基于舊瀝青路面病害分析的高效改造技術研究

摘要 文章圍繞公路舊路面改造展開研究，目標是提高路面養護質效，以某公路工程為例，結合舊路面病害問題與路面評價結果，提出了相應的改造施工方案，介紹了泡沫熱再生技術措施。研究成果如下：舊瀝青路面改造后，平整度檢測結果由7.63 mm降至1.38 mm；路面構造深度由1.22 mm變為0.77 mm，滿足≥0.7 mm的工藝要求；摩擦系數從52 BPN提高至74 BPN，路面抗滑性能得到了增強；路面滲水系數為0，滿足≤80 ml/min的技術標準，很大程度上強化了瀝青路面的防水能力。

關鍵詞 高速公路；舊瀝青；路面病害；改造技術

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0156-03

0 引言

高速公路改擴建中，對舊瀝青路面進行修復改造，是工程重要的組成部分，通過調查評估舊路狀況，準確掌握瀝青路面各類病害，如坑槽、裂縫、松散、變形等，并根據病害程度與原因制定改造方案，使路面性能得到恢復。加強路面的平整度與承載能力，避免病害問題惡化，可以減少因路面破損引發的交通事故與維修成本。此外，高效的改造技術方案可合理控制材料使用與資源損耗，符合公路施工的可持續發展理念。

1 工程概況

研究以某高速公路工程為例，工程全長37.758 km，起止樁號為K4+651.585～K42+436.896，其中一環北線改建段長約16.6 km，設計為雙向八車道，路基寬度為42 m，路面寬37.5 m，采用雙向六車道設計，公路路基寬度為33.5 m。公路主要通車段速度設計為100 km/h。由于該工程改擴建涉及大量的舊路施工，因此應準確歸納現階段舊瀝青路面病害問題，進而提出針對性的改造修復方案，保證案例工程順利完工。

2 舊瀝青路面病害分析

2.1 舊路面使用情況

對案例工程某施工段未改造前的路面質量進行綜合評測，將路面狀況系數、路表磨耗指數、公路行駛質量、跳車指數等作為檢驗指標，推導舊瀝青路面的整體技術狀況。舊瀝青路面使用狀況見表1所示。

根據表1可知，舊路面右幅的整體情況優于左幅；從路面技術狀況來看，舊路面左幅為68.50，右幅為85.40，整體路段為78.20，雖符合技術要求，但是在長期高強度使用中，會進一步引發各類病害，對路用質量造成影響。

2.2 舊路面病害分析

結合案例工程舊瀝青路面勘測結果，對現階段路面病害作出歸納，得出公路運營階段重型卡車較多、路面面板存在縫隙、排水設施欠完善、面板厚度均勻性差是主要問題。舊瀝青路面病害分析結果見表2所示。

3 舊瀝青路面改造施工方案

3.1 施工方案流程

根據案例工程路面分析結果，研究采用泡沫就地熱再生技術，對原路面進行改造，舊瀝青路面改造施工流程如圖1所示。

3.2 級配方案

研究采用泡沫瀝青熱再生施工工藝，搭配SMA-13面層施工，能有效解決裂縫、坑槽等病害，SMA-13生產比例如表3所示。確定最佳發泡參數值，在水溫為室溫30℃，SBS改性瀝青溫度為165℃前提下，按照不同加水量進行測試，獲得混料膨脹率與半衰期數值，具體如表4所示。根據試驗檢測結果，最終選取摻水量為2.5%，瀝青加熱溫度為170℃。

4 舊瀝青路面改造技術措施

4.1 施工準備

（1）完成施工組織設計。根據工程預期方案、施工段環境情況，制定相應的組織計劃內容。

（2）加強人員與機械到場管理。在施工前均應對各工序所需技術與設備進行嚴格核對，確認無誤后，在專業人員指導下進行作業。

（3）舊瀝青路面處理。對路面裂縫、坑槽、塌陷處進行預處理，保證路面整體潔凈。

（4）完成瀝青拌和站調控。礦料的摻配比例、油石比、上料速度、瀝青出料溫度等，都應嚴格按照工藝參數執行。瀝青拌和站應考慮與施工地點的距離，保證瀝青拌和料的出料溫度與施工溫度[1]。

（5）材料準備。對再生劑、泡沫瀝青、瀝青混合料等材料進行嚴格管理，保證其進場質量，使用前進行質量確認。

4.2 舊瀝青路面加熱

嚴格把控瀝青路面的加熱溫度，如果超過溫度標準，會導致瀝青路面老化，嚴重時會使路面發生碳化效應，失去瀝青的作用性能。反之，溫度過低時，會對后續的耙松作業造成影響。因此，應保證泡沫瀝青、新瀝青混合料及再生劑的充分融合，先將就地熱再生機組中的加熱管加熱至400～600℃，再利用熱傳遞的方式，逐步對路面進行加熱處理。此過程中應保證舊瀝青路面均勻受熱，第1次加熱后路面溫度達到86.3℃；第2次加熱后路面溫度達到164.6℃；第3次加熱后路面溫度達到200.2℃。采用逐漸升溫方式，最大限度地保證路面瀝青性能[2]。舊瀝青路面加熱技術指標見表5所示。

4.3 拌和施工

舊路加熱完畢后，將泡沫瀝青混合料與添加劑加入舊路面，此過程中應不斷攪拌，保證新舊混合料的均勻性，拌和施工技術要求如下：

（1）泡沫瀝青就地熱再生混合料拌和時，應完成瀝青發泡設備的安裝與調試，保證符合泡沫瀝青拌和裝置的作業標準，經生產調試與室內試驗，才能開展大規模拌和作業。

（2）泡沫瀝青就地熱再生混合料的攪拌時間，應根據具體施工情況確定，一方面以舊路面加熱后的溫度為基準，另一方面以瀝青膠結料均勻裹覆集料為判定標準。攪拌中間歇式拌和機每盤的生產周期應大于45 s，濕拌時間應大于30 s，干拌時間應大于15 s。拌和后還應對泡沫就地熱再生混料的均勻度進行檢驗，保證混料無花白現象。

