基于贵州铜仁至玉屏段省道201沥青混凝土路面就地热再生技术

李林东

摘要：贵州省道201铜仁至玉屏段是贵州省最早建成的省道之一，经过10年的通车运营，于2013年进行路面养护整修，并采用沥青混凝土路面就地热再生技术。本文就沥青混凝土路面就地热再生的原理，再生混合料配合比设计及沥青混凝土路面就地热再生施工机械配置作简要介绍。

关 键 词：沥青混凝土路面；就地热再生

随着交通的发展，水泥混凝土路面已经不能满足行车需要，越来越多的二级公路采用沥青混凝土路面，经过多年的运营其中一些相继进行了大修或改造，而另一些也相继（或即将）到了需要大、中修的时候了。沥青混凝土路面就地热再生就是其中的一种养护方式。贵州省道201铜仁至玉屏段是贵州省最早建成的省道之一，交通繁忙，经多年使用，特别是近年超载现象日益严重，路面出现了诸如车辙、龟裂、松散等多种浅层轻微病害，影响了公路的服务功能，于是决定对其面层进行就地热再生，再生深度40mm。

1沥青混凝土路面的老化和再生

沥青混凝土路面的正常破坏是沥青的老化和沥青混凝土疲劳破坏的结果（非正常破坏的原因很多）。沥青在运输、施工和沥青混凝土路面的使用过程中，受到温度、光照、雨水以及交通荷载等各种因素的作用，会发生一系列物理、化学变化，如挥发、缩合、氧化等，使沥青的各种化学组分发生变化；同时化学组分的分子也发生变化，这些变化使得沥青的物理力学性能发生变化，例如针入度降低、软化点升高、延度降低，致使沥青混凝土路面变得脆硬，在车轮动荷载作用下易于开裂损坏[1]。沥青的性质受温度、光照、雨水以及交通荷载等因素的作用随时间的变化而变化的现象称为老化。沥青混凝土路面老化通常是指沥青的老化和沥青混凝土的疲劳。沥青混凝土路面再生包括两层含义：一是旧沥青混合料的再利用；二是老化沥青的物理力学性能的恢复，即通过再生剂的加入，将旧沥青的粘度调节到所需要的范围内，提高旧沥青的复合流动度，使旧沥青重新获得良好的流变性能。从胶体理论讲，即是将旧沥青从老化后的凝胶结构改善到溶凝胶结构[2]。

2沥青混凝土路面就地热再生的配合比设计

2.1配合比设计要求

（1）不能简单的看作室内材料设计，其组成材料的比例、性能特点等受到诸如旧料性状、设备状况等工程条件的制约和影响，必须综合考虑。

（2）进行配合比设计之前，必须首先对旧路性能和旧路材料进行详尽的评价，再结合就地热再生设备的实际作业条件，并充分考虑施工组织特点。

（3）应考虑到施工的方便性，易于生产、拌合以及摊铺压实。

2.2目标配合比设计

（1）旧路材料评价

本项目就地热再生工程的路面旧料抽提回收试验结果见图2-1，测试得到原路面沥青混合料的油石比为5.83%，沥青用量为5.51%。

（2）确定新料掺配率

由于就地热再生施工中基本上100%的利用原路面的旧料，新料的加入量受到HIR设备能力的限制，一般小于30%。通常HIR设备拥有新料的计量添加装置，可以稳定添加定量的新混合料；也可以在预热旧路面之前，先将预定设计确定的定量新集料撒铺在路面上再进行HIR，同样可以比较准确的控制新混合料的添加。本项目新混合料的掺加量为15%，沥青混凝土路面铣刨深度为40mm。

（3）新集料级配的确定

新集料掺加的目的主要有两点：一是弥补铣刨后旧料细化的现象，尽可能使再生混合料级配符合现行《公路沥青路面施工技术规范》的要求；二是因为就地热再生的每次开工初始阶段需要人工挖取旧料，然后完全用新料摊铺约5m长。若要弥补旧料的级配细化现象，就要求添加的新料偏粗一点，这样才能使得再生混合料级配符合要求[3]。本项目新料级配见图2-2，新旧混合料级配见图2-3。

本次再生沥青混合料的最佳油石比为5.5%，旧沥青的油石比为4.85%，掺加15%的新料（油石比5.85%）后的油石比为5.5%。

3沥青混凝土路面就地热再生的施工

3.1机械配置

本次就地热再生试验所使用的机组为鞍山森远路桥养护机械制造有限公司生产的沥青路面热再生机组（以下简称机组），采用集成化设计，应用液压驱动、微电子控制、电子传感等先进技术。其再生机组构成及作业模式如下（采用三台加热机，一台加热铣刨机，一台复拌机，一台摊铺机和两台压路机）如图3-1所示

3.2该再生机组的主要特点

（1）加热系统采用热风循环加热技术，即以柴油为燃料，燃烧后产生热风来加热路面。加热过程中无明火，保温措施较好，循环风机加热器内的风压不是很高，运行过程中热空气外逸较少，相对热量散失少。施工現场烟尘污染较少，因其使用的是循环热风加热，循环热风中的含氧量极少，相对来讲沥青路面不易烧焦，沥青老化现象得到缓解。

（2）机组本身带有再生剂，温拌剂及沥青添加装置，方便相关措施改良及保障沥青路面的施工质量。

（3）机组有多次翻拌、强拌、加热的功能，加热后的路面经过多次横向、纵向集料、搅拌后摊铺，且机组中每台设备都有加热功能，有利于混合料的均匀性与温度要求。

（4）机组最大再生宽度为4 m，再生速度理论上在2-6m/min。因其加热提温相对较慢，为保证摊铺温度，机组作业速度一般在2m/min左右。

（5）机组无加铺型功能，只能对路面做复拌型再生。

4.结论

（1）经过试验路验证，本项目采用的沥青混合料就地热再生技术适用于贵州省铜仁市山区二级公路。

（2）沥青混合料就地热再生配设计合比设计采用新建道路沥青混合料配合比具有一定的局限性，适用于就地热再生的配合比设计需要进一步研究。

（3）就地热再生机组作业速度在2m/min左右时，铺筑路面效果最好。

参考文献

[1]王松根，黄晓明.沥青路面维修与改造[M].北京：人民交通出版社，2012：258-265.

[2]董平如，沈国平.京津塘高速公路沥青混凝土路面就地热再生技术[J].公路，2004（1）.

[3]JTG F41—2008 公路沥青路面再生技术规范[S].北京：人民交通出版社，2008.