就地熱再生與超薄罩面組合工藝在高速公路養護工程中的應用

摘 要：瀝青路面就地熱再生具有快速、便捷、環保等優點，近些年在國內部分省份道路養護中得到廣泛應用。但工程實踐表明，就地熱再生后的路面直接作為道路表面層使用，耐久性普遍較低，易出現路面泛白飛散掉粒、坑槽等病害。在就地熱再生基礎上直接加鋪超薄罩面，可以發揮就地熱再生的環保、便捷優勢，又能利用超薄罩面作為保護層，延緩就地熱再生面層的性能衰減，延長道路使用壽命。通過對就地熱再生的工藝優化和對超薄罩面瀝青混合料的配合比優化，實現就地熱再生與超薄罩面的有效組合，長期跟蹤觀測表明具有良好的路用性能。

關鍵詞：就地熱再生;超薄罩面;組合工藝;配合比;養護工程

中圖分類號：U418.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）30-0164-04

Abstract： In-situ hot regeneration of asphalt pavement has the advantages of being fast， convenient and environmentally friendly， and has been widely used in road maintenance in some provinces in China in recent years. However， engineering practice has shown that the road surface after geothermal regeneration is directly used as a road surface layer， and its durability is generally low， and diseases such as white， flying particles， and pits are prone to occur on the road surface. Directly adding an ultra-thin cover on the basis of in-situ thermal regeneration can give full play to the environmental protection and convenience advantages of in-situ thermal regeneration， and can also use the ultra-thin cover as a protective layer to delay the performance degradation of the in-situ thermal regeneration surface layer and extend road service life. Through optimizing the process of in-place hot recycling and optimizing the mix ratio of the asphalt mixture for the supermaster overlay， an effective combination of in-place hot recycling and ultra-thin overlay is achieved. Long-term follow-up observation shows that it has good road performance.

Keywords： in-situ hot regeneration; ultra-thin covering; combined process; mix ratio; maintenance engineering

從2002年至今，我國就地熱再生技術經歷了探索、掌握、提升階段，現在正在步入創新階段[1]。正是在這樣的背景下，熱再生施工設備和施工技術逐漸得到發展和成熟。目前我國高速公路相繼進入大修期，隨著就地熱再生技術和設備的日趨成熟，全國各地公路養護部門逐漸開展大范圍的就地熱再生施工[2-3]。

1 工程概述

杭徽高速公路是連接安徽黃山和浙江杭州兩大著名風景旅游勝地的重要干線公路，承擔著連接國道和省道的干線聯絡功能。該高速于2006年12月25日建成通車，截至2017年11月，已通行11年，日平均交通量約26 000輛車。道路結構整體完好，但瀝青路面出現老化剝落和輕微車轍等病害，不及時處置，病害程度將進一步加重，影響道路結構。經過多方論證，決定對部分路段采用就地熱再生技術，對原路面上面層4 cm進行就地熱再生。考慮到道路通行時間較久，原有面層瀝青混凝土老化較為嚴重，經過就地熱再生后路面耐久性難以保證，為此決定采用就地熱再生與超薄罩面組合工藝，就地熱再生的同時加鋪2 cm超薄罩面，利用超薄罩面對再生路面進行保護，避免紫外線和空氣對路面造成的進一步老化，同時封閉雨水滲入，保證路面水穩定性，延長道路使用壽命。

本次就地熱再生施工采用復拌加鋪工藝，再生設備采用維特根熱再生機組。設計就地再生層厚度為4 cm，原再生層混合料為AC-13，加鋪層厚度為2 cm，加鋪層混合料為SMA-13。再生層與加鋪層同步攤鋪、碾壓。

2 就地熱再生混合料配合比設計

2.1 舊路面瀝青混合料檢測

施工前，選取典型段落采用整片開挖法進行取樣，樣品深度4～6 cm，單件質量50 kg。對樣品中的瀝青進行了抽提回收，并對回收得到的瀝青進行常規指標檢測[4]。根據JTG F41—2008《公路瀝青路面再生技術規范》規定的原路面瀝青25 ℃針入度值不小于2 mm，而試驗得出樣品中瀝青的25 ℃針入度值為3.2 mm（表1），大于規范要求的值2 mm，滿足就地熱再生施工的要求。

同時對舊瀝青混合料進行了分析，回收料油石比和級配見表2。

綜合看來，樣品級配總體平穩，級配位于AC范圍接近中值，此路段原路面瀝青混合料瀝青用量相對穩定，主要通過添加再生劑改善，在施工過程中應隨時抽檢，根據現場實際情況對瀝青用量做出調整，應對原路面存在的差異性。

2.2 再生劑添加量確定

在上述樣品中摻入不同比例的再生劑，分別進行了瀝青三大技術指標檢驗（表3），通過分析三大指標的變化情況，來確定再生劑最佳摻入比例。

從表3可以看出，隨著再生劑用量的增加，針入度明顯增大，而軟化點降低，按照現行技術規范要求，新改性瀝青針入指標為50～70 mm，軟化點不小于65 ℃，延度不小于25 cm，考慮到此瀝青為使用多年的瀝青，在添加再生劑后，瀝青性能盡可能接近新瀝青性能的原則，選定再生劑摻量為舊瀝青質量的6%。

