劉郁貞，常愛國(guó),楊健民

（1.山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030032；2.山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006；3.重慶交通大學(xué),重慶 400074）

1 HIR技術(shù)的機(jī)組構(gòu)成和施工工藝

瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)（Hot In-Place Recycling，HIR）是用于瀝青路面表面病害進(jìn)行修復(fù)的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，主要針對(duì)路面上面層車轍、表面龜裂等常見病害并進(jìn)行修復(fù)，舊料可以100%回收利用，與傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護(hù)相比，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著[1-4]。

可修復(fù)路面病害主要是裂縫類、變形類和表面損壞情況。a）裂縫類包括橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和反射裂縫，裂縫嚴(yán)重時(shí)尤其是反射裂縫需要在施工前對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)；b）變形類病害主要有車轍、波浪、沉陷和推移等不嚴(yán)重的病害，變形類病害嚴(yán)重時(shí)需要進(jìn)行預(yù)銑刨處理；c）表面損壞主要有松散、坑槽、磨損、露骨、泛油和脫皮等輕微病害，松散類病害的深度超過再生施工深度時(shí)需在施工前對(duì)病害進(jìn)行補(bǔ)挖。

下面就該技術(shù)的機(jī)組組成情況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。本段養(yǎng)護(hù)施工使用熱風(fēng)循環(huán)加熱方式的遼寧鞍山森遠(yuǎn)再生機(jī)組，加熱機(jī)組構(gòu)成如圖1所示。加熱機(jī)組構(gòu)成為2～3臺(tái)加熱機(jī)、1臺(tái)銑刨機(jī)、1臺(tái)復(fù)拌機(jī)。其他相關(guān)施工機(jī)械包括攤鋪機(jī)、瀝青混合料運(yùn)輸車、小型銑刨機(jī)、壓路機(jī)等設(shè)備[2-5]。

圖1 就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組組成

具體的施工環(huán)節(jié)為：加熱機(jī)組將原路面加熱到180℃左右，加熱銑刨機(jī)將規(guī)定再生深度范圍的材料加熱并銑刨成堆，在自卸車將新料加入到加熱復(fù)拌機(jī)料斗后，復(fù)拌機(jī)按照試驗(yàn)新料添加比例進(jìn)行添加，并將新舊混合料拌和均勻后添加到攤鋪機(jī)料斗中，攤鋪機(jī)組按照規(guī)定方法進(jìn)行攤鋪碾壓完成再生施工。

施工工藝流程見圖2所示。

2 HIR關(guān)鍵技術(shù)

以下從HIR關(guān)鍵技術(shù)的新添混合料配比設(shè)計(jì)和添加量的確定、加熱溫度的控制和再生現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)檢驗(yàn)3個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行介紹[6]。

a）新添混合料的配比是通過舊路面材料取樣和試驗(yàn)并進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)原材料的混合料級(jí)配、瀝青性能及含量進(jìn)行檢測(cè)，具體取樣試驗(yàn)方法按照再生相關(guān)規(guī)范進(jìn)行；然后根據(jù)原材料的評(píng)價(jià)來確定新添混合料的配比、新混合料添加量和添加劑的添加比例等指標(biāo)；最后檢測(cè)再生后材料的性能，通過室內(nèi)預(yù)估和現(xiàn)場(chǎng)材料的試驗(yàn)檢測(cè)來確定再生材料的性能，對(duì)后期的施工指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，保證施工的質(zhì)量。

圖2 HIR施工流程圖

再生后試驗(yàn)路的檢測(cè)項(xiàng)目主要有：再生材料的技術(shù)指標(biāo)、混合料配比、穩(wěn)定度、流值、凍融劈裂強(qiáng)度等。檢測(cè)其是否滿足設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范的要求。

b）施工過程中溫度控制是保證再生后路面性能的關(guān)鍵。在施工過程中要保證加熱機(jī)的加熱溫度、新混合料到場(chǎng)的溫度、新舊混合料拌和后的溫度以及攤鋪溫度符合規(guī)范要求。

加熱機(jī)組的溫度控制要求：一般將混合料的加熱溫度控制在170～180℃，攤鋪溫度在120～135℃之間，碾壓溫度在100～120℃之間[7]。再生機(jī)組的加熱是燃燒汽油加熱循環(huán)氣體對(duì)路面的直接加熱來實(shí)現(xiàn)的，它通過機(jī)組行走速度和人工的溫度測(cè)控來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。

