公路沥青路面就地热再生施工技术探析.pdf

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-02-11作者简介：肖彩娟（1978），女，河北廊坊人，研究方向为公路桥梁工程。公路沥青路面就地热再生施工技术探析肖彩娟（永清县地方道路管理站，河北 永清 065600）摘要：为减少路面病害的进一步发展，提高沥青路面的使用寿命，结合某公路项目实际情况，首先阐述了沥青路面就地热再生技术的适用范围，并分析了热再生混合料配合比设计；然后从施工前准备工作、旧路面加热、铣刨、再生剂喷洒、混合料拌和、摊铺、压实等方面对施工技术要点进行了分析；最后对施工后再生路面进行了质量检测。检测结果表明：再生路面的平整度、厚度、压实度、渗水系数、路面外观等性能指标均符合设计要求。关键词：公路养护；沥青路面；就地热再生；施工技术中图分类号：U416.217文献标识码：A0 引言20132022年期间，我国的公路养护里程由2013年的425.14万km，增加到了2022年的535.03万km，公路养护任务较重。而且随着养护里程的增加，废旧沥青混凝土也越来越多，对周围环境会造成一定的污染。就地热再生技术可以减少废旧沥青混凝土的废弃量，减少废旧沥青对环境的污染，并且可提高养护效率，为此，本文对公路沥青路面就地热再生施工技术进行探讨，可为同类施工提供参考。1 工程概况某公路全长 32.904 km，双向 4车道，路基宽度为24.5 m，于2006年12月建成通车，至今运营已有17年。沥青路面服务年限接近设计使用寿命，路面使用性能已经进入快速衰减期。受自然环境、人为因素以及雨水侵蚀等方面的影响，局部路面破损严重，部分路面、桥头搭板位置出现沉陷现象，并且在该公路K949+400K975+000段路面裂缝、坑槽、车辙等病害明显。综合考虑各方面的因素，对公路需采取有效的养护措施，特别是最为严重的K949+400K975+000段，决定采用就地热再生施工技术进行养护。2 沥青路面就地热再生技术的适用范围随着公路养护需求的不断上升，就地热再生技术在实际工程中的应用也越来越多。根据该公路 K949+400K975+000段路面病害情况，使用就地热再生技术可充分利用废旧沥青混凝土，符合经济社会可持续发展需要。但由于热再生技术对天气的依赖性较高，不宜在天气寒冷的时候进行施工。因此，决定在2022年的46月进行该路段的养护施工。就地热再生技术适用范围如表1所示。结合项目的实际情况，决定采用表层热再生技术进行养护施工。表1 就地热再生技术适用范围指标项目性能等级路面行驶质量指数优、良优、良中、次、差优、良优、良中、次、差路面状况指数优、良中、次、差优、良中、次、差横向力系数（SFO或摆值仪摆值（BPN）足够不足足够不足路面强度指数优、良中次、差适用的就地热再生技术表层（整形）热再生面层重铺热再生不适用3 热再生混合料配比设计3.1 原材料试验对该公路K949+400K975+000段路面进行取芯调查，芯样较为完好，路面横向裂缝比较多，基层比较完好，弯沉检测结果显示路面承载力较好。现取公路下行 8 处的车道原路面材料进行试验，将关键筛孔（0.6 mm、2.36 mm、4.75 mm、9.5 mm、19.0 mm）通过率进行均值统计分析，试验结果如表2所示。111总656期2023年第26期（9月 中）表2 关键筛孔通过率（%）取样编号A1A2A3A4A5A6A7A8平均值筛孔尺寸/mm19.071.97578.180.78277.775.174.176.89.54647.641.945.742.94746.742.6454.7527.122.626.52927.923.323.724.525.52.3612.11110.410.311.112.111.911.311.20.63.44.343.93.63.53.943.83.2 确定最佳沥青用量利用马歇尔试验确定沥青的最佳用量，各性能指标与沥青用量关系如表3所示。