瀝青路面熱再生試驗檢測研究

徐勝洪、潘魏

（景德鎮(zhèn)市昌盛公路工程試驗檢測有限公司，江西景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

瀝青路面作為道路交通系統(tǒng)的重要組成部分，承受著車輛荷載、氣候變化和自然環(huán)境的嚴峻考驗。長期以來，由于瀝青路面的老化、龜裂和損傷等問題，道路維護和修復(fù)工作一直備受關(guān)注。在瀝青路路面養(yǎng)護工作中，瀝青路面熱再生試驗檢測作為評估熱再生效果和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過科學(xué)的試驗方法和精確的數(shù)據(jù)分析，全面評估熱再生工藝對瀝青路面性能的影響。通過該檢測，可以客觀地評估熱再生工藝在改善路面質(zhì)量、延長使用壽命方面的效果，并為道路維護和管理提供科學(xué)依據(jù)。但是結(jié)合現(xiàn)狀可了解到，在瀝青路面熱再生試驗檢測工作開展時，由于受到技術(shù)、環(huán)境以及材料相關(guān)因素影響，試驗檢測工作質(zhì)量有待提升，因此需要重視試驗檢測方法的更新，及時做好方案優(yōu)化調(diào)整，為瀝青路面熱再生試驗檢測工作奠定基礎(chǔ)。

1 瀝青路面熱再生試驗檢測意義

針對瀝青路面的維護與修復(fù)，熱再生技術(shù)作為一種有效的手段備受關(guān)注。但是，在實際應(yīng)用過程中，為了確保熱再生工藝的有效性和可行性，瀝青路面熱再生試驗檢測是不可或缺的環(huán)節(jié)。對于瀝青路面工程而言，開展熱再生試驗檢測意義如下：

1.1 評估熱再生工藝的效果

瀝青路面熱再生試驗檢測能夠全面評估熱再生工藝對路面性能的影響。通過檢測和分析路面材料的物理、力學(xué)性能，如抗壓強度、彎曲強度、抗剪強度等指標，可以判斷熱再生后路面材料的質(zhì)量和耐久性，這有助于確定熱再生工藝的有效性，為改進工藝參數(shù)提供依據(jù)。

1.2 優(yōu)化熱再生工藝參數(shù)

通過瀝青路面熱再生試驗檢測，可以獲取關(guān)于熱再生過程中的溫度、時間、加熱方式等參數(shù)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠幫助工程師分析熱再生工藝的優(yōu)劣，優(yōu)化工藝參數(shù)的設(shè)置，以達到更好的修復(fù)效果。通過不斷地試驗和檢測，可以逐步改進熱再生工藝，提高路面維修的質(zhì)量和效率。

1.3 驗證熱再生工藝的可行性

瀝青路面熱再生試驗檢測可以驗證熱再生工藝在實際應(yīng)用中的可行性。通過模擬實際路面的情況，進行試驗和檢測，可以評估熱再生工藝對路面平整度、密實性和耐久性等方面的影響，有助于確定熱再生工藝是否適用不同類型和不同程度的路面損傷，為工程實踐提供科學(xué)的依據(jù)[1-2]。

2 瀝青路面熱再生試驗檢測技術(shù)應(yīng)用案例

2.1 工程概況

某建于20 世紀90 年代的沿海高速公路項目將多個城市進行連接，是當時國家重點交通基礎(chǔ)設(shè)施項目。該公路全長82km，采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)形式，規(guī)定車輛行駛速度為120km/h。隨著投入運營時間的不斷延長，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展加速，該公路車輛行駛數(shù)量增多，公路負荷增大，尤其是在大型重載車輛行駛碾壓下，路面瀝青結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)嚴重的裂縫問題，對于整個道路工程的運行效果產(chǎn)生嚴重的負面影響。通過設(shè)計研究后，決定采用熱再生技術(shù)對道路實行挖縫、灌縫以及防裂的方式進行修復(fù)施工。施工階段，按照施工圖紙標注挖縫寬度以及深度開展作業(yè)，最后開展熱再生試驗工作。

2.2 瀝青路面加熱

在實際操作中，通常采用加熱設(shè)備進行加熱處理。該工程主要的加熱設(shè)備包含熱風爐、加熱板設(shè)備等。加熱溫度在瀝青軟化點以上，控制在120～180℃的范圍內(nèi)。通過適當?shù)募訜釡囟龋梢允篂r青達到可塑性，便于進行路面修復(fù)和維護工作。此外，加熱設(shè)備應(yīng)具備穩(wěn)定的溫度控制系統(tǒng)和適當?shù)募訜釁^(qū)域劃分，以確保加熱的均勻性和精確性。在實際應(yīng)用中，根據(jù)路面損壞的程度和需要調(diào)整修復(fù)范圍。在該工程中，加熱設(shè)備與路面的距離控制在1m 范圍內(nèi)，方便加熱車輛操作。

