公路瀝青路面原地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)研究

王學(xué)忠,張 斌

（信豐縣交通運(yùn)輸局,江西 信豐 341600）

0 序言

原地?zé)嵩偕夹g(shù)是利用專業(yè)熱再生機(jī)組裝備，對舊瀝青路面進(jìn)行加熱、刨銑、翻松，摻加再生劑和一定比例新瀝青，復(fù)拌形成新瀝青復(fù)合料，通過攤鋪、碾壓等工序，完成對舊路面處理和新路面鋪筑。某路面在對病害路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時運(yùn)用了原地?zé)嵩偕夹g(shù)，施工周期短，并經(jīng)檢測其施工后的質(zhì)量完全符合預(yù)期。該文重點圍繞該技術(shù)在工程中的具體運(yùn)用展開討論。

1 工程概況

某公路路面結(jié)構(gòu)：改性SBS瀝青AC-13（4 cm）+改性SBS瀝青AC-20（6 cm）+常規(guī)瀝青AC-25（6 cm）+冷再生（12 cm）+水泥穩(wěn)定碎石（20 cm）+級配碎石（32 cm）。該公路經(jīng)歷長時間使用后，部分路面產(chǎn)生了裂縫、坑槽、泛油及車轍等病害，為保障路面正常使用，決定采用原地?zé)嵩偕夹g(shù)對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2 原地?zé)嵩偕鸀r青復(fù)合料配比設(shè)計

2.1 舊復(fù)合料采樣方法

舊料采樣，一般經(jīng)歷3個過程，首先在不影響級配的前提下，對舊路面進(jìn)行切割、取料；而后對所取舊料給予清洗，區(qū)分上下面層，選擇合適的溫度進(jìn)行烘軟處理；最后將烘軟舊料掰碎，取得上面層舊料，進(jìn)行分析。

2.2 舊料分析

分析舊料，一是檢測舊料的級配，分析其是否滿足路面功效要求，為再生復(fù)合料級配設(shè)計提供技術(shù)資料；二是查驗舊料的性能指標(biāo)是否符合規(guī)范要求。案例工程中舊料不同級配的分析結(jié)果具體見表1所示。

表1 舊料不同級配的過篩質(zhì)量百分比

通過對舊料不同級配進(jìn)行過篩分析發(fā)現(xiàn)：0.075 mm開始高出設(shè)計級配的高限，是因為長時期載荷影響下，粗骨料細(xì)化造成的。2.36 mm的過篩率低于40%，系屬AC-13C型。而公路所在地區(qū)雖然年均氣溫多在17.10～17.80 ℃之間，但在盛夏時常出現(xiàn)40 ℃以上的極端高溫，氣溫變幅波動較大，此級配滿足應(yīng)用要求，不需要大幅調(diào)整[1]。

2.3 再生劑與使用劑量

再生劑的推薦劑量一般為舊瀝青料質(zhì)量的3%～8%，該次試驗選擇0.01、0.03、0.05、0.07等4個標(biāo)準(zhǔn)作為試驗設(shè)計劑量。研究表明，伴隨再生劑劑量的降低，瀝青軟化功能也隨之降低，軟化點升高，延度和針入度降低。舊瀝青恢復(fù)值SBS I-D 類要求是：25 ℃針入度 40～60（0.1 mm），軟化點≥ 60 ℃，5 ℃延度≥20 cm，所以就再生劑3%的劑量而言，3項指標(biāo)均基本是規(guī)范的最低值狀態(tài)，且再生劑對復(fù)合料功能的影響并不明確，因此遵循盡可能少用再生劑的設(shè)計原則，確定以舊瀝青質(zhì)量的3%作為再生劑的劑量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 新復(fù)合料設(shè)計

2.4.1 骨料級配的確定

由于舊料級配滿足該區(qū)段的路用要求，以不大幅度調(diào)節(jié)原級配和考慮級配對新復(fù)合料的功能影響出發(fā)，分別進(jìn)行A、B、C，3組級配試驗。其中接近舊級配是A級配，偏粗的是B級配，偏細(xì)的是C級配，3個級配具體見表2所示。

表2 新瀝青復(fù)合料級配

2.4.2 最優(yōu)新瀝青劑量

通過馬歇爾試驗進(jìn)行設(shè)計選擇再生復(fù)合料最優(yōu)瀝青用量。馬歇爾試驗?zāi)康脑谟谕ㄟ^對復(fù)合料密實度、流值、穩(wěn)定度等指標(biāo)進(jìn)行分析，確定再生新復(fù)合料的最優(yōu)瀝青劑量。由于A、C級配較為接近，所以該部分設(shè)計僅考慮A級配和B級配。