表3 性能指标与沥青用量关系类型沥青用量0.5%沥青用量1.0%沥青用量1.5%沥青用量2%沥青用量2.5%空隙率（%）4.15.14.22.11.8稳定度/kN62.765.770.876.577.8流值/（0.1 mm）5.410.814.720.723.8由表3可知，以上性能指标均符合设计规范要求。结合项目的实际情况，最终确定沥青用量为1.5%。4 沥青路面就地热再生施工技术要点4.1 施工前的准备工作首先，在施工前清理原有路面，确保施工路面的清洁。其次，将所需材料全部准备好，准备新集料、再生剂和添加剂等材料，并按使用说明进行配合比设计。如再生剂中需添加纤维时，应按照设计要求确定纤维用量。再次，做好施工机械设备的准备，施工机械主要包括再生摊铺机、整平机、复拌机、压路机等，其中，整平机可用于基层表面平整度控制；复拌机用于拌和新加入的再生沥青混合料；压路机用于路面的压实。另外，根据需要配备一定数量的工作人员，其中包括作业班组和现场协调小组，负责指挥作业现场的各种工作，并与施工班组共同对路面进行修复、整平和碾压。4.2 旧路面加热加热是沥青路面就地热再生技术中最关键的环节，包括加热设备的选择、加热温度的确定和加热方式的确定。加热设备种类较多，按其工作原理和作用可分为以下几种：旋转摊铺机加热：采用旋转摊铺机进行施工时，可采用多层摊铺方式，并通过加热区、再生区、冷料仓等不同位置的温度传感器对摊铺层温度进行实时检测和控制；螺旋输送机加热：螺旋输送机也可采用多层摊铺方式，其工作原理与旋转摊铺机相同，只是将加热管设置在螺旋输送机下半部分；螺旋轨模式混凝土摊铺机加热：摊铺机一般由履带底盘、驱动装置、控制装置、行走装置及熨平板组成。其中驱动装置是完成行走动作的主要部件；HM16“加热王”加热：该装置装有两组间歇式热辐射加热墙，能确保加热温度和深度都达到施工要求，同时可最大程度地避免沥青老化现象。结合项目现场的实际情况，决定采用HM16“加热王”对原沥青路面分3个阶段进行加热，加热后旧路面温度为160195。工程现场共有3个加热器，其施工工艺参数见表4。表4 旧路面加热参数表设备HM16“加热王”（第1台）HM16“加热王”（第2台）HM16“加热王”（第3台）加热深度/cm12.54温度要求/1001401401601601954.3 旧路面铣刨铣刨是对沥青路面就地热再生的重要步骤，其目的是将旧沥青路面切碎，并清除沥青面层上的一切浮料、松散料和其他杂物，从而恢复旧路面的使用性能。铣刨前应该对铣刨机进行检查，确认其具有良好的动力系统、液压系统、冷却系统、工作装置及其他部件。铣刨过程是一个加热、破碎、拌和、铺筑新混合料的过程，其目的是将旧沥青路面完全碎化，并将再生后的路面铺筑到预定高程。沥青路面铣刨通常分为两步：第一步是铣刨机旋转并移动到下一个铣刨点；第二步是铣刨到预定高程后，在原路面上均匀撒布新集料，然后进行摊铺。4.4 再生剂喷洒选择合适的再生剂是热再生的关键。再生剂喷淋装置与铣刨装置的行走速度相配合，可以实现自动控制，能够精确地按照设计的用量进行喷雾。再生剂要在旧沥青混合料中均匀喷洒，要精确地控制回填剂的用量，并在施工中根据铣刨深度适当调整。本项目旧路面处理完毕后，喷洒再生剂、热沥青，根据路面情况调整洒布量，保证喷洒均匀、准确。112交通世界TRANSPOWORLD4.5 混合料拌和拌和是沥青路面再生施工的关键步骤。施工前必须对再生料进行严格筛选，并严格按照要求确定最佳的配合比。在沥青混合料中加入新集料比例约为62%；矿粉和乳化沥青的比例应为6%8%；纤维稳定剂的用量一般为 0.3%0.5%；旧沥青混合料的含油率应低于3%。