王 芳，張 帥

（1.山西欣奧特自動化工程有限公司，山西 太原 030012；2.山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)是利用高度機械化的一整套設(shè)備，通過對原路面預(yù)熱、打碎銑刨，再加入符合要求的新瀝青、新骨料以及瀝青再生劑，通過邊拌邊鋪邊成型碾壓的形式，實現(xiàn)路面的翻新工作。2015年，侯禹高速采用就地?zé)嵩偕幹?，處治面積共計62 792 m2。就地?zé)嵩偕夹g(shù)在山西省內(nèi)施工的成功經(jīng)驗不多，施工工藝相對不完善。本文以該路段就地?zé)嵩偕鸀檠芯繉ο?，對再生劑摻量、配合比設(shè)計、施工工藝及其控制要點進行施工質(zhì)量控制研究，并對溫度這一核心要素的影響進行詳細闡述。

1 原材料

1.1 瀝青

回收舊瀝青混合料（RAP）選擇的是侯禹高速公路現(xiàn)場熱銑刨料，對回收的RAP進行瀝青抽提試驗[1]，其舊瀝青含量占混合料總量的4.5%。其四組分含量分別是瀝青質(zhì)25.69%、飽和分16.25%、芳香分20.73%、膠質(zhì)37.33%，見表1。根據(jù)RAP的使用性狀，本項目采用的新瀝青是東海70號石油瀝青。

表1 舊瀝青的四組分

1.2 集料及配合比設(shè)計

通過舊RAP礦料的篩分試驗得出舊礦料存在細集料多的問題，集料在0.075～0.15 mm區(qū)間大于施工設(shè)計的最大值要求。試驗分析其含量過多主要是因為粗集料在車載作用下不斷磨耗、破損，進而出現(xiàn)粗集料的細化。工程中采用添加新集料、礦粉和舊集料混合的方式得到需要的新混合料，篩分通過率和合成級配見表2和圖1。

表2 篩分通過率 %

圖1 混合料合成級配

1.3 再生劑

本實驗選用的是某廠生產(chǎn)的1100號再生劑，因再生劑在混合料中主要起到調(diào)節(jié)老化瀝青性能的作用，故需對其不同摻量再生劑的瀝青性能進行比對來決定工程實際用量，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)瀝青延度試驗準確度不一致，故選用軟化點和針入度作再生劑摻量的參考值，最終再生劑用量為5%，具體數(shù)據(jù)見表3。

表3 再生劑用量的應(yīng)用效果

2 就地?zé)嵩偕┕すに?/h2>

清理路面無明顯雜物，采用紅外線加熱設(shè)備對破損老化的待施工路面進行預(yù)熱，保證路面加熱過程中瀝青不被過度老化，然后采用翻松設(shè)備按照施工設(shè)計要求將路面耙松到規(guī)定深度，再將耙松的舊瀝青混合料回收到雙臥軸攪拌設(shè)備當(dāng)中[2]，添加新瀝青、再生劑、級配骨料、礦粉等新材料到攪拌設(shè)備中，在攪拌設(shè)備中一起拌合均勻后將新拌瀝青混合料輸送到攤鋪板上，再將新拌瀝青混合料按規(guī)定尺寸進行整體攤鋪壓實。

3 就地?zé)嵩偕┕た刂埔c

就地?zé)嵩偕杼貏e注意材料的性能之外，還應(yīng)對施工設(shè)備及混合料拌合、加熱、碾壓等過程加以控制和注意，尤其是這些過程中溫度的控制，不同施工階段的溫度對施工應(yīng)用效果均有不同的影響。

3.1 新瀝青混合料的拌制

每臺施工設(shè)備在施工前對材料的選擇均有嚴格的質(zhì)量控制，包括各組分的質(zhì)量和各組分的基本性能，各種材料的使用應(yīng)滿足拌合的要求，現(xiàn)場機械的拌合時間不超過1 min，瀝青加熱溫度一般在165℃～170℃之間，集料加熱溫度185℃～220℃之間，瀝青混合料的攤鋪溫度一般在165℃～185℃之間，整個加熱拌合過程中要保持瀝青混合料的性能穩(wěn)定，無混合料離析以及發(fā)白等問題出現(xiàn)。

3.2 瀝青路面的加熱

對舊路面進行加熱的主要目的有以下3點：

a）降低翻松設(shè)備對舊路面碎石的損壞。

b）便于再生劑和舊瀝青的融合，達到舊瀝青再生的目的。

c）提高施工應(yīng)用效率，便于提高瀝青混合料的和易性，攤鋪壓實效率更高。

在瀝青路面的加熱應(yīng)用中，加熱機組需嚴格控制行進速度，保持慢進快退的操作要求，保證對原路面充分預(yù)熱的前提下防止加熱時間過長原路面瀝青老化嚴重，或因預(yù)熱不充分造成翻松舊料對原路面集料的再次損壞。所以在工程現(xiàn)場應(yīng)嚴格控制路面的預(yù)熱強度，加強過程中機械和路面的溫度測量，在機械原有溫度控制的基礎(chǔ)上，再次進行人工測溫，根據(jù)檢測溫度實時調(diào)整預(yù)熱效果、加熱溫度、行進速率等技術(shù)參數(shù)。

