楊洪生，劉丹丹

(黑龍江省交通科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

寒區(qū)改性瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)研究

楊洪生，劉丹丹

(黑龍江省交通科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150080)

針對(duì)可能出現(xiàn)的路面病害、缺陷的類型和損害程度，選擇正確、合理的再生技術(shù)，在延緩路面使用性能惡化速率、延長使用壽命和節(jié)約周期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等方面具有重要的意義。

寒區(qū)；改性瀝青；就地?zé)嵩偕?；施工工藝；質(zhì)量控制

1 工程概況

綏滿高速哈爾濱過境(瓦盆窯至秦家)段及呼蘭至綏化高速公路自建成通車至今已十余年，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，通道內(nèi)的交通量增長迅猛，大噸位運(yùn)輸車輛的比例逐年增加，致使現(xiàn)有道路路面破損、裂縫、車轍等病害逐年加重，路面強(qiáng)度及平整度等指標(biāo)越來越低?，F(xiàn)有公路路面破損現(xiàn)象已經(jīng)逐年顯現(xiàn)，尤其是隨著近幾年交通量的迅速增長，現(xiàn)有道路呈加速破壞趨勢。投入的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用也呈逐年上升趨勢，但仍難以對(duì)大量出現(xiàn)的路面病害進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)處理，每年只能對(duì)破損嚴(yán)重的路段進(jìn)行簡單的維修，以保障道路的暢通。

2 就地?zé)嵩偕囼?yàn)方法概述

2.1 舊混合料分析

課題組針對(duì)上述二個(gè)路段進(jìn)行了舊瀝青混合料取樣，并進(jìn)行了試驗(yàn)分析。取樣方法采用矩形切割法，邊長30 cm，取樣后用冷補(bǔ)料回鋪、壓實(shí)；舊混合料采用離心抽提實(shí)驗(yàn)方法，取得含水率、礦料級(jí)配及瀝青含量數(shù)據(jù)；抽提液采用阿布森法回收瀝青，并對(duì)舊瀝青進(jìn)行三大指標(biāo)試驗(yàn)。

2.2 再生劑的比選

調(diào)查國內(nèi)常用的改性瀝青再生劑的應(yīng)用情況，根據(jù)黑龍江省氣候特點(diǎn)及常用改性瀝青類型，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)后，結(jié)合價(jià)格、用量等經(jīng)濟(jì)性分析，推薦合適的再生劑，最終確定的再生劑為遼寧鞍山生產(chǎn)的SZS型再生劑。

2.3 再生瀝青混合料試驗(yàn)

總體試驗(yàn)程序?yàn)椋捍_定最佳再生劑摻量→礦料級(jí)配設(shè)計(jì)→計(jì)算外摻新瀝青用量→再生瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)→確定再生瀝青混合料最佳瀝青用量→性能指標(biāo)試驗(yàn)(高、低溫性能，抗水損害等)。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.1 舊瀝青性能

表1 舊瀝青性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.2 再生劑最佳摻量

表2 再生瀝青技術(shù)指標(biāo)匯總表

不同再生劑摻量對(duì)老化瀝青性能都有一定程度上的改善，隨著再生劑摻配比率的增大，針入度提高，軟化點(diǎn)降低，延度增長。當(dāng)再生劑摻入量為5%時(shí)，針入度、延度和軟化點(diǎn)已達(dá)到重交通改性瀝青的技術(shù)要求。

3.3 集料、新瀝青

根據(jù)抽提數(shù)據(jù)調(diào)整配合比，計(jì)算出新加入集料(10～20 mm)比例為10%；級(jí)配范圍采用AC-16黑龍江調(diào)整型。

新瀝青的計(jì)算一是需要考慮到舊混合料中的水份，二是要將再生劑算作瀝青，根據(jù)自行研發(fā)的計(jì)算公式，求得新加入瀝青。

需要說明的是：新加入的集料和瀝青并不是一個(gè)定值，需結(jié)合每段落的抽提數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.4 最佳瀝青用量

根據(jù)前期試驗(yàn)結(jié)果，配制再生瀝青混合料，采用規(guī)范試驗(yàn)方法確定最佳瀝青用量，本項(xiàng)目為5.0%。

3.5 再生瀝青混合料性能實(shí)驗(yàn)

最佳瀝青用量確定后，以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行后繼的各項(xiàng)混合料性能試驗(yàn)。