首先分別對A、B級配的5個瀝青劑量水平進(jìn)行預(yù)估。A級配中，新瀝青劑量取3.80%、4.30%、4.80%、5.30%、5.80% 5個水平；B級配中，新瀝青劑量取1.50%、2.00%、2.50%、3.00%、3.50% 5個水平。通過馬歇爾試驗，A級配和B級配的新瀝青最優(yōu)用量分別取5.15%和2.42%。

應(yīng)用車轍試驗評估再生瀝青復(fù)合料高溫穩(wěn)定性，試驗檢測結(jié)果顯示，A、B級配的動穩(wěn)度DS值均高于2 800，表明再生瀝青復(fù)合料的高溫性能要遠(yuǎn)大于普通的瀝青復(fù)合料。A、B級配間，B級配動穩(wěn)度比較低，所以A級配復(fù)合料的高溫穩(wěn)定性更好。

規(guī)范規(guī)定再生復(fù)合料的水穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)是85%，浸水馬歇爾試驗顯示，A、B級配分別具有98.40%和82.44%的殘留穩(wěn)定度，B級配水穩(wěn)定度比A級配低約10%，而A級配水穩(wěn)定度在兩組級配中最好也超過規(guī)范的85%標(biāo)準(zhǔn)。是由于B級配的瀝青劑量低，復(fù)合料的間隙率高、造成瀝青與骨料之間的黏附性薄弱，因而復(fù)合料的抗水損性能不足。A級配克服了的B級配不足，應(yīng)用比較細(xì)密的再生瀝青復(fù)合料，因而具有較優(yōu)的抗水損功效。

2.5 再生復(fù)合料配比設(shè)計

原地?zé)嵩偕┕だ迷偕劁仚C(jī)組進(jìn)行施工，為適合再生重鋪機(jī)組攤鋪，建議新老瀝青復(fù)合料采取1∶9比例復(fù)合，瀝青復(fù)合料合成級配見表3所示[2]。

表3 基于質(zhì)量百分比的瀝青復(fù)合料合成級配

由于新老復(fù)合料采取1∶9比例復(fù)合配制，可以計算獲得再生瀝青復(fù)合料A、B級配的最優(yōu)瀝青劑量分別是4.80%和4.50%。

3 原地?zé)嵩偕夹g(shù)施工流程

3.1 施工前期準(zhǔn)備

（1）對翻漿或毀損嚴(yán)重的區(qū)段，應(yīng)提前進(jìn)行挖補(bǔ)處理，對車轍比較深區(qū)段，進(jìn)行必要的刨銑。

（2）施工前，要對特殊路面部位進(jìn)行預(yù)處理，比如清理去除標(biāo)線、對伸縮縫等區(qū)域開展預(yù)刨銑、用融熱板對伸縮縫進(jìn)行保護(hù)。

（3）清理去除舊路面的灌縫材料、橡膠瀝青層和微表處面層。

（4）試驗路長度通常不低于200 m，工前檢查裝備技術(shù)狀態(tài)，校準(zhǔn)裝備技術(shù)參數(shù)。

（5）啟動正式施工以前，清潔處理原路面。

3.2 軟化加熱

原地?zé)嵩偕鷻C(jī)組利用柴油燃料進(jìn)行循環(huán)熱風(fēng)加熱，加熱溫度影響刨銑均勻性，溫度通常要保持在180 ℃以上，從而降低刨銑對原級配的影響，同時也保障了舊路瀝青得到充分軟化，重新獲得良好的流動性。案例工程中利用2臺加熱機(jī)加熱時，發(fā)現(xiàn)加熱后的舊路瀝青層的溫度仍然過低，銑刨時容易把舊瀝青復(fù)合料中的粗集料打碎，加大級配的變異性，進(jìn)而影響再生瀝青復(fù)合料的路用功效。所以，施工過程中改為3臺加熱車預(yù)熱，現(xiàn)場施工功效顯著改善，符合再生瀝青復(fù)合料級配變異的控制需求。

3.3 舊路面刨銑

刨銑是原地?zé)嵩偕夹g(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，直接影響舊料的級配變異性和均勻性，間接影響再生瀝青復(fù)合料路面功效。

銑刨機(jī)組應(yīng)用轉(zhuǎn)子式技術(shù)，刨銑刀具耐磨，刨銑層基面平整度高，有利于保障再生路面新料鋪層的均勻性，利于新路面形成和維護(hù)強(qiáng)度。經(jīng)中間銑刨鼓噴灑再生劑，之后瀝青面層被刨銑，在刨銑罩內(nèi)，再生劑和瀝青舊料進(jìn)行充分混合，保證了舊瀝青復(fù)合料的再生功效。

