沥青路面就地热再生施工技术优化设计及其施工要点.pdf

工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工2 就地热再生沥青混合料配比设计2.1 旧混合料采样方法旧料采样一般经历以下过程：在不影响级配的前提下，对旧路面进行切割、取料；对所取旧料进行清洗和筛分，选择合适的温度进行烘软处理3。2.2 旧料分析旧料分析主要包括两方面的内容：一是检测旧料的级配，分析其是否满足路面使用功能的要求，为再生混合料级配设计提供技术资料4；二是查验旧料的性能指标是否符合规范要求。案例工程中旧料不同级配的过筛质量百分比如表 1 所示。对旧料不同级配进行过筛分析认为，粒径 0.075mm的质量百分比高出设计级配，是因为长时期载荷影响下粗骨料细化造成的。粒径 2.36mm 的过筛率低于 40%，说明沥青混合料系属 AC-13C 型。该公路所在地区年平均气温在 17.017.8之间，盛夏时会出现 40以上的极端高温，此级配基本满足应用要求，不需要大幅调整。0 引言就地热再生技术是指利用专业热再生机组装备，对旧沥青路面进行加热、刨铣、翻松，掺加再生剂和一定比例新沥青，复拌形成新沥青混合料，通过摊铺、碾压等工序，完成对旧路面处理和新路面铺筑摊铺1。长期的施工经验表明，合理应用沥青混凝土路面就地热再生技术，可以有效地提高沥青混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命2。本文结合工程实例，从旧混合料采样方法、旧料分析、再生剂类型与使用剂量、新混合料设计等方面，对就地热再生沥青混合料配比进行优化设计，并从施工前期准备、软化加热、旧路面刨铣、添加新料与复拌、摊铺作业、铺层压实等方面，对就地热再生施工技术进行了分析。1 工程概况某公路路面结构为改性 SBS 沥青 AC-13（4cm）+改性SBS 沥青 AC-20（6cm）+常规沥青 AC-25（6cm）+冷再生（12cm）+水泥稳定碎石（20cm）+级配碎石（32cm）。该公路经历长时间使用后，部分路面产生了裂缝、坑槽、泛油及车辙等病害，为保障路面正常使用，决定采用就地热再生技术对其进行养护改造。沥青路面就地热再生施工技术优化设计及其施工要点何岩（河北省大厂回族自治县公路管理站，河北廊坊065300）摘要：为了提高沥青路面就地热再生的施工质量，结合工程实例，从旧混合料采样方法、旧料分析、再生剂类型与使用剂量、新混合料设计等方面，对就地热再生沥青混合料配比进行优化设计，并从施工前期准备、软化加热、旧路面刨铣、添加新料与复拌、摊铺作业、铺层压实等方面，对就地热再生施工技术要点进行分析。检测结果显示：竣工后该沥青路面各项性能均满足要求，表明该施工技术对于项目顺利完工发挥了重要作用。关键词：高速公路；沥青路面；就地热再生；施工技术表1 旧料不同级配的过筛质量百分比级配/mm0.0750.150.300.601.182.364.759.5013.2016上行质量比/%10.2010.6012.3016.7022.3027.7045.0075.9092.00100下行质量比/%10.5011.5013.1017.7024.1030.6046.1079.2094.80100平均值/%10.3011.1012.7017.2023.2029.2045.6077.5093.40199CM&M 2023.042512.3 再生剂与使用剂量再生剂必须采用符合环保要求的产品，不得使用含有对沥青或混凝土有不利影响的添加剂，并应符合现行国家标准 公路沥青路面施工技术规范（JTGF-40）的有关规定5。使用再生剂时，应采用有资质的单位进行现场试验。再生剂必须采用符合环保要求的产品，不得使用含有对沥青或混凝土有不利影响的添加剂，并应符合现行国家标准公路沥青路面施工技术规范（JTGF-40）的有关规定。使用再生剂时应采用有资质的单位进行现场试验。再生剂的推荐剂量一般为旧沥青料质量的 3%8%。研究表明5，伴随再生剂剂量的降低，沥青软化功能也随之降低，软化点升高，延度和针入度降低。旧沥青混合料要求 25针入度为 4.06.0mm，软化点 60，5延度 20cm。当再生剂添加量为 3%时，针入度、软化点、延度指标均满足规范的要求，且再生剂对沥青混合料功能的影响并不明确，因此遵循尽可能少用再生剂的设计原则，确定以旧沥青质量的 3%作为再生剂的剂量标准。