公路工程沥青混凝土路面就地热再生技术应用

韩启星

（ 新疆维吾尔自治区交通运输综合行政执法局工程质量监督执法支队,新疆 乌鲁木齐 830000 ）

0 引言

沥青混凝土路面就地热再生是一项践行资源利用价值最大化理念的路面质量缺陷修复技术，根据旧沥青黏结剂的特性，按比例掺入新沥青、再生剂、矿粉等材料，改善旧沥青的性能，达到旧沥青“变废为宝”的目的。就地热再生技术的应用细节多，各处细节的把控均易影响整体施工效果，因此加强对技术的探讨具有必要性。

1 就地热再生施工技术概述

就地热再生常被应用于沥青路面的修复工作中，按照加热、翻松、拌和、摊铺、压实的基本流程施工，流程图见图1。根据沥青路面破损程度的不同，对就地热再生技术做灵活的优化设计，使其适应于松散、坑槽、泛油、拥包等多种类型的沥青路面质量缺陷修复。就地热再生技术发挥出现场旧沥青材料的应用价值，因此施工中需评估旧路材料的性能，结合路面修复要求取适量新沥青、再生剂等，混合成新的混合料后用于施工。

图1 就地热再生工艺流程

就地热再生技术细分为多种形式：

（1）表面再生法：对沥青路面做加热软化、翻松处理，掺入再生剂，充分拌和后获得均匀性较好的混合料，安排摊铺、碾压，使新修复路面有效成型。

（2）复拌再生法：以表面再生法为基础，增添新沥青、新骨料、再生剂，与施工现场的旧沥青拌和后产生混合料，安排摊铺及后续工作。

（3）重铺法：以前述提及的两种方法为基础，新增加铺层，该层连同表面再生层、复拌再生层碾压，形成沥青路面。

2 沥青路面热再生技术的应用效果

2.1 促进新旧沥青路面的结合

就地热再生技术的应用涉及铣刨、拌和、摊铺、碾压等施工内容，有助于增强再生路面与旧路面的联结稳定性，建成的路面结构完整且可靠，沥青路面质量缺陷的修复效果普遍较好。

2.2 提升沥青路面的路用性能

部分现状沥青路面存在级配不达标、空隙率偏高的问题，受荷载、降雨多项因素的作用，路面材料的性能每况愈下，显现出早期病害。就地热再生技术在处治病害方面有突出的应用优势，以铣刨产生的现场原材料为主，掺入适量新沥青、改性剂等材料，将拌和后的混合料摊铺到位，病害得到有效的处治，沥青路面的性能有所提高。

2.3 保证新旧路面接缝部位的质量

接缝处理是路面施工中的棘手问题，接缝部位偏薄弱，易由于处理不当而失稳，接缝两侧的路面沉降差偏大，影响车辆行驶的平稳性。基于传统方法的沥青路面维修应用效果差，部分新旧路段的连接部位缺乏稳定性，易在维修后的较短时间内产生早期损害，频繁维修衍生出现场交通秩序中断、成本增加等问题。

3 沥青路面就地热再生技术的应用要点

3.1 路面结构承载性能的评估

（1）再生厚度小于20 mm，采用重铺法、表面再生法等，并增设加铺层。

（2）再生厚度达到20～50 mm，优先采用重铺法，或根据旧沥青路面修复要求选用表面再生与复拌相结合的方案。

（3）再生厚度超50 mm时，视施工现场的实际条件采用热拌沥青混合料加铺层、复合维护等方法。

3.2 旧路面材料性能分析

（1）于旧路面选取芯样，应用水重法、表干法等进行检验，测定材料的毛体积密度，参考此项数据做配合比设计。旧路面材料含水量测定采用干钻法，获得准确的含水量测定结果，进而优化设计，以此来提高就地热再生加热效率。

