就地?zé)嵩偕c超薄罩面組合工藝在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用

摘 要：瀝青路面就地?zé)嵩偕哂锌焖?、便捷、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近些年在國(guó)內(nèi)部分省份道路養(yǎng)護(hù)中得到廣泛應(yīng)用。但工程實(shí)踐表明，就地?zé)嵩偕蟮穆访嬷苯幼鳛榈缆繁砻鎸邮褂?，耐久性普遍較低，易出現(xiàn)路面泛白飛散掉粒、坑槽等病害。在就地?zé)嵩偕A(chǔ)上直接加鋪超薄罩面，可以發(fā)揮就地?zé)嵩偕沫h(huán)保、便捷優(yōu)勢(shì)，又能利用超薄罩面作為保護(hù)層，延緩就地?zé)嵩偕鎸拥男阅芩p，延長(zhǎng)道路使用壽命。通過對(duì)就地?zé)嵩偕墓に噧?yōu)化和對(duì)超薄罩面瀝青混合料的配合比優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)就地?zé)嵩偕c超薄罩面的有效組合，長(zhǎng)期跟蹤觀測(cè)表明具有良好的路用性能。

關(guān)鍵詞：就地?zé)嵩偕?超薄罩面;組合工藝;配合比;養(yǎng)護(hù)工程

中圖分類號(hào)：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）30-0164-04

Abstract： In-situ hot regeneration of asphalt pavement has the advantages of being fast， convenient and environmentally friendly， and has been widely used in road maintenance in some provinces in China in recent years. However， engineering practice has shown that the road surface after geothermal regeneration is directly used as a road surface layer， and its durability is generally low， and diseases such as white， flying particles， and pits are prone to occur on the road surface. Directly adding an ultra-thin cover on the basis of in-situ thermal regeneration can give full play to the environmental protection and convenience advantages of in-situ thermal regeneration， and can also use the ultra-thin cover as a protective layer to delay the performance degradation of the in-situ thermal regeneration surface layer and extend road service life. Through optimizing the process of in-place hot recycling and optimizing the mix ratio of the asphalt mixture for the supermaster overlay， an effective combination of in-place hot recycling and ultra-thin overlay is achieved. Long-term follow-up observation shows that it has good road performance.

Keywords： in-situ hot regeneration; ultra-thin covering; combined process; mix ratio; maintenance engineering

從2002年至今，我國(guó)就地?zé)嵩偕夹g(shù)經(jīng)歷了探索、掌握、提升階段，現(xiàn)在正在步入創(chuàng)新階段[1]。正是在這樣的背景下，熱再生施工設(shè)備和施工技術(shù)逐漸得到發(fā)展和成熟。目前我國(guó)高速公路相繼進(jìn)入大修期，隨著就地?zé)嵩偕夹g(shù)和設(shè)備的日趨成熟，全國(guó)各地公路養(yǎng)護(hù)部門逐漸開展大范圍的就地?zé)嵩偕┕2-3]。

1 工程概述

杭徽高速公路是連接安徽黃山和浙江杭州兩大著名風(fēng)景旅游勝地的重要干線公路，承擔(dān)著連接國(guó)道和省道的干線聯(lián)絡(luò)功能。該高速于2006年12月25日建成通車，截至2017年11月，已通行11年，日平均交通量約26 000輛車。道路結(jié)構(gòu)整體完好，但瀝青路面出現(xiàn)老化剝落和輕微車轍等病害，不及時(shí)處置，病害程度將進(jìn)一步加重，影響道路結(jié)構(gòu)。經(jīng)過多方論證，決定對(duì)部分路段采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)，對(duì)原路面上面層4 cm進(jìn)行就地?zé)嵩偕??？紤]到道路通行時(shí)間較久，原有面層瀝青混凝土老化較為嚴(yán)重，經(jīng)過就地?zé)嵩偕舐访婺途眯噪y以保證，為此決定采用就地?zé)嵩偕c超薄罩面組合工藝，就地?zé)嵩偕耐瑫r(shí)加鋪2 cm超薄罩面，利用超薄罩面對(duì)再生路面進(jìn)行保護(hù)，避免紫外線和空氣對(duì)路面造成的進(jìn)一步老化，同時(shí)封閉雨水滲入，保證路面水穩(wěn)定性，延長(zhǎng)道路使用壽命。

