沥青路面就地热再生（HIR）施工技术应用

乔文财

【摘 要】沥青混凝土路面病害是各等级公路路面存在的通病，本文对沥青路面就地热再生（HIR）施工技术处理沥青混凝土路面常见的病害问题进行探讨分析，并对（HIR）施工技术的特点加以说明。

【关键词】HIR技术；路面调查；材料设计；质量控制；施工工艺

一、前言

随着我国经济的发展，高等级公路支持经济发展的作用也越来越突出。然而随着高速公路通车里程的不断增加，投入使用时间较久的高速公路，会不同程度的出现车辙、拥包、沉陷、裂缝、桥头跳车等路面病害。在以往的维修方式中往往采用冷刨热摊铺处治，不仅维修费用高，而且旧料的回收处理困难，还会对环境造成污染。新近在国内发展起来的沥青路面就地热再生（hot in-place recycling）技术简称HIR，用于维修车辙等路面病害，克服了传统维修方式的缺点，利用大型养护列车，通过对原路面材料100%的利用，节约了资源和经费，保护了生态环境，在公路养护中实现了循环经济，因此HIR技术正以其无与伦比的经济和社会效益，在沥青路面维修中得到推广和应用。

二 、HIR技术的基本构造

1.路面调查：路面调查能够确定HIR技术是否适用，并为材料设计和路面设计提供依据。路面调查的途径有三种，一是查阅历史资料，历史资料可以明确的反映初始设计、工程施工、维修养护过程中的交通状况，气候条件，路面结构，材料类型及设计，施工与设计之间的变动情况，养护过程中的病害处理情况等，有利于路面使用性能的调查及确定路面破损的原因。二是现场性能调查，也就是对道路缺陷的调查，道路缺陷有几何缺陷、结构缺陷、功能缺陷，其中功能性调查是HIR技术选择和实施的前提和基础，也是调查的核心。三是材料性能的调查，材料性能通过现场和室内测试，确定路基、基层、面层材料的性能，尤其是上面层沥青混合料，沥青，集料的性能和指标，通过和历史资料的比较，确定现有路面结构所使用的材料以及使用现状，为HIR材料设计和施工提供依据。

2材料设计：材料的设计包括原材料的选择和再生沥青混凝土的配合比设计两部分。

原材料的选择主要为沥青、矿料和再生剂，路用沥青材料包括道路石油沥青、软煤沥青、乳化石油沥青、液体石油沥青。沥青种类及沥青标号的选择应根据路面类型、交通量、矿料性质、气候条件、施工方法及材料来源等条件选用。沥青标号原则上采用和修复路面初始设计的沥青标号一致，也可采用针入度大一级的沥青。矿料的选择目标是要修复旧路面的级配缺陷，使其满足规范要求。再生剂要根据对老化沥青的恢复情况来选择，同时需要检验和沥青结合料的相容性后方可使用。沥青和矿料的质量必须符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40）规定的技术要求。再生沥青混凝土的配合比设计是一个综合性极强的工作，它和普通新拌沥青混凝土的基本设计思路一致，仍然以马歇尔实验方法为基础，但两者有很大的区别，对于HIR混合料配合比设计，要充分考虑旧路性能和材料，针对原路面病害特点进行配合比设计，同时要考虑就地热再生设备的实际作业特点，要易于施工、生产、拌和及摊铺压实。在进行再生沥青混凝土的配合比设计中要进行大量的实验以确定再生沥青混合料设计级配和最佳沥青用量，最后要通过按实际施工工艺制作的试件对沥青混凝土的各项性能进行检验和试验，最终保证按此配合比进行HIR施工的路面质量符合规范要求。

3.施工及质量控制：HIR几乎所有的施工操作都在施工现场一次性完成，因此其施工工艺对施工质量的影响非常关键，必须确保施工前作好充足的施工准备，并进行完善的施工组织设计。在具体实施过程中实时监控施工质量，及时做出调整，保证施工设备的连续正常运转，才能确保施工的顺利进行和施工后路面的质量。