2.4 新混合料设计2.4.1 骨料级配的确定鉴于旧料级配满足该区段的路用要求，以不大幅度调节原级配为原则，在考虑级配对新混合料的功能影响出发，分别进行 A、B、C 等 3 组级配试验6。其中接近旧级配为 A 级配，偏粗的为 B 级配，偏细的为 C 级配，3 个级配具体见表 2 所示。2.4.2 最优新沥青剂量确定通过马歇尔试验进行设计，选择再生混合料最优沥青用量7-8。马歇尔试验目的在于通过对混合料密实度、流值、稳定度等指标进行分析，确定再生新混合料的最优沥青剂量。由于 A、C 级配较为接近，所以该部分设计仅考虑 A 级配和 B 级配。分别对 A、B 级配的 5 种新沥青剂量进行预估。A 级配中，新沥青剂量取3.80%、4.30%、4.80%、5.30%、5.80%共 5 种掺量；B 级配中，新沥青剂量取 1.50%、2.00%、2.50%、3.00%、3.50%共5种掺量。通过马歇尔试验可知，A级配和B级配的新沥青最优用量分别为5.15%和2.42%。应用车辙试验评估再生沥青混合料料高温稳定性，试验检测结果显示，A、B 级配的动稳度DS 值均高于 2800，表明再生沥青混合料的高温性能远大于普通的沥青混合料。A、B 级配间，B 级配动稳度比较低，A 级配混合料的高温稳定性更好。相关规范规定，再生混合料的水稳定性标准为 85%。浸水马歇尔试验显示，A、B 级配的残留稳定度分别为98.40%和 82.44%，B 级配水稳定度比 A 级配低约 10%，而 A 级配水稳定度在两组级配中最好，并且超过规范要求的 85%。分析认为，由于 B 级配的沥青剂量低、混合料间隙率高，造成沥青与骨料之间的黏附性薄弱，因而混合料的抗水损性能不足。A 级配克服了 B 级配存在的不足，具有较优的抗水损性能。2.5 再生混合料配比设计就地热再生施工利用再生重铺机器设备进行施工，为适合再生重铺机器设备的摊铺，建议新老沥青混合料采取 1:9 比例复合，沥青混合料合成级配见表 3 所示。经计算，获得再生沥青混合料 A、B 级配的最优沥青剂量分别是 4.80%和 4.50%。3 就地热再生技术施工要点3.1 施工前期准备就地热再生机器设备必须具备良好的性能。首先，设备要有足够的功率，以保证加热功率的稳定性。其次，要具有适宜的作业速度，以确保就地热再生机组具有较高的作业效率。最后，要有良好的操作性能和运行稳定性，保证设备的良好状态。在选择就地热再生机器设备时，必须根据施工现场实际情况进行选择，要确保其具有足够的功率和良好的性能。施工前，要对特殊路面部位进行预处理，比如清理去除标线，对伸缩缝等区域开展预刨铣，用融热板对伸缩缝进行保护。同时要清理去除旧路面的灌缝材料、橡胶沥青层和微表处面层。试验路长度通常不低于 200m，工前检查装备技术状态，校准装备技术参数。启动正式施工以前，清洁处理原路面。3.2 软化加热就地热再生机组利用柴油燃料进行循环热风加热，加热温度影响刨铣均匀性。通常加热温度要保持在180以上，以降低刨铣对原级配的影响，同时也保障了表2 新沥青混合料级配级配/mm1613.304.752.361.180.600.300.150.0759.50A/%10091.6047.1028.0019.1012.306.905.003.5078.20B/%10079.1017.503.802.201.801.601.401.1051.60C/%10095.8064.4034.2022.7014.308.105.804.1088.10表3 沥青混合料合成级配级配/mm1613.309.504.752.361.180.600.300.150.075A 级配/%10093.2077.6045.7029.2022.8016.7012.1010.509.60B 级配/%10092.0074.9042.8026.7021.1015.7011.6010.109.40C 级配/%10093.6078.6047.5029.7023.2016.9012.201.609.70252工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工旧路沥青得到充分软化，重新获得良好的流动性。案例工程中利用 2 台加热机，加热时发现，加热后的旧路沥青层的温度仍然过低，铣刨容易将旧沥青混合料中的粗集料打碎，加大级配的变异性，进而影响再生沥青混合料的路用性能。