沥青路面就地热再生在京津塘 高速公路的实践

沥青路面就地热再生在京津塘 高速公路的实践 (华北高速公路股份有限公司 沈国平) 1． 前言 沥青路面再生技术，是将需要翻修或废弃 的旧沥青路面材料，经翻挖、回收、再生并添 加适量新沥青或新沥青混合料，形成具有良好 路用性能的再生沥青混合料，经重新摊铺成沥 青路面的整套技术。 上世纪7O年代初，美国受石油危机的影响 以及环保法的制约，就开始了沥青路面再生技 术的研究，从1974年开始全国大量推广该技术。 到1985年，全美国再生沥青混合料的用量就达 6 2亿吨， 占全部沥青混合料的近一半。 欧洲、日本等国对沥青路面的再生技术也 相当重视，不但对沥青路面再生技术有较深入 的研究，编写出版了相应的施工规范或技术指 南，而且还开发了用于IB路面现场施工的就地 热再生成套机组，使得沥青路面的再生更加方 便。 1982年，国家交通部科技局将沥青路面再 生技术作为重点科技项目立项。通过大量的试 验研究，对沥青路面的再生、再生沥青混合料 的设计方法、再生剂的技术指标等的研究均取 得了突破性的进展。9O年代开始大规模修建高 速公路至今，我国有相当一部分高速公路已到 了或即将到了需要进行沥青路面维修的时候。 因此沥青路面就地热再生技术的研究、推广日 益显得重要，它将为我国沥青路面的养护特别 是高速公路沥青路面的养护发挥重要作用。 沥青路面再生技术能够节约大量的沥青和 砂石材料，节约工程经费，特别是砂石材料缺 乏地区，其直接的经济效益尤为显著；另一方 面，由于大量的砂石材料和沥青的利用，大大 地减少了环境污染， 节约了资源，减少了砂石 材料开采时对环境的破坏， 因此，具有显著的 社会效益。 2． 沥青的老化与再生 在运输、施工和沥青路面的使用过程中， 沥青受到温度、光照、雨水以及交通荷载等各 种因素的作用，会发生一系列物理、化学变化， 如蒸发、氧化、脱氧、缩合等，使沥青的化学 组成发生变化，同时也使沥青的物理力学性能 发生变化，如针入度减小，延度减小，软化点 提高，致使沥青路面脆硬、开裂乃至损坏。这 种沥青性质随着温度、光照的变化而变化的现 象称为沥青老化。沥青再生从理论上讲，是沥 青老化的逆过程， 即是将沥青老化过程中损失 的一部分成分添加进去， 改变IB沥青的物理力 学指标，将旧沥青恢复到新沥青或接近新沥青 的物理力学指标。从流变学的观点来看， 旧沥 青再生的方法可以归结为以下两点： ① 将IB沥青的粘度调节到所需要的粘度 范围以内； ② 将旧沥青的复合流动度予以提高，使旧 沥青重新获得良好的流变性能。 3． 沥青路面热再生适应条件 沥青路面热再生有其与之相适用的客观条 件，并不是所有的沥青路面均可采用该技术。 适合采用沥青路面热再生技术的公路应符合以 下条件： · 路基及路面基层质量良好。由于沥青路 面热再生修复， 无法改善面层以下的下面层、 基层和路基的质量。 · 路面弯沉满足要求。沥青路面热再生无 法改善路面的弯沉。 · 旧沥青路面的平均厚度>5cm。 · 车辙深度一般小于5cm。 · 龟裂率<40％ (如果仅仅是沥青路面表 层龟裂， 其下面层未龟裂， 不受此限制； 当龟 裂深度普遍到达了下面层，应事先予以处理)。 · 旧沥青的针入度一般>20(0+lmm)。 4． 室内试验 沥青路面热再生室内试验包括： 旧路面沥 青性能试验，旧路面沥青混合料试验，再生剂 掺加量试验，再生沥青混合料配合比试验，再 生沥青混合料性能检验试验。 4．1旧路面沥青性能试验 4．1．1现场取样 取样部位 路面状况描述 牙 K1 l 5+200 轻度车辙 车 j K11 5+300 严重龟裂、中度车辙 、取料松散 道f KI1 5+400 严重龟裂、中度车辙、取料松散 遥 } KII5+200 路面状况良好．有轻度车辙 车I K1I 5+300 路面状况良好 ． 有轻度车辙 道{ K11 5+400 路面状况良好 ． 有轻度车辙 取样深度为5cm，各取40-~50kg，洗净、 晒干备用。 4．1．