在拌和过程中，应严格按照施工设计要求控制好再生沥青混合料的温度，不得出现离析现象，如出现离析现象要及时进行调整。4.6 混合料摊铺该工程采用ABG8620型沥青摊铺机进行摊铺作业。在施工之前对铺路机的各项参数进行检查，并对螺旋布料器两端的自动进料装置进行调试。在摊铺时，应根据施工季节、气候条件、交通状况等因素合理安排摊铺作业时间，保证摊铺作业连续进行。在碾压过程中，应严格控制碾压速度和碾压遍数，尽可能缩短碾压时间，并及时调整碾压路线、方向和间距。在碾压完毕后，应及时进行路面检测，确定沥青混凝土路面压实后的平整度、横坡、横断面等指标达到要求。同时应注意观察旧沥青混凝土面层是否有车辙、推移等现象。4.7 混合料压实在碾压过程中，要配备大吨位的振动式双轮压路机、轮胎压路机，小吨位的小型振动式压路机。碾压必须在混合料摊铺后及时进行，采用双轮压路机时，要尽量少喷水。对于压路机不能压实的部分，可采用小型振动式压路机或振动夯板进行联合碾压。碾压质量直接关系到再生路面的质量、性能及耐久性，因此，对压实度的控制是确保工程质量的关键。结合热再生工程施工经验，该项目提出了以下方法来确保再生混合料的压实度，具体如表5所示。表5 混合料碾压程序和方式碾压程序初压复压终压碾压设备双刚轮压路机胶轮压路机双刚轮压路机双刚轮压路机碾压方法稳压振动碾压静压静压碾压遍数2351碾压速度/（km/h）1.52.52334.52.53.55 再生混合料路面检测1）平整度。检测平整度IRI指数，应用3 m直尺检测分析路面平整度，共检测42段，合格率为100%，获得IRI均值为2.1 mm。2）厚度。共检测42个点，厚度误差为2.7 mm。3）压实度。钻芯取样对路面压实度进行检测，检测结果显示，检测点的压实度均满足设计要求。4）渗水系数。对路面进行渗水测试，设计要求面层渗水系数不大于300 mL/min，测试结果显示渗水系数符合设计要求。5）路面外观。沥青混合料再生路面平整，无显著病害。6 结束语通过对公路K949+400K975+000段的实际病害情况进行检查和分析，采取就地热再生施工工艺处治路面老化、桥头跳车及路面沉陷等病害，可使再生后的路面达到新建路面的使用标准。同时，沥青路面就地热再生技术在公路养护工程中的应用，不仅满足路面用再生沥青指标要求，也满足了节省材料和环境保护的要求，达到了延长路面使用寿命、提高行车舒适度的目的。参考文献：1 秦泉.高速公路养护中复拌就地热再生技术J.交通世界，2022（32）：97-99，102.2 郑飞军，穆勇，李熙.就地热再生在玉三高速公路路面养护中的应用研究J.江西建材，2015（6）：129，134.3 廖彬，毛元坤.沥青路面就地热再生复拌加铺施工技术J.交通世界，2022（32）：72-74.4 罗祖义，徐金玉，彭春晖，等.路面智能管控在成渝高速就地热再生中的应用J.山东交通科技，2022（5）：28-30，38.5 姚童刚，范海军，杨梦，等.“橡胶沥青+Domix”双复合改性沥青路面就地热再生试验研究J.湖南交通科技，2022，48（3）：38-42.6 何锋，李严，戴合理.就地热再生技术在高速公路路面养护中的应用J.公路交通科技（应用技术版），2012，8（6）：31-33.7 周泽辉.就地热再生技术在高速公路养护中的应用J.交通世界，2022（30）：114-116.8 罗群星，潘惠雄，王文峰，等.RAP掺量对厂拌热再生沥青混合料模量影响研究J.工程技术研究，2021（4）：30-31，121.9 乔向军.沥青路面热再生技术在公路工程中的应用J.交通世界，2020（25）：102-103.10 马冠兴.就地热再生处治沥青路面病害工程应用技术研究J.四川水泥，2020，4（11）：172-173.113