（3）泡沫就地熱再生混料的拌和時間與生產溫度，直接決定材料的干燥能力，以及新瀝青料的黏溫曲線。應控制拌和料的均勻產出，降低能耗，才能提高瀝青混合料的應用質量[3]。

4.4 舊路面耙松

舊瀝青路面的耙松，應針對軟化后的路面進行翻松處理，加入泡沫瀝青與再生劑，使新舊集料得到有效融合。耙松施工中應根據路面結構層與車轍深度，對作業參數進行確認。通常情況下，耙松深度處于20～50 mm之間，熱銑刨層溫度控制在90～100℃之間，其間保證原路面混合料與新加入混合料的均勻融合，再生劑與泡沫瀝青同時灑在原路面。由于再生劑和瀝青受溫度影響較大，溫度較高時會增加其流動性，因此再生劑噴灑器應配備保溫裝置，使再生劑材料處于高流動狀態下，促進新舊路面集料的快速融合。耙松施工技術指標如表6所示。

案例工程施工環節，耙松深度為40 mm，舊路面的翻松中添加再生劑的加熱溫度為85℃，泡沫瀝青的加熱溫度為160℃，應嚴格按照上述工藝完成作業，才能獲得預期的發泡效果，使膨脹率與半衰期滿足預期要求。實測得到施工段路面耙松后泡沫瀝青膨脹率為6.5倍，半衰期為32 s，與預期施工方案一致。

4.5 瀝青混合料復拌再生

對瀝青混合料進行復拌再生，使再生路面的級配滿足規定要求。運輸車在傾倒新瀝青混合料時，應注意混合料的溫度，保證其高于舊路面加熱溫度的10～30℃，以確保兩者能均勻拌和，且能保證新集料中添加劑和泡沫瀝青的作用效果。在拌和結束后，將其運送至攤鋪設備上，在復拌過程中還應考慮舊路面集料與新瀝青混合料之間的溫度梯度，應采用高拌和速率方式，以提高瀝青混合料的復拌再生質量[4]。

4.6 混合料攤鋪、碾壓與路面養生

完成泡沫熱再生混合料的攤鋪、碾壓與路面養生作業，具體技術內容如下：

（1）在混合料攤鋪階段，應保證攤鋪設備的均勻出料，攤鋪過程中采用熨平板對兩側的攤鋪厚度進行調整。時刻關注攤鋪層厚度、路拱、橫坡系數，按照施工方案技術標準進行作業。整個攤鋪過程中應勻速、緩慢、持續向前，保證路面整體的平整度。

（2）混合料碾壓作業，是泡沫就地熱再生施工的最后階段，碾壓質量直接決定熱再生路面的耐久性與應用強度。因此，碾壓工藝應遵循高頻率、低幅度、緩慢壓實的原則，采用初壓、復壓、終壓相結合的技術方法：在初壓階段采用雙鋼輪壓路機，對瀝青路面進行3次壓實作業，其間路面溫度始終保持在160.5℃及以上；在復壓階段采用膠輪壓路機，對瀝青路面進行6次壓實作業，壓實過程中應保證路面溫度處于137.0℃及以上；在終壓階段采用雙鋼輪壓路機，對瀝青路面進行4次壓實作業，其間瀝青路面壓實溫度處于90.7℃及以上。瀝青路面壓實施工參數具體如表7所示。

（3）完成新瀝青路面養生工作，在壓實施工結束1～4 h后，當路表溫度達到50℃以下時，便可以恢復公路的正常通行。養生過程中應保證路面的干凈程度，避免油料與各種雜物對瀝青表面造成擠壓。

5 瀝青路面改造施工質量檢測

為驗證舊瀝青路面的改造施工效果，以案例工程中K18+100～K20+100施工段為例，對新路面的平整度情況、前后構造深度、滲水系數等進行檢測，結果如表8所示。

根據表8數據可知，案例工程進行舊瀝青路面改造施工后，3 m直尺平整度檢測結果由7.63 mm降至1.38 mm，路面平整度得到了大幅度提升；路面構造深度由1.22 mm變為0.77 mm，滿足≥0.7 mm的工藝要求；摩擦系數從52 BPN提高至74 BPN，抗滑性能得到了增強；改造后路面的滲水系數為0，滿足≤80 ml/min的工藝要求，很大程度上強化了瀝青路面的防水能力。上述質量檢測結果證明施工技術方案的高效性，能夠為案例工程提供質量保障。

6 結論

綜上所述，針對舊瀝青路面病害問題，制定針對性的施工改造方案，可以大幅度提高公路工程質量，降低施工成本，縮短工程周期。該研究根據案例工程施工段路面的裂縫、坑槽、均勻性等問題，提出了舊瀝青路面改造施工方案。技術措施包括準備工作、舊路面加熱、泡沫熱再生混合料攪拌、復拌再生、混料攤鋪碾壓。瀝青路面改造質量結果如下：路面平整度檢測結果由7.63 mm降至1.38 mm；路面構造深度由1.22 mm變為0.77 mm，滿足≥0.7 mm工藝要求；摩擦系數從52 BPN提高至74 BPN，路面抗滑性能得到了增強；改造后路面滲水系數為0，滿足≤80 ml/min的工藝要求，證明施工技術方案具有一定的應用價值。

參考文獻

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[3]孔啟忠.舊水泥路面微裂均質化再生技術在G359高明段改造中的應用[J].黑龍江交通科技，2023（12）：35-38.

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