路面加熱過程中，還需根據(jù)施工地實時天氣情況進行細微調(diào)整，陣雨、強風(fēng)等短時天氣對路面也存在一定影響。在侯禹高速熱再生試驗段行車道施工應(yīng)用中，通過統(tǒng)一施工操作步驟，微調(diào)加熱溫度、加熱速率，使舊瀝青路面預(yù)熱溫度差異化，數(shù)據(jù)見表4。通過現(xiàn)場效果看出，原路面加熱溫度不超過180℃時路面變化不大，適合于熱再生就地施工。隨著加熱溫度的提高，瀝青路面煙塵從白色逐漸變化成深藍色、黑色，并且煙塵量在不斷加大，這是因為混合料中的水分被蒸發(fā)后瀝青不斷老化，最終焦化無法繼續(xù)使用。隨著溫度的提升耙松的難易程度逐漸從難于耙起至可輕松耙離。從另一方面證明了瀝青黏結(jié)力的損失，但應(yīng)看出，適合工程機械高效率施工的溫度范圍是較易耙松的210℃范圍區(qū)間。因此，對于熱再生瀝青原路面的加熱溫度應(yīng)保持在200℃～220℃范圍內(nèi)，既較少瀝青的老化，又提高熱再生機械施工應(yīng)用效率。此外，陰雨天可適當(dāng)提高路面加熱溫度或延長加熱時間。

表4 不同加熱溫度的舊路面外觀特征

針對不同加熱溫度下路面的不同表現(xiàn)特征，對不同地點的瀝青樣塊進行表層剝離，在130℃下加熱瀝青混合料得到不同地點的加熱瀝青，對幾組瀝青進行短期老化效果的針入度和彈性恢復(fù)試驗，見圖2、圖3。瀝青隨著加熱溫度的變化也在逐漸變化，其殘留物針入度隨著瀝青的老化逐漸降低，彈性恢復(fù)也在逐漸下降。表面過高的加熱溫度對原路面具有比較嚴重的破壞作用，因此在路面加熱過程中應(yīng)嚴格控制加熱溫度。

圖2 不同路面加熱溫度對舊路面瀝青殘留物針入度的影響

圖3 不同路面加熱溫度對舊路面瀝青彈性恢復(fù)的影響

3.3 混合料的再生碾壓

熱再生瀝青混凝土的再生碾壓是交付應(yīng)用前的最后一道工序，在施工應(yīng)用中應(yīng)注意以下幾點：

a）注意碾壓溫度，尤其是初壓溫度和終壓溫度，兩者溫度不宜相差太大，減少熱量損失過快，碾壓間距控制在30～50 m。

b）為防止碾壓時膠輪粘輪，應(yīng)在膠輪表面刷涂隔離劑。

c）為避免擁包的出現(xiàn)，禁止掉頭、突然停車。

d）壓路機的折回采用階梯形行進[3]。

4點中尤其需要注意碾壓溫度的控制，防止溫度過低造成路面壓實度降低現(xiàn)象的出現(xiàn)，在瀝青熱再生的施工應(yīng)用中，150℃～170℃溫度區(qū)間較130℃左右溫度區(qū)間的碾壓成型，瀝青混合料更易被壓實。

除溫度外，就地?zé)嵩偕访娴哪雺盒Ч€和碾壓強度有關(guān)，碾壓強度主要由不同類型的壓路機以及壓振方式、碾壓次數(shù)決定。常用的壓路機主要有雙鋼輪振動壓路機、雙鋼輪振蕩壓路機以及膠輪壓路機，三者協(xié)同作業(yè)完成路面碾壓。最終碾壓成型效果以壓實度來確定。在本工程案例中，對試驗段的部分路段區(qū)間采用了不同碾壓變數(shù)的試驗測試，借助瀝青混凝土路面鉆芯取樣的方式進行測試，不同碾壓次數(shù)的壓實度數(shù)據(jù)見圖4。對比發(fā)現(xiàn)，瀝青路面的壓實度在成型后隨著碾壓次數(shù)的增加在逐漸提高，6次碾壓成型之內(nèi)的壓實度增長較快，超過6次之后壓實度增長緩慢，路面的壓實效果隨著碾壓成型次數(shù)的遞增而逐漸趨于穩(wěn)定。圖5為碾壓成型效果圖。

圖4 碾壓次數(shù)與路面壓實度的關(guān)系

圖5 路面碾壓成型效果

3.4 現(xiàn)場檢測

對就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的各項性能進行測試，性能指標見表5，從表5看出，就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的各項性能指標符合規(guī)范的要求。同時，對就地?zé)嵩偕访孢M行檢測，具體結(jié)果見表6，其檢測結(jié)果均滿足規(guī)范的要求。

表5 就地?zé)嵩偕旌狭闲阅軠y試結(jié)果

表6 就地?zé)嵩偕访嫘阅軠y試結(jié)果

4 總結(jié)

本文從瀝青混合料材料性能、配合比設(shè)計、施工質(zhì)量控制等方面對就地?zé)嵩偕夹g(shù)進行了詳細的研究。從材料的角度來看，就地?zé)嵩偕鷳?yīng)嚴格控制材料性能，尤其是再生劑添加量和礦料級配。從施工技術(shù)的角度來看，應(yīng)嚴格把關(guān)就地?zé)嵩偕^程中新瀝青混合料的拌制、瀝青路面的加熱和混合料的攤鋪碾壓，尤其要對熱再生混合料各個過程中的“溫度”要素進行嚴格把關(guān)，熱再生施工中的材料、機械及路面的溫度是新瀝青混凝土路面具體應(yīng)用效果的重要影響因素。