在不同的環(huán)境條件下（包括路面周圍的溫度環(huán)境和路面病害情況等），為使施工溫度符合要求，施工作業(yè)的速度應(yīng)對(duì)應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。作業(yè)速度直接影響原路面的加熱時(shí)間，加熱時(shí)間來控制材料的加熱溫度。

作業(yè)過程中隨時(shí)跟蹤各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的溫度是否達(dá)到要求，主要包括加熱后路面的溫度、銑刨面的溫度、銑刨后料堆的溫度、復(fù)拌后材料的溫度和作業(yè)攤鋪碾壓溫度等。以便現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)施工，從源頭上保證施工的質(zhì)量。

c）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)方法按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》進(jìn)行，主要檢測(cè)路面摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)、路面平整度和壓實(shí)度等指標(biāo)。

3 原路面基本狀況

侯平高速公路運(yùn)城段于2001年建成通車，雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速80 km/h。路面結(jié)構(gòu)層為：上面層4 cmAC-13I細(xì)粒式瀝青混凝土，中面層5 cm AC-20I中粒式瀝青混凝土，下面層6 cm AC-25I粗粒式瀝青混凝土。營(yíng)運(yùn)12年來交通流量大，重載車輛多，造成了路面車轍、裂縫、坑槽等常見病害較為嚴(yán)重。在2008—2010對(duì)該路段進(jìn)行了1 cm厚的微表處養(yǎng)護(hù)，對(duì)龜裂、網(wǎng)裂等嚴(yán)重地段進(jìn)行了銑刨重鋪施工，但在車載的反復(fù)作用下病害仍然較為嚴(yán)重。經(jīng)路面病害調(diào)查分析，行車道部分的裂縫較多，主要原因是在常年重載交通作用下，路面承載力不足導(dǎo)致的；龜裂病害主要出現(xiàn)在行車道輪跡帶處，主要原因是瀝青老化引起的疲勞損傷所致。因此決定對(duì)該路段采用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行處治。新料添加比例經(jīng)過試驗(yàn)確定為12%。

4 施工過程中的溫度控制

在施工一天中的氣溫會(huì)隨著時(shí)間不斷變化，太陽(yáng)光照射路面會(huì)引起路面內(nèi)一定深度范圍內(nèi)的溫度升降，導(dǎo)致施工溫度環(huán)境的變化，因此要根據(jù)不同的溫度變化對(duì)機(jī)群的作業(yè)速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整才能保證施工快速和施工的質(zhì)量[8]。本文采取了一天當(dāng)中30℃、40℃、50℃3個(gè)溫度條件下的作業(yè)速度，每個(gè)溫度條件下隨機(jī)選取兩個(gè)樁號(hào)測(cè)量其作業(yè)速度，并將結(jié)果列于表1中。

表1 3種溫度環(huán)境下的作業(yè)速度

圖3列出了在這3種溫度條件下3臺(tái)加熱機(jī)加熱過后路面的溫度（使用紅外溫槍測(cè)定）。每個(gè)樁號(hào)測(cè)量5個(gè)點(diǎn)，實(shí)際發(fā)現(xiàn)在這3種環(huán)境溫度下的作業(yè)速度都滿足再生規(guī)范要求[6]。

圖3 3種溫度下3臺(tái)加熱機(jī)加熱后路面溫度曲線

對(duì)應(yīng)樁號(hào)的銑刨溫度數(shù)據(jù)列于表2。

表2 銑刨后銑刨面的溫度 ℃

對(duì)應(yīng)樁號(hào)復(fù)拌后的混合料溫度列于表3。

表3 復(fù)拌后混合料溫度 ℃

對(duì)應(yīng)樁號(hào)攤鋪前混合料溫度列于表4。

表4 攤鋪前混合料溫度 ℃

通過對(duì)施工過程中的溫度控制和再生后路面各個(gè)指標(biāo)的試驗(yàn)質(zhì)量檢測(cè)，都符合規(guī)范的要求。

5 結(jié)論

施工后經(jīng)過1年時(shí)間的使用，路面使用狀況良好，沒有出現(xiàn)新的病害，說明瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)這種快速的路面修復(fù)技術(shù)在施工后整體平整度良好且施工成本較低；熱風(fēng)循環(huán)加熱方式對(duì)環(huán)境污染較其他加熱方式小，其在大面積處治路面病害中作業(yè)速度快，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，作業(yè)速度可以達(dá)到2～6 m/s；并且其施工只占用1個(gè)車道，作業(yè)完成溫度達(dá)到要求后即可開放交通，所以對(duì)交通的影響小；就地?zé)嵩偕夹g(shù)在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中正在不斷地?cái)U(kuò)大推廣應(yīng)用。