（2）旧沥青回收采用阿布森回收试验，测定旧路面材料的油石比时采用离心抽提法，确定旧沥青材料的延度和针入度，根据旧沥青路面材料的关键参数做配合比设计。

（3）矿料级配是就地热再生施工中的重要内容，用离心分离法提取路面旧沥青材料，检测余下矿料的级配。旧料提取后的吸水率、压实值等常规指标的测定也需有效完成。

4 沥青路面就地热再生技术在工程实例中的应用分析

4.1 工程概况

某公路工程全长2 km，路面宽度3.75 m，采用沥青混凝土路面。受行车荷载、降雨侵蚀、日晒多项因素的共同作用，上面层产生轻微车辙，表面沥青老化，局部表层受损导致粗骨料露出地面。病害的出现严重制约沥青路面的抗渗性、抗滑性，不利于车辆的安全通行。为此，应用就地热再生技术进行沥青路面病害的处治。

4.2 就地热再生技术的适用性分析

为发挥就地热再生技术在路面修复中的应用优势，需要根据旧沥青混凝土路面的特性做技术适用性分析，对旧沥青路面的车辙深度、龟裂率、针入度加以判断，具体如表1所示。

表1 旧沥青路面就地热再生技术的适用条件

4.3 机械设备的配套

在机械化作业的模式下，机械配置应满足如下条件：依托机械设备的性能优势，提升就地热再生技术在沥青路面施工中的应用效果；各类机械设备的运行状态需维持稳定，机械设备间形成联动关系，协同推进就地热再生施工进程；加强机械设备进场时的性能检验。诸如摊铺机、压路机等均是就地热再生施工中的关键设备，需按前述基本要求予以配置。

4.4 配比设计

4.4.1 再生混合料的级配设计

原沥青路面的性能对混合料的级配有显著的影响，在该工程中，按照10%～15%的掺量掺入新沥青和适量再生剂。在现场取样检测，确定旧材料的级配与油石比，再组织级配、掺加比例等各项新材料参数的设计工作。对比分析旧沥青材料与目标材料的级配后，最终选用的是AC-13再生沥青材料目标级配。考虑到沥青路面性能的提升要求，按15%的比例向旧沥青材料中掺入新料[1]。

4.4.2 再生剂的用量设计

根据闪点高、质量损失小的基本要求选择再生剂。为明确旧路面沥青材料的质量特性，按4 cm的取样深度进行取样，送至实验室由专员检测，考虑多种掺配量，对比分析各自对回收沥青性能的恢复情况，选择最适宜的再生剂用量。从延度、针入度、软化点三方面做综合分析，判断混合料的各项指标是否达到要求。必要时，检验在掺入再生剂后旧沥青材料的性能变化。

4.4.3 新沥青混合料的设计

根据旧路面沥青材料的特性和就地热再生施工技术的应用要求，确定新沥青混合料的取用方式。加入材料为AC-13型，加入比例为15%，油石比为4.9%。

4.5 旧沥青路面的清理

就地热再生施工前，清理旧沥青路面的积水、垃圾，平整现场，避免因杂物的混入影响混合料的性能。准确控制施工范围，实际值与设计值的偏差需在2 cm以内。

4.6 预处理

沥青路面深层次的病害用小型铣刨机处理，填补环节采取分层依次作业的方法，每层填筑后安排压实[1]。塌边、唧浆未发生在发射裂缝处时，若无特定要求，做2层铣刨即可。在施工起始段做2～3 m长的铣刨处理，以便增强就地热再生路面与旧沥青路面的衔接平稳性。

4.7 加热路面

选择加热功率适宜的加热机用于旧沥青路面的预热处理，加热宽度每侧均超过施工宽度5 cm。起始点路面的加热采用单台低功率的加热器，反复加热直至温度达标为止。加热器的布设间距根据地表温度、气候条件等因素而定，施工全程动态调整，控制区间普遍为10～15 m。随着路表加热情况的变化，及时调整加热设备的施工速度。加热施工设备采用LRJ-1型沥青路面热再生加热机，2台设备联合作业，运行速度稳定在1.2～4.2 m/min，加热后路面温度以150～177 ℃为宜，部分路段的加热深度在4 cm以上，对应加热温度不超过170 ℃。

4.8 路面铣刨

严格按照设计要求控制铣刨的深度和宽度，铣刨时作业人员加强两项指标的检测，保证偏差始终在许可范围内。铣刨期间适量添加新沥青和再生剂，与现场的旧沥青充分混合后获得性能较佳的混合料。铣刨时用拖杠2侧纵坡仪找平，尤其注重纵向接缝的细部处理，避免出现平顺性不足的问题。