三、 HIR技术特点

1.可实现对原路面沥青混合料中的沥青胶结料及级配的性能恢复和改善，适用于沥青路面上面层3-5㎝的养护维修。

2.实现原路面材料100%再利用，且新料的添加率通常小于再生沥青混合料总质量的30%，节约了资源和经费，保护了生态环境，在公路养护中实现循环经济。

3.恢复路表服务功能，消除路表功能性病害，提高行驶质量，修正路面高程、纵横坡等设计缺陷。

4.层间及纵缝均实现黏结，形成整体板快效应，提高修复质量，有效的防治反射裂缝。

5.施工时无需完全封闭交通，施工结束即可开放交通，社会经济效益显著。

四、施工工艺

⑴交通管制：施工前必须作好交警、路政、施工三方面的协调工作，施工现场所有人员必须穿标识服，每天作业前要进行交通控制，提前在作业路段按规范要求设置各類标志和锥形标。⑵起终点预处理：在施工中经常要遇到转场作业，为保证新老路面接缝顺直为直线并作到热接缝，对再生段落的起点和终点处首先用加热机进行10-30分钟加热，根据再生路面情况而定，甚至更长时间。⑶原路面加热：该工程设计维修路面宽度为4米，加热宽度两侧需各多20㎝，工程中所使用的四台机组都有独立的加热系统，其中两台加热机是主加热系统，路面加热温度在200～250℃之间，加热厚度达4～5㎝，复拌机和铣刨机是辅助加热系统，主要使铣刨及拌和后的再生料在进入摊铺前保持料温减少热量损失，确保在摊铺后压实前初压温度大于115℃，料温是保证路面修理质量的关键因素之一。⑷原路面铣刨：在铣刨过程中要严格按设计要求控制铣刨宽度和深度，如不达标准需及时进行调整，铣刨找平由设备两侧纵坡仪进行控制，在铣刨当中还要随时派人监控。⑸喷洒再生剂：本工程使用的再生剂为糠醛抽出油和盘锦添加剂的混合液，通过再生剂加工厂加工后运送到施工现场。再生剂的添加是通过沥青路面热再生铣刨机后的喷洒装置通过计算机控制喷洒到铣刨后的混合料中，再生剂的掺量根据实验设计要求控制在2～5%之内，掺加时要根据铣刨机的运行速度不同及时调整再生剂的流量，保证掺量达到设计要求。⑹再生料拌和：再生料的拌和是通过复拌机完成的，通过拌和站拌和的新沥青混合料由车辆运送到工地后，通过复拌机前的料斗由计算机控制添加到铣刨后的混合料中，再由集料装置将再生混合料收集到拌和篓中进行拌和，后输送到摊铺机中进行摊铺作业。⑺再生料摊铺熨平：再生料通过摊铺机进行摊铺，摊铺的厚度以原路面为基准面松铺1～1.5㎝，摊铺找平采用两侧纵坡仪控制，并在施工中加强人工监控，实时调整。⑼碾压：HIR技术每次仅能处理一个车道宽度，需要用3台压路机用于初压、复压和终压。初压和终压采用钢轮压路机，复压采用重型轮胎压路机。在碾压过程中三台压路机应按顺序跟紧作业，初压钢轮压路机要紧跟摊铺进行，先碾压纵缝然后向中间推移，碾压遍数为两遍，重叠为轮宽的1/2。轮胎压路机紧跟初压进行复压，揉搓碾压以增强密水性，相邻碾压带应重叠1/3～1/2的碾压轮宽度。终压紧跟复压进行，用钢轮压路机关闭震动碾压2遍。⑽质量检测：在碾压完成后要对现场质量进行检测，主要是在路面冷却后，开放交通前完成路面平整度、构造深度、渗水系数、摩擦系数等功能指数和几何线形的检测。⑾开放交通：每天施工完毕后要对施工地段作好防护工作，待沥青混凝土路面冷却至和原路面温度一致时方可开放交通，根据经验，一般施工完成后12小时开放交通最为适宜。

参考文献：

[1] 黄晓明，江瑞龄. 沥青路面就地热再生施工技术指南.人民交通出版社.

[2] JTG F41 公路沥青路面再生技术规范.

[3] JTG F40 公路沥青路面施工技术规范.