2 旧沥青性能试验 将取样加热松散，用三氯乙烯浸泡、溶解 后进行离心抽提试验，然后用阿布森法回收沥 青，对回收沥青作针入度、软化点、延度三大 7 指标试验。 日路面回收沥青常规实验结果 表2 超车道 行车道 行车道 AH．90 试验项目 Kll，唧 Kll， o0 Kll，咖 ．~ -grt,fN l 5℃ l 5 l4 l3 24 针入度 25℃ 30 29 26 86 『ol啪 35℃ 56 54 53 202 延度 ：5℃ l 5 l 5 l 7 >l00 (cm) l 5℃ ) 4 7 >lo0 软化点(℃) 64 2 64 6 67 46 5 溶解度f％ 96 5 96 6 96 5 99 8 密度 g／alI l O67 l 069 l 067 l 008 路面状况 良好 龟裂、车辙 龟裂、车辙 注：表中壳牌沥青指标由壳牌公司提供。 京津塘高速公路路面施工时采用的AH．90 壳牌沥青，从旧沥青的抽提试验可以看出，旧 路面沥青已经深度老化，其抵抗变形的能力大 大降低，不利于抵抗低温开裂。 4．2旧沥青再生试验 将旧沥青按不同比例加入再生剂或新沥 青，充分拌和下静置24h，然后试验其三大指标。4．3旧路面沥青混合料试验 沥青路面在车辆荷载和自然环境因素的反 复作用下， 引起颗粒疲劳损伤和破碎， 导致混 合料级配发生变化，路用性能下降。 了解旧路面沥青混合料的级配， 是为了确 定新加沥青混合料的级配， 以便使再生混合料 具有良好的级配。 4．4 再生沥青混合料配合比设计 再生沥青混合料配合比设计包括：再生剂 掺量的确定，新沥青掺量的确定， 掺加新沥青 混合料级配的确定以及再生沥青混合料的检 验。 再生剂的掺量前节已确定。 路面经过多年使用，在各种自然因素和车 轮荷载的作用下，沥青含量往往会减少，特别 是龟裂严重的地方。旧沥青路面再生不但要恢 复旧沥青性能，还要恢复沥青的含量。新沥青 掺量的确定，可以参考旧路面施工时的竣工资 料中沥青含量与现在抽提沥青含量的差以及再 生剂掺量来综合确定， 新沥青的掺加可以按一 定比例掺加在再生剂里，和再生剂一起掺加到 旧沥青混合料中去，这样可使再生剂、新沥青 均匀地掺加到旧沥青中。 由于旧路面往往会产生车辙，施工前做路 况调查，测算车辙的平均深度，按车辙深度估 算需掺加的新沥青混合料的比例，按此比例和 抽提的旧沥青路面的级配确定掺新沥青混合料 的级配。 按确定好的再生剂的用量、掺加新沥青的 用量、掺加新沥青混合料的用量，与旧路面沥 青混合料一起拌和，形成再生沥青混合料。将 再生沥青混合料做马歇尔试验， 测试相应的各 项技术指标：稳定度、流值、孔隙率、残留稳 定度、车辙试验。 5． 就地热再生施工与质量控制 (1)再生剂添加量的控制 尽管实验室确定了再生剂量的最佳掺加剂 量， 但现场施工能否做到掺加准确， 是热再生 质量控制的关键之一，施工技术人员通过一段 时闯的施工，要积累经验，根据旧路面非均匀 8 性情况(车辙深度、龟裂情况、是否泛油等)， 适时调节再生剂的掺加剂量。试验人员要经常 取样做试验，验证再生剂掺加量是否准确，切 实指导施工。 (2、旧路面加热温度控制 旧路面加热到合适的温度，既能保证热再 生质量， 又能获得良好的工程进度。如果再生 机组速度过快，旧路面加热温度不够，复拌机 铣刨时会破坏骨料，拌和也会不均匀， 骨料离 析、碾压困难。 (3)铣刨深度要均匀 专人负责铣刨深度，确保铣刨深度要均匀， 这是获得满意热再生质量的关键工序之一。 (4)纵向接缝质量控制 有时往往只对一个车道进行再生维修，这 样热再生路面和旧路面就有两条纵向接缝，纵 向接缝是否良好是热再生施工质量好坏的又一 关键。要确保接缝质量，必须确保加热的宽度 比再生铣刨的宽度有足够的富余，保证接缝处 旧路面有足够的温度。另一方面， 热再生摊铺 要确定好松铺系数，做到碾压密实后，接缝平 顺、密实，无松散现象。

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