3 施工工藝

3.1 施工準備

選取某高速公路K1674+000～K1675+000 段作為施工試驗路段。首先，清掃瀝青路面面層，保證工作面干凈整潔。接著，加熱機進入施工現場，加熱機器之間的間距在1～1.2 m，加熱機工作寬度應超過再生路面寬度6～8 cm。最后，嚴格控制溫度不能超過180 ℃，若加熱溫度過低，會導致路面強度降低；加熱溫度過高，會導致路面老化加劇。

3.2 路面銑刨和再生料攪拌

準備工作完成后，原路面加熱完畢后開始路面銑刨作業，對原路面進行熱銑刨。熱銑刨作業中，操作人員要嚴格把控銑刨深度，銑刨深度一般在30～50 mm，當采用手動銑刨時，銑刨深度應控制在4 mm 內，銑刨溫度應控制在100～180 ℃，以確保作業質量。銑刨結束后對舊料進行翻松，同時溫度應控制在120 ℃以上[2]。再生劑和新、舊瀝青混合料在再生機中翻松再進行第二次攪拌，攪拌速度應均勻，攪拌溫度應控制在120～130 ℃。

3.3 攤鋪和碾壓

再生瀝青混合料攤鋪時，攤鋪下面層溫度控制在85 ℃以上，以確保攤鋪層與舊路面能夠黏結良好，攤鋪作業中，攤鋪機內的再生瀝青混合料出料溫度應保持在130 ℃左右。攤鋪作業完成后，初壓時壓路機速度應控制在2 km/h，溫度應控制在120 ℃以上；復壓時壓路機速度應控制在3.5 km/h，碾壓4 遍；終壓時碾壓溫度應控制在70 ℃以上[3]。

4 路用性能檢驗

4.1 平整度檢測

試驗路段就地熱再生施工技術前后平整度的檢測，本文根據規范要求采用3 m 直尺測得路面平整度，在檢測點使用3 m 直尺底面與路面之間的最大間隙距離表示路面的平整度，依據JTG F80/1—2017《公路工程質量檢驗評價標準 第一冊 土建工程》瀝青路面3 m 直尺測量值允許誤差為5 mm。并根據公式將試驗路段3 m 直尺測量值轉換為國際平整度IRI 值，轉換公式為：

式中，X 為3 m 直尺測量值，mm。試驗路段就地熱再生施工前后IRI 指數如表2 所示。

表2 試驗路段就地熱再生施工前后I RI 指數

由表2 可知，試驗路段就地再生施工前后，3 m 直尺測量值從3.86 mm 減小到1.65 mm。依據JTG F 40—2004《公路瀝青路面施工技術規范》要求國際平整度IRI 應當小于2 m/km，試驗路段就地再生施工前國際平整度IRI 為1.01 m/km，施工后IRI 為0.17 m/km。表明原路面平整度較好，使用就地熱再生技術后，平整度值減小，這一變化說明就地熱再生技術能夠改善瀝青路面平整度，滿足道路施工質量要求且保證行車安全和舒適度。

4.2 構造深度檢測

試驗路段就地熱再生施工技術前后路面構造深度的檢測，本文根據規范要求采用手工鋪砂法測得攤鋪砂的平均直徑值，檢測點應選在路面輪跡帶上，且距離路面邊緣大于1 m，檢測面積應大于30 cm×30 cm，一個檢測點需要平行檢測5 次，且保證誤差在5 mm。試驗路段就地熱再生施工前后構造深度TD 如表所示。將測得的攤鋪砂的平均直徑值根據公式計算構造深度TD，計算公式如式（2）：

式中，TD 為路面表面構造深度，mm；V 為砂的體積，25 cm3；D 為鋪砂直徑的平均值，mm。

根據道路勘測結果可知，項目工程位于多雨潮濕氣候區，且年降雨量在500～1 000 mm，按照JTG D50—2017《公路瀝青路面設計規范》路面抗滑技術指標要求，手工鋪砂法測得的路面構造深度TD 不得低于0.50 mm。由表3 可知，試驗路段就地再生施工前后鋪砂直徑平均值從192 mm 減小到150 mm，就地熱再生前路面構造深度值為1.16 mm，施工后瀝青路面構造深度雖降低到0.71 mm，但是依舊超過0.50 mm，滿足規范性能要求。

表3 試驗路段就地熱再生施工前后構造深度TD

4.3 摩擦系數檢測

試驗路段就地熱再生施工技術前后路面摩擦系數的檢測，本文根據規范要求采用擺式摩擦儀法測得路面擺值，檢測點應選在路面輪跡帶上。路面摩擦系數與當地季節溫度有關，檢測時應記錄當天日期與路表溫度。檢測過程中擺桿擺動后返回起始位置時，一定要用手提前接住擺桿，以免損壞滑塊。滑塊使用新橡膠片時，橡膠片的長邊不得超過3.3 mm，短邊不得超過1.5 mm；一個檢測點需要平行檢測5 次，最后結果精確到1[4]。試驗路段就地熱再生施工前后抗滑指數如表4 所示。將擺式摩擦儀法測得路面擺值FBPN根據公式計算橫向力系數FSFC，計算如式（3）所示：

式中，FBPN為路面擺值；FSFC為橫向力系數。

按照JTG D50—2017《公路瀝青路面設計規范》路面抗滑技術指標要求，年降雨量在500～1 000 mm 的路段，橫向力系數FSFC需要超過50。由表4 可知，試驗路段就地再生施工前后路面擺值FBPN由55 增加到70，就地熱再生前路面橫向力系數為58.0，施工后瀝青路面橫向力系數增加到72.4，原路面和施工后的路面橫向力系數都大于50，但再生后路面抗滑性能對比原路面明顯得到提升，抗滑能力得到優化。

表4 試驗路段就地熱再生施工前后抗滑指數

5 結語

綜上所述，原瀝青路面使用就地熱再生技術施工后，路面平整度和橫向力系數FSFC得到明顯提高，路面構造深度小范圍減小，但依舊滿足瀝青路面施工規范要求。因此，就地熱再生技術可以顯著提高原路面的路用性能。