4.9 拌和、摊铺

拌和时加强对新沥青材料、再生剂的用量控制，发挥出新增添材料在改善旧沥青材料性能方面的优势。充分拌和，保证混合料的均匀性[2]。原路面作为摊铺基准面，松铺系数取1.18～1.25，摊铺期间用2侧纵坡仪找平摊铺面，局部不平整时尽快调整。摊铺机运行速度为2.5～4 m/min，视现场作业条件适时调整摊铺机和加热器的布设间距。接缝属于就地热再生摊铺的重要部位，要求接缝位置保持平整。接缝施工中及时铲除路面多余的集料，产生的接缝部位用细料予以填充。摊铺全程由专员加强管控，遇离析及其他问题时妥善处理。

4.10 接缝及碾压

压路机在旧路面做横缝碾压，每次压进距离取20 cm，由旧路面逐步向新路面推进，实现对接缝的全面碾压[2]。路面碾压设备可采用胶轮压路机、双钢轮压路机等，根据不同碾压阶段适配压路机，做特定遍数的碾压处理。初压环节，用双轮压路机碾压2次，复压用轮胎压路机做多遍碾压，使沥青路面有足够的密实度，最后安排终压，消除沥青路面的轮迹，直至压实度和平整度均达标为止。碾压时，压路机匀速运行，禁止做出调头、急刹车等有损沥青路面施工质量的行为。

5 就地热再生技术的质量控制措施

（1）再生剂喷洒量的控制。再生剂不足，再生效果差，旧沥青材料的性能难以得到根本性的改善，就地再生施工时可能出现摊铺离析、粒料不黏性等问题，建设成型的路面缺乏耐久性；再生剂偏多，路面发软和泛油，再生路面的质量不达标。

（2）加热温度的控制。包裹在粒料表面的沥青膜具有传导热能的作用，从而就地加热沥青混合料。根据传导热能的加热机制，粒料外热内冷，摊铺后由于散热速度较快导致温度于短时间内降低，可能由于材料温度偏低而无法正常施工。为保证温度达到就地热再生施工要求，将摊铺温度提高至120～140 ℃，用于抵御温度的散失。

（3）再生路面厚度的控制。严格控制铣刨深度属于重要的措施，相同病害部位的铣刨深度需具有均匀性，局部过深、过浅均会影响摊铺、碾压的正常进行，导致路面的厚度不达标，再生质量偏离设计要求[3]。为进一步保证再生路面厚度的合理性，还需规范摊铺、碾压，最终得到平整性较好的再生路面。

（4）纵缝质量的控制。铣刨宽度每侧加宽10～20 cm作为加热宽度，经过加热后提高纵向接缝的温度，为纵缝后续施工打下坚实的基础，使纵缝达到平整、密实的状态。

（5）摊铺的控制。根据混合料分布均匀性的要求摊铺再生混合料，摊铺作业人员严格听从指挥，规范操作摊铺机械设备，确保摊铺宽度、厚度均达到要求。在不影响摊铺效果的前提下适当加快摊铺速度，避免材料温度降低而无法正常施工。

（6）压实质量的控制。摊铺后安排压实，使再生沥青混合料达到密实状态[3]。考虑到再生沥青混合料的温度降低速率较快且劲度高于新沥青混合料的特点，宜采用大吨位压路机尽快安排压实，例如20～30 t的轮胎压路机。初压、复压、终压环环相扣，缩短间歇时间，力争在再生沥青混合料温度较高时完成碾压。压实机械设备平稳运行，压实速度、压实遍数均要达到要求，压实后安排质量检验，根据压实度、平整度判断压实效果，局部不达标时尽快处理，不留下质量隐患。

6 结束语

综上所述，对于沥青路面出现的车辙、坑槽等损坏问题，在修复时可以考虑应用就地热再生技术。经过铣刨后发挥出旧沥青材料的利用价值，添加适量新沥青、再生剂等材料，改善混合料的性能，经过摊铺、碾压后，修复存在质量缺陷的沥青路面，取得良好的经济效益和生态环境效益。经过该文的分析，提出沥青路面就地热再生技术的应用特点和作业要点，对类似工程有参考作用。