2.3 摻加再生劑及瀝青材料

銑刨機和加熱機在工作時（見圖1），需要進行協(xié)調(diào)前后行駛。當銑刨機的銑刨鼓下降時，同時進行再生劑和新瀝青材料的噴撒操作。通過這樣操作能夠有效處理瀝青路面的軟化問題，并確保混合料的均勻性。同時，按照流動性測試、抗剪強度測試相關(guān)要求，在道路的中間位置噴撒軟化瀝青，形成混合料集中帶，為后續(xù)的路面鋪筑工作提供便利。

圖1 加熱機

2.4 舊瀝青混合料試驗分析

對道路工程結(jié)構(gòu)進行分析，發(fā)現(xiàn)裂縫問題比較嚴重，要進行深度為5cm 的銑刨處理，并且在試驗室通過離心分離法進行舊瀝青材料收集，用4.75mm 篩孔進行過濾。對篩網(wǎng)上面剩余材料分為三個部分進行試驗。首先，通過加熱碾碎以后，抽取其中的部分材料進行抽提試驗，同時過篩三次驗證測算漿過率的平均值。該試驗總結(jié)發(fā)現(xiàn)舊瀝青混合料存在嚴重的老化問題，無法達到匹配性能的標準，應(yīng)根據(jù)要求加入相應(yīng)的新瀝青材料，保證性能滿足工程的標準，將收集出來的舊瀝青材料溫度加熱到25℃、15℃進行延度分析，得出表1 參數(shù)[3-7]。

表1 舊瀝青試驗三大指標數(shù)值

舊瀝青材料的針入度以及延度都不能達到標準要求，軟化點超出標準參數(shù)值，表示存在嚴重老化情況，應(yīng)及時改進才能滿足工程的應(yīng)用標準。

2.5 再生瀝青混合料試驗分析

2.5.1 再生試驗分析

在現(xiàn)場進行瀝青混合料路面修復(fù)處理，目前廣泛應(yīng)用的方法是加入再生劑恢復(fù)舊瀝青材料的性能。在現(xiàn)場分析的環(huán)節(jié)中，對上一步獲得的數(shù)據(jù)進行試驗分析，發(fā)現(xiàn)加入再生劑可以促進瀝青材料性能提升，且加入比例符合國家標準規(guī)定，使瀝青混合料的性能達到穩(wěn)定狀態(tài)。在具體試驗中，加2%的再生劑，檢測針入度、延度、軟化點等指標，發(fā)現(xiàn)舊瀝青材料含量越高，新制作的瀝青混合料性能就會越差，所以需要增大再生劑的加入比例。經(jīng)過進一步試驗發(fā)現(xiàn)，當加入再生劑的比例達到4%之后，瀝青混合料的性能即可滿足施工的要求。

2.5.2 再生瀝青混合料級配分析

再生瀝青混合料檢測參數(shù)合格后，按照規(guī)定程序進行瀝青混合料級配計算。根據(jù)項目施工經(jīng)驗研究數(shù)據(jù)以及該工程大修要求等，做好配合比參數(shù)的計算分析，最終測定使用的礦料比例之和是100%，瀝青與再生劑沒有計算在內(nèi)。通過試驗分析，這種配合方案完全符合《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019），各項參數(shù)都達到規(guī)定要求，并且可以大幅度提升舊瀝青材料的使用率，具備節(jié)能環(huán)保性。

2.6 滲透試驗分析

再生瀝青混合料的使用受溫度、時間、濃度影響，所以要對這三個參數(shù)進行試驗分析，測定上述各項指標，組織人員進行監(jiān)督和管理，發(fā)揮出瀝青混合料的優(yōu)勢，使每項參數(shù)和性能指標都符合工程標準要求，給現(xiàn)場施工提供技術(shù)支持[8-9]。