2.3 再生瀝青混合料性能驗證

將回收瀝青混合料加熱到150 ℃，拌鍋160 ℃，將回收瀝青混合料與再生劑拌合180 s，將拌合完成的瀝青混合料成型馬歇爾試件，對體積指標和穩定度進行測試，結果見表4。經再生劑改性，回收瀝青混合料的性能滿足現有技術規范的要求。

3 加鋪超薄罩面瀝青混合料配合比設計

3.1 原材料

3.1.1 瀝青

工程SMA采用SK的SBS改性瀝青（I-D），瀝青性能指標見表5，改性瀝青滿足技術要求。

3.1.2 礦料

SMA需使用堅硬耐磨的礦料，本項目中采用9.5～16 mm、4.75～9.5 mm的玄武巖作為粗集料，0～4.75 mm的石屑作為細集料，石灰巖礦粉為填料，各檔礦料篩分結果見表6。

3.2 瀝青混合料級配

根據施工規范SMA-13的級配范圍vIkXeNyXSCTPLzOmzdkyUjeepJdr6wsZvcUMky+heqA=，對合成SMA-13的級配。在中值附近選取3個級配，用經驗最佳油石比6.1%驗證體積指標，選取最佳級配，并對最佳油石比進行驗證。最佳級配曲線如圖1所示，經驗證最佳油石比為6.2%。

3.3 瀝青混合料性能

對最佳油石比6.2%的SMA-13瀝青混合料進行性能驗證，相關結果見表7。

從表7可以看出，SMA-13瀝青混合料的殘留穩定度和凍融劈裂殘留比均滿足技術要求，具有優良的水穩定性能，這對于抵抗水損能力具有顯著作用;動穩定度超過3 000次/mm，表明其耐高溫變形能力良好，完全滿足表面功能層的力學要求;滲水系數滿足要求，保證了路面的封水效果。

4 使用情況觀測及環保效益分析

4.1 路況指標評價

項目于2017年實施，現場驗收各項技術指標均滿足規范要求。項目完工通車后，管理單位對該路段進行了長達6年的跟蹤觀測，歷年各方向、各車道指標均值變化及隨里程變化情況如圖2所示。通車運行6年來，路面各項技術指標均達到優級，可見超薄罩面與就地再生復合結構層路面耐久性優良。

4.2 環保效益分析

從CO2排放量分析，每施工1 m2瀝青路面加鋪型就地熱再生技術消耗柴油2.769 0 kg（為方便計算，柴油、液化石油氣按千克計），消耗電力0.299 4 kW·h，消耗液化石油氣1.65 kg;銑刨重鋪技術消耗柴油5.857 0 kg，消耗電力0.598 7 kW·h;罩面技術消耗柴油4.498 1 kg，消耗電力0.598 7 kW·h。查閱相關書籍，柴油CO2排放系數為2.73，液化石油氣CO2排放系數為1.75，而節約1 kW·h電則減少CO2排放0.997 kg。按照上述系數，計算3種瀝青路面維修技術CO2排放情況（圖3）。從圖中可知，就地熱再生技術與銑刨重鋪技術相比，減少35%的CO2排放量，與罩面技術相比，減少16.5%的CO2排放量。

5 結束語

加鋪就地熱再生技術作為就地熱再生技術的一種，不僅能對瀝青路面表層病害進行預防性養護維修，還在舊瀝青混合料上加鋪了一層新瀝青混合料，進一步提高和改善了原路面性能。同時，該技術與罩面和銑刨重鋪等傳統施工工藝相比，具有較好的經濟和技術優勢。面對越來越差的地球環境，一方面需加快對該類新型綠色、環保養護技術的掌握與推廣，另一方面需按照中國的道路環境，對該技術進行革新，擴大適用范圍，從而為國家節能減排任務以及“綠水青山就是金山銀山”的生態文明建設目標貢獻一份力量。

參考文獻：

[1] 雒澤華.瀝青路面再生技術在我國的發展應用[J].建設機械技術與管理，2007（7）：25-34.

[2] 牛文廣.瀝青路面就地熱再生技術現狀與發展歷程[J].中外公路，2019，39（5）：50-59.

[3] 婁鈞，朱連平，陳德華.瀝青路面就地熱再生技術在高速公路養護中的應用研究[J].上海公路，2012（4）：14-16，12.

[4] 范偉斌，張義甫.瀝青路面就地熱再生技術研究與應用[M].北京：人民交通出版社，2019.

第一作者簡介：曾勇軍（1977-），男，高級工程師。研究方向為高速公路建造與養護。

*通信作者：趙曉濤（1987-），男，工程師。研究方向為道路材料。