因此，施工中改用 3 台加热车预热，现场施工功效显著改善，符合再生沥青混合料级配变异的控制需求。3.3 旧路面刨铣刨铣是就地热再生技术的关键技术环节，直接影响旧料的级配变异性和均匀性，间接影响再生沥青混合料路面功效。选用优质、耐磨的刨铣刀，有利于提高刨铣层基面平整度，保障再生路面新料铺层的均匀性。经中间铣刨鼓喷洒再生剂之后，再生剂和沥青旧料在刨铣罩内充分混合，保证了旧沥青混合料的再生功效。3.4 添加新料与复拌该路段原路面铣刨的旧沥青料利用率为 100%，掺配新沥青混合料为 10%，以改善旧沥青混合料的级配。新混合料在拌合站进行集中拌和，并用卡车运到摊铺现场。拌和站新料拌和速度须合理配置，以确保运输和现场铺筑速率协调，防止发生待机、断料以及积料待卸等问题。掺拌温度对沥青混合料各项性能均有重要影响要素。掺拌温度太低，掺拌相对困难，不能保证沥青与骨料拌和充分，容易造成沥青不能均匀裹附骨料的情况。掺拌温度太高，加快沥青老化反应，混合料功效降低，路面使用寿命会受到一定影响。为保证残留稳定度、间隙率等技术指标符合要求，掺拌温度一般应控制在150以上，初碾压温度应控制在 135以上。3.5 摊铺作业拌和好的再生混合料，由再生料摊铺机摊铺。摊铺时沥青混合料温度应控制在 140左右，一旦温度低于该温度，要及时分析原因并进行处理。要严格控制摊铺机组的摊铺速率，出现铺层不均匀、高度异常或离析时，要及时处理。3.6 铺层压实碾压是沥青再生混合料路面施工的关键工序之一，碾压质量决定路面压实质量。碾压温度控制和碾压方式组合是沥青再生混合料压实质量控制的关键，将直接影响碾压质量和再生路面的技术应用效果。摊铺完成后，先静压、再振动碾压，然后用胶轮压路机揉搓碾压，最后用钢轮压路机碾压找平9。初压、复压、终压的温度，应分别控制在 140以上、130以上、110以上。4 再生混合料路面检测检测平整度IRI指数，应用3m直尺检测路面平整度，共检测 43 段，100%合格率，获得 IRI 均值为 2.2mm。钻芯取样，对路面压实度进行检测，检测结果显示，部分级配 B 的压实度检测点存在不满足要求的情况，级配 A的功效良好，压实度均满足设计要求。厚度检测共计检测 43 个点，厚度误差 2.8mm。检测路面外观，沥青混合料再生路面平整，无显著病害。对路面进行渗水测试，满足面层渗水系数 300ml/min 的设计要求，可见级配A 渗水系数符合设计要求。5 结束语就地热再生工艺具有材料再利用、节约工期、施工便捷、交通影响低等优势。合理应用沥青混凝土路面就地热再生技术，可以有效地提高沥青混凝土路面的使用性能，延长其使用寿命。本文结合工程实例，从旧混合料采样方法、旧料分析、再生剂类型与使用剂量、新混合料设计等方面，对就地热再生沥青混合料配比进行优化设计，并从施工前期准备、软化加热、旧路面刨铣、添加新料与复拌、摊铺作业、铺层压实等方面，对就地热再生施工技术要点进行分析。最后进行再生混合料路面性能检测，检测结果显示：该项目的就地热再生新铺沥青路面的平整度、渗水系数、钻芯厚度和压实度等性能符合设计要求。参考文献1 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):72-74.2 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):31-333 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+102.4 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):38-425 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+38.6 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):114-116.7 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+1348 陈鹏昌,侯剑楠.就地热再生沥青混合料性能影响研究 J.西 部交通科技,2022(9):49-52.9 许文祥,廖浩博.路面就地热再生技术在公路养护中的应用探 讨 J.运输经理世界,2020(9):107-108