3.4 添加新料與復(fù)拌

案例路段原路面銑刨的舊瀝青料利用率100%，摻配新瀝青復(fù)合料10%，以改善舊瀝青復(fù)合料的級配。新復(fù)合料在拌和站進(jìn)行集中拌和，并用卡車運(yùn)到攤鋪現(xiàn)場，拌和站新料拌和速度須合理配置，以與運(yùn)輸和現(xiàn)場鋪筑速率相協(xié)調(diào)，保證操作的連續(xù)性，防止發(fā)生待機(jī)、斷料，也要避免積料待卸情況的發(fā)生。

摻拌溫度是瀝青復(fù)合料各項功效的重要影響要素。當(dāng)摻拌溫度太低時，摻拌相對困難，不能保證瀝青與骨料拌和充分，造成瀝青不能均勻裹附骨料的情況，復(fù)合料功效會因此大受影響。摻拌溫度太高時，加快瀝青老化反應(yīng)，復(fù)合料功效降低，路面使用壽命會受到影響。為保證殘留穩(wěn)定度、間隙率等技術(shù)指標(biāo)符合要求，摻拌溫度一般應(yīng)控制在150 ℃以上，初碾壓溫度應(yīng)控制在135 ℃以上。

3.5 攤鋪作業(yè)

拌和好的再生復(fù)合料，由再生料攤鋪機(jī)攤鋪，其中攤鋪高度由高度感受器監(jiān)視控制。攤鋪時瀝青復(fù)合料溫度應(yīng)控制在140 ℃左右，一旦溫度低于該溫度，要及時分析原因并給予處理。要按施工機(jī)組的性能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，尤其要控制施工機(jī)組的行進(jìn)速率，注意檢查攤鋪功效，出現(xiàn)不攤鋪均勻、高度異常或離析時，要及時處理。

3.6 鋪層壓實

碾壓是瀝青再生復(fù)合料路面施工的關(guān)鍵工序之一，碾壓質(zhì)量決定路面壓實質(zhì)量。碾壓溫度和碾壓方式組合是瀝青再生復(fù)合料壓實質(zhì)量控制的關(guān)鍵，將直接影響碾壓質(zhì)量和再生路面的技術(shù)功效。攤鋪完成后，先用壓路機(jī)靜壓，再用振動碾壓，并用膠輪揉搓碾壓，最后用光輪碾壓找平。初壓、復(fù)壓、終壓的溫度，分別控制在140 ℃以上、130 ℃以上、110 ℃以上。

4 再生復(fù)合料路面功效檢測

案例工程完成鋪筑后，對路面進(jìn)行了以下檢測。

（1）平整度。檢測平整度IRI指數(shù)，應(yīng)用3 m直尺檢測分析路面平整度，共檢測43段，100%合格率，獲得IRI均值為2.2 mm。

（2）壓實度。鉆芯取樣對路面壓實度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果顯示，部分級配B的壓實度檢測點存在不滿足要求的情況，級配A的功效良好，壓實度均滿足設(shè)計要求。面層鉆芯檢測結(jié)果見表4所示。

表4 面層芯鉆取樣檢測結(jié)果

（3）厚度。共計測點檢測43個點，厚度誤差2.8 mm。

（4）路面外觀。瀝青復(fù)合料再生路面平整，無顯著病害。

（5）滲水系數(shù)。對路面進(jìn)行滲水測試，測試結(jié)果見表5所示。設(shè)計要求面層滲水系數(shù)≤300 ml/min，可見級配A滲水系數(shù)符合設(shè)計要求，其他檢測項目及結(jié)果見表6所示[3]。

表5 再生路面滲水系數(shù)

表6 案例原地?zé)嵩偕访娆F(xiàn)場檢測項目與結(jié)果

5 結(jié)語

綜上，基于工程案例實用，介紹了公路瀝青路面原地?zé)嵩偕夹g(shù)在工程中的運(yùn)用，主要介紹了以下技術(shù)要點：

（1）原地?zé)嵩偕鸀r青復(fù)合料配比設(shè)計，包括舊料采樣分析、再生劑和新加瀝青使用劑量、再生復(fù)合料配比設(shè)計等技術(shù)點。

（2）原地?zé)嵩偕鸀r青復(fù)合料路面施工技術(shù)，包括工前準(zhǔn)備、舊路軟化加熱、刨銑、添加新料與復(fù)拌、攤鋪作業(yè)、新鋪層壓實等技術(shù)點。

（3）進(jìn)行了再生復(fù)合料路面功效檢測，案例原地?zé)嵩偕落仦r青路面的平整度、滲水系數(shù)、鉆芯厚度和壓實度等功效符合設(shè)計要求。原地?zé)嵩偕に嚲哂胁牧显倮谩⒐?jié)約工期、施工便捷、交通影響低等優(yōu)勢。