本次就地?zé)嵩偕┕げ捎脧?fù)拌加鋪工藝，再生設(shè)備采用維特根熱再生機(jī)組。設(shè)計(jì)就地再生層厚度為4 cm，原再生層混合料為AC-13，加鋪層厚度為2 cm，加鋪層混合料為SMA-13。再生層與加鋪層同步攤鋪、碾壓。

2 就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)

2.1 舊路面瀝青混合料檢測(cè)

施工前，選取典型段落采用整片開挖法進(jìn)行取樣，樣品深度4～6 cm，單件質(zhì)量50 kg。對(duì)樣品中的瀝青進(jìn)行了抽提回收，并對(duì)回收得到的瀝青進(jìn)行常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)[4]。根據(jù)JTG F41—2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的原路面瀝青25 ℃針入度值不小于2 mm，而試驗(yàn)得出樣品中瀝青的25 ℃針入度值為3.2 mm（表1），大于規(guī)范要求的值2 mm，滿足就地?zé)嵩偕┕さ囊蟆?/p>

同時(shí)對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)行了分析，回收料油石比和級(jí)配見表2。

綜合看來，樣品級(jí)配總體平穩(wěn)，級(jí)配位于AC范圍接近中值，此路段原路面瀝青混合料瀝青用量相對(duì)穩(wěn)定，主要通過添加再生劑改善，在施工過程中應(yīng)隨時(shí)抽檢，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)瀝青用量做出調(diào)整，應(yīng)對(duì)原路面存在的差異性。

2.2 再生劑添加量確定

在上述樣品中摻入不同比例的再生劑，分別進(jìn)行了瀝青三大技術(shù)指標(biāo)檢驗(yàn)（表3），通過分析三大指標(biāo)的變化情況，來確定再生劑最佳摻入比例。

從表3可以看出，隨著再生劑用量的增加，針入度明顯增大，而軟化點(diǎn)降低，按照現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求，新改性瀝青針入指標(biāo)為50～70 mm，軟化點(diǎn)不小于65 ℃，延度不小于25 cm，考慮到此瀝青為使用多年的瀝青，在添加再生劑后，瀝青性能盡可能接近新瀝青性能的原則，選定再生劑摻量為舊瀝青質(zhì)量的6%。

2.3 再生瀝青混合料性能驗(yàn)證

將回收瀝青混合料加熱到150 ℃，拌鍋160 ℃，將回收瀝青混合料與再生劑拌合180 s，將拌合完成的瀝青混合料成型馬歇爾試件，對(duì)體積指標(biāo)和穩(wěn)定度進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表4。經(jīng)再生劑改性，回收瀝青混合料的性能滿足現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范的要求。

3 加鋪超薄罩面瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1 原材料

3.1.1 瀝青

工程SMA采用SK的SBS改性瀝青（I-D），瀝青性能指標(biāo)見表5，改性瀝青滿足技術(shù)要求。

3.1.2 礦料

SMA需使用堅(jiān)硬耐磨的礦料，本項(xiàng)目中采用9.5～16 mm、4.75～9.5 mm的玄武巖作為粗集料，0～4.75 mm的石屑作為細(xì)集料，石灰?guī)r礦粉為填料，各檔礦料篩分結(jié)果見表6。

