就地熱再生技術在江蘇省高速公路的應用研究

紀晨 周曉華 凌高祥 沈浩 經葉松

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2402-5042-0440

作者簡介：紀晨（1974—），男，碩士，高級工程師，研究方向為交通建設項目管理。

摘 ?要：就地熱再生是一種綠色環保的路面養護技術，可以有效修復瀝青路面車轍、裂縫等病害。江蘇省高速公路從2003年開始應用該技術，至今已應用1 997?km。基于該部分路段的相關養護數據，分析了就地熱再生技術的服役時間，并對服役時間進行了影響因素分析。結果表明：就地熱再生技術在江蘇高速公路的服役壽命一般在4～6年。原路面上面層的級配對熱再生技術的服役時間影響不顯著，而原路面服役時間、交通等級、中面層瀝青種類的影響顯著。

關鍵詞：就地熱再生??高速公路瀝青路面??服役時間 ?影響因素分析

中圖分類號：U416.0

隨著我國高速公路路網的不斷完善，現階段公路工程的重點已從建設為主逐漸轉變為建養并進。在對公路進行建設和養護過程中，會消耗大量的石料及瀝青等自然資源。而養護工程中所產生的瀝青路面舊料仍有較高的利用價值，采用瀝青路面再生技術則可對路面舊料進行循環利用，這是公路工程領域可持續發展的必然選擇[1-2]。

在眾多再生技術中，就地熱再生技術是一種快速、高效的表面修復技術。其主要功能是修復路面車轍、網裂、骨料脫落等病害，恢復瀝青路面平整度。其施工過程為采用專用的就地熱再生設備，對瀝青路面進行加熱、翻松，然后摻入一定量的新瀝青、新瀝青混合料、再生劑等，經過高溫熱態拌和、攤鋪、碾壓等工序，實現舊瀝青路面的原位再生利用[3-5]。

1?服役時間分析

本文的數據來源于江蘇省高速公路路面管理系統，據統計采用該技術的路段共1 997?km，統計數據截至2022年。從應用時間的角度，就地熱再生技術在江蘇省高速公路的應用最早為2003年，平均每年的應用里程超過100?km。本文首先對所有相關路段進行服役時間分析，分析結果如圖1所示。在進行服役時間計算時，會出現兩種情況：一種是該路段已經于某個年份經過再次養護，該情況下的服役時間則為再次養護的年份減去實施就地熱再生技術的年份，在圖中表示為已養護；另一種情況則是該路段至今仍保留，因此其服役時間則為2022年減去實施就地熱再生技術的年份，也就是圖中未養護的路段。從圖中可以看出，服役時間為5年的里程數最多，使用時間第1年到第4年，就地熱再生路段總里程數不斷增長，并在第5年達到最大。使用時間第6～9年時，總里程數接近，均為160?km上下。從第9年開始總里程數總體上呈現持續不斷下降的趨勢。就地熱再生實施2～6年之后即進行下一次養護的路段里程最高，均超過100?km。

進一步的，將已養護的路段單獨進行統計分析，這些路段的服役時間即可以認為是熱再生技術的實際壽命。分不同服役時間區間進行統計，結果如圖2所示。從占比來看，有18.53%的路段服役時間僅為0～2年，這些可能是由于局部段落施工質量較差，或是某些段落不適合就地熱再生技術所致；服役時間為2～5年的占比為23.60%，服役時間為5～8年的占比為38.24%，超過8年的僅占19.64%。綜合來看，就地熱再生技術的前期評估與施工質量控制非常重要，有20%的概率在實施時間較短時即出現問題需要再次處理；平均來看，就地熱再生技術在江蘇高速公路的服役壽命一般在4～6年。

2?影響因素分析

根據服役時間分析的結果，針對就地熱再生技術表現出的使用壽命差異，進行就地熱再生使用壽命影響因素分析。結合就地熱再生技術的特點，主要分析原路面上面層級配（反映熱再生層材料級配）、原路面服役時間（反映材料老化程度）、交通等級、中面層是否改性作為主要分析的影響因素。

2.1 原路面上面層級配

表1為就地熱再生不同服役時間下各原路面上面層級配的分布情況。從表中可以發現，不同服役時間的就地熱再生路段，其級配占比情況總體上接近；SMA-13占比最大，在50%左右；其次為AK-13，占比40%左右；AC-13、AC-16和AK-16占比較低。因此，原路面上面層級配類型對就地熱再生服役時間影響較小。

2.2 原路面服役時間

表2為就地熱再生不同服役時間下各原路面服役時間的分布情況。從表中可以發現，服役時間在0～2年的就地熱再生路段中，68%的路段其原路面服役時間在8～12年，19%在12年以上，原路面總體老化情況較嚴重。隨著服役時間的增長，原路面服役8年以上的占比不斷降低，對于服役8年以上的熱再生路段，絕大部分原路面較新，共92%的路段運行少于8年，總體老化程度較低。這表明：原路面的服役時間對就地熱再生的耐久性有顯著影響，服役時間短、材料老化程度低的原路面熱再生后性能更優，繼續服役的時間更長。

2.3 交通等級

表3為就地熱再生不同服役時間下各原路面服役時間的分布情況。從表中可以發現，服役時間在0～2年的就地熱再生路段中，62%的路段其交通等級為特重，31%為中等交通，輕交通和重交通占比較低。隨著服役時間的增長，輕、中等交通的占比變化較小，重交通占比顯著增長，特重交通占比顯著減少。這代表總體的交通荷載情況顯著變輕，說明交通等級對就地熱再生的服役耐久性有顯著影響，重交通及以下交通等級的路段就地熱再生服役的時間更長。

2.4 中面層瀝青種類

表4為中面層瀝青種類對服役時間的影響。從表中可以發現，隨著服役時間的增長，改性瀝青中面層的占比逐漸增長，由0～2年的28%增長至8年以上的43%。相對的，普通瀝青中面層的占比逐漸減少。這說明中面層瀝青是否改性對就地熱再生的耐久性有一定影響，主要是因為使用改性瀝青中面層的路段的路面結構穩定性更好，抗車轍與抗裂性能明顯優于普通瀝青中面層路段，使病害發展速率更慢，從而就地熱再生層的服役的時間更長。

3 ?結語

本文基于江蘇省高速公路1997公里使用就地熱再生技術的路段相關數據，分析了就地熱再生技術的服役時間，并對服役時間進行了影響因素分析，得出如下結論。

（1）整體而言，就地熱再生技術在江蘇高速公路的服役壽命一般在4～6年，但有18.5%的路段在實施0～2年內即出現問題需再次處置，這對該技術的前期評估與施工質量控制提出較高要求。

（2）從影響因素的角度，原路面上面層的級配對熱再生技術的服役時間影響不顯著，而原路面服役時間、交通等級、中面層瀝青種類的影響顯著。

參考文獻

[1] 馬保典.高速公路養護中就地熱再生技術的應用研究[J].交通世界，2023（32）：105-107，110.

[2]? 曹向陽，張友.瀝青路面就地熱再生技術及其在公路養護中的運用[J].科技創新與應用，2023，13（32）：193-196.

[3]? 王佳榮.瀝青路面就地熱再生技術應用探析[J].城市建設理論研究（電子版），2023（30）：88-90.

[4] 劉東，徐金玉，吳昱瀚，等.破碎礫石就地熱再生技術在成渝高速中的應用[J].山東交通學院學報，2022，30（2）：94-100.

[5] 林曉鋒.國道主干線廣州繞城公路南環段就地熱再生技術應用[J].中外公路，2021，41（5）：307-311.