2.6.1 試驗方法設(shè)計

完成新的瀝青混合料制作工作后，對于形成的舊瀝青材料黏合劑薄膜需要進行分層處理觀察。內(nèi)層和外層的差異需要通過現(xiàn)場情況具體分析，進行材料的監(jiān)督和檢測，以確保不會對施工效果產(chǎn)生不利影響。在此基礎(chǔ)上，可以進一步進行材料比例的調(diào)整，以滿足材料性能的要求。在試驗過程中，需要把再生劑與石料、舊礦粉料進行充分的攪拌處理，以確保它們能夠充分混合并形成合格的瀝青材料。再生劑的加入可以有效提高舊瀝青的再生性能，使其具備與新瀝青材料相當?shù)男阅苤笜恕Ｍ瑫r，石料、舊礦粉料的處理和攪拌工藝也需要仔細控制，以保證混合料的均勻性和穩(wěn)定性。試驗過程中，應(yīng)嚴格按照相關(guān)標準和規(guī)范進行試驗和檢測，確保瀝青混合料的質(zhì)量和性能符合工程要求。通過對再生劑與石料、舊礦粉料的充分攪拌處理，可以使其在混合料中得到均勻分散，并與其他成分充分融合，形成具有一致性和穩(wěn)定性的瀝青材料。在瀝青混合料制作過程中，需要嚴格控制材料的比例，以確保各成分之間的協(xié)調(diào)和平衡。通過合理的材料比例調(diào)整，可以優(yōu)化瀝青混合料的性能，使其滿足工程要求，提升路面的耐久性和使用壽命。

2.6.2 試驗工藝情況

第一，舊瀝青材料在常溫環(huán)境中，不加入添加劑。

第二，舊瀝青材料加熱溫度達到110℃以上，不使用再生劑。

第三，舊瀝青材料在常溫條件下進行生產(chǎn)加工，加入R1100 再生劑。

第四，舊瀝青材料加熱溫度超過110℃，加入R1100 再生劑，形成瀝青混合料，不加入新的瀝青材料。要根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521—2019）要求，選擇不同情況進行施工。通常來說，應(yīng)該先加入再生劑，進行35s 的攪拌處理。

2.6.3 施工要點及解決方法

該項目現(xiàn)場施工作業(yè)面狹長，很多區(qū)域都有著特殊要求，且存在明顯差異，這就要結(jié)合現(xiàn)場的施工需要，進行混合料的改進和調(diào)整，符合工程要求后才能投入施工，以確保工程的質(zhì)量和性能合格。在處理舊瀝青混合料時，確保各種比例達到均勻性要求至關(guān)重要，因為不合格的比例分布會對施工質(zhì)量造成不利影響。為了解決這一問題，需要加大再生瀝青（RAP）的檢測工作量，結(jié)合項目施工路段的實際情況進行銑刨處理，并將路段進行分段試驗檢測。

通過對試驗結(jié)果進行分析，可以確定最佳的配合比參數(shù)，從而保證混合料的質(zhì)量和均勻性。在某些情況下，常規(guī)的熱拌瀝青施工技術(shù)可能無法滿足要求。針對這種情況，需要結(jié)合實際情況選擇新料的級配參數(shù)，并加強對材料類型和用量的控制。隨后，再次進行試驗檢測，通過對試驗結(jié)果的分析，確定各種材料的加入比例。這樣的細致控制和調(diào)整能夠促進路面修復(fù)效果的提升，并確保路面在使用過程中具有更好的性能和耐久性[10]。

3 結(jié)語

綜上所述，在瀝青路面熱再生試驗檢測的過程中，通過使用先進的設(shè)備和科學(xué)的方法，能夠全面評估瀝青路面的性能和質(zhì)量，為路面維護和改善提供重要的依據(jù)和指導(dǎo)。通過檢測瀝青路面的軟化點、延度等關(guān)鍵指標，可以了解瀝青的熱穩(wěn)定性、可塑性以及變形特性。這些檢測結(jié)果可以幫助評估路面材料的適應(yīng)性和耐久性，為制定合理的維護策略和工程方案提供依據(jù)。在試驗檢測過程中，需要嚴格遵循標準規(guī)范和操作要求，確保測試的準確性和可靠性。通過定期進行設(shè)計審查和質(zhì)量控制，及時發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計中的問題，并確保設(shè)計符合要求和標準。同時，摻加再生劑也是重要的一環(huán)，根據(jù)試驗檢測指標和實際需要，合理選擇和控制再生劑的類型和數(shù)量，以達到預(yù)期的效果和性能要求。對于熱再生技術(shù)應(yīng)用，還應(yīng)繼續(xù)加強試驗檢測技術(shù)研究和實踐，不斷完善試驗檢測方法和標準，以促進該技術(shù)的良好發(fā)展，為交通運輸領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。