3.2 瀝青混合料級(jí)配

根據(jù)施工規(guī)范SMA-13的級(jí)配范圍vIkXeNyXSCTPLzOmzdkyUjeepJdr6wsZvcUMky+heqA=，對(duì)合成SMA-13的級(jí)配。在中值附近選取3個(gè)級(jí)配，用經(jīng)驗(yàn)最佳油石比6.1%驗(yàn)證體積指標(biāo)，選取最佳級(jí)配，并對(duì)最佳油石比進(jìn)行驗(yàn)證。最佳級(jí)配曲線如圖1所示，經(jīng)驗(yàn)證最佳油石比為6.2%。

3.3 瀝青混合料性能

對(duì)最佳油石比6.2%的SMA-13瀝青混合料進(jìn)行性能驗(yàn)證，相關(guān)結(jié)果見表7。

從表7可以看出，SMA-13瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂殘留比均滿足技術(shù)要求，具有優(yōu)良的水穩(wěn)定性能，這對(duì)于抵抗水損能力具有顯著作用;動(dòng)穩(wěn)定度超過3 000次/mm，表明其耐高溫變形能力良好，完全滿足表面功能層的力學(xué)要求;滲水系數(shù)滿足要求，保證了路面的封水效果。

4 使用情況觀測(cè)及環(huán)保效益分析

4.1 路況指標(biāo)評(píng)價(jià)

項(xiàng)目于2017年實(shí)施，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。項(xiàng)目完工通車后，管理單位對(duì)該路段進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)6年的跟蹤觀測(cè)，歷年各方向、各車道指標(biāo)均值變化及隨里程變化情況如圖2所示。通車運(yùn)行6年來，路面各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)級(jí)，可見超薄罩面與就地再生復(fù)合結(jié)構(gòu)層路面耐久性優(yōu)良。

4.2 環(huán)保效益分析

從CO2排放量分析，每施工1 m2瀝青路面加鋪型就地?zé)嵩偕夹g(shù)消耗柴油2.769 0 kg（為方便計(jì)算，柴油、液化石油氣按千克計(jì)），消耗電力0.299 4 kW·h，消耗液化石油氣1.65 kg;銑刨重鋪技術(shù)消耗柴油5.857 0 kg，消耗電力0.598 7 kW·h;罩面技術(shù)消耗柴油4.498 1 kg，消耗電力0.598 7 kW·h。查閱相關(guān)書籍，柴油CO2排放系數(shù)為2.73，液化石油氣CO2排放系數(shù)為1.75，而節(jié)約1 kW·h電則減少CO2排放0.997 kg。按照上述系數(shù)，計(jì)算3種瀝青路面維修技術(shù)CO2排放情況（圖3）。從圖中可知，就地?zé)嵩偕夹g(shù)與銑刨重鋪技術(shù)相比，減少35%的CO2排放量，與罩面技術(shù)相比，減少16.5%的CO2排放量。

5 結(jié)束語(yǔ)

加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)作為就地?zé)嵩偕夹g(shù)的一種，不僅能對(duì)瀝青路面表層病害進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)維修，還在舊瀝青混合料上加鋪了一層新瀝青混合料，進(jìn)一步提高和改善了原路面性能。同時(shí)，該技術(shù)與罩面和銑刨重鋪等傳統(tǒng)施工工藝相比，具有較好的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。面對(duì)越來越差的地球環(huán)境，一方面需加快對(duì)該類新型綠色、環(huán)保養(yǎng)護(hù)技術(shù)的掌握與推廣，另一方面需按照中國(guó)的道路環(huán)境，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行革新，擴(kuò)大適用范圍，從而為國(guó)家節(jié)能減排任務(wù)以及“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 范偉斌，張義甫.瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)研究與應(yīng)用[M].北京：人民交通出版社，2019.

第一作者簡(jiǎn)介：曾勇軍（1977-），男，高級(jí)工程師。研究方向?yàn)楦咚俟方ㄔ炫c養(yǎng)護(hù)。

*通信作者：趙曉濤（1987-），男，工程師。研究方向?yàn)榈缆凡牧稀?/p>