表3 再生瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表4 再生瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

注：浸穩(wěn)及劈裂試件擊實(shí)次數(shù)為2×50次。

表5 再生瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

表6 再生瀝青混合料小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果

滲水系數(shù)實(shí)測值為80 mL/min，滿足規(guī)范要求。

4 機(jī)組配套及施工參數(shù)設(shè)定

4.1 機(jī)組配套

本項(xiàng)目采用遼寧森遠(yuǎn)就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組。鑒于黑龍江實(shí)際氣候條件下可施工期短，晝夜溫差大的情況，在原有二臺(tái)加熱機(jī)的基礎(chǔ)上，再增加一臺(tái)加熱機(jī)，以提高加熱效率，保證舊改性瀝青的加熱溫度。其他銑铇機(jī)、復(fù)拌機(jī)正常配備。

4.2 機(jī)組施工參數(shù)

原地加熱時(shí)，控制加熱機(jī)加熱爐出風(fēng)溫度分別為：1#加熱機(jī)500～520 ℃、2#加熱機(jī)480～500 ℃、3#加熱機(jī)460～480 ℃。正常行走時(shí)，對(duì)路面的加熱溫度一般為：1#加熱機(jī)120～130 ℃，2#加熱機(jī)140～160 ℃，3#加熱機(jī)170～190 ℃，下臥層溫度控制在90～110 ℃，極端天氣不低于120 ℃，加熱時(shí)應(yīng)確保再生深度處路面溫度達(dá)到100 ℃以上，并注意加熱最高溫度和時(shí)間，防止瀝青二次老化。

5 工程施工

5.1 工藝流程

制定實(shí)施性施工方案→交通管制→特殊路段的前期處理→起點(diǎn)終點(diǎn)預(yù)處理→加熱機(jī)預(yù)處理 →加熱銑刨、噴灑瀝青、噴灑再生劑→加熱復(fù)拌→攤鋪→接縫處理→碾壓→現(xiàn)場質(zhì)量檢測→開放交通。

5.2 施工質(zhì)量控制

在就地?zé)嵩偕┕ぶ?，檢測人員隨時(shí)檢測機(jī)組運(yùn)行情況，分別對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢查，針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)具體問題，進(jìn)行專門解決。

表7 施工現(xiàn)場檢查項(xiàng)目及要求

5.3 后期觀測

在施工結(jié)束后，課題組對(duì)該路段進(jìn)行長期觀測，定期記錄該路段的變化情況。2017年5月對(duì)該路段進(jìn)行后期觀測，該再生路段路面整體完好，未出現(xiàn)坑槽、車轍、網(wǎng)裂等病害，再生瀝青混合料各項(xiàng)性能指標(biāo)良好；未加鋪與有加鋪層橫向、縱向裂縫產(chǎn)生原因均為下承層裂縫反射出現(xiàn)。縱向裂縫均為反射裂縫。

6 結(jié) 論

(1)選擇合適的再生劑對(duì)改性瀝青混合料進(jìn)行再生，各項(xiàng)路用性能指標(biāo)可以達(dá)到新拌混合料標(biāo)準(zhǔn)；(2)對(duì)改性瀝青就地?zé)嵩偕に囘M(jìn)行研究，總結(jié)出適合黑龍江省寒區(qū)就地?zé)嵩偕┕すに嚰百|(zhì)量控制要點(diǎn)；(3)以哈爾濱繞城高速及呼綏高速維修養(yǎng)護(hù)工程為依托，實(shí)施改性瀝青就地?zé)嵩偕夹g(shù)，后期觀測顯示路況性能良好，說明合適情況下改性瀝青就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以適用于寒區(qū)氣候及路況特點(diǎn)。

[1] 沙慶林．髙速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M]．人民交通出版化，2001.

[2] 美國瀝青再生協(xié)會(huì)(ARRA)．美國瀝青再生指南[M]．北京：人民交通出版社，2006.

[3] 楊建明，楊仕教，熊韶峰，等．舊瀝青路面再生研究的現(xiàn)狀與工藝[J]．南華大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版)，2003.

[4] 侯睿，李海軍，黃曉明.路面舊瀝青回收及其影響因素的試驗(yàn)分析[J].公路，2005，(4)：170-173.

U416.217

C

1008-3383(2017)10-0042-02

2017-09-19

楊洪生(1974-)，男，高級(jí)工程師。

黑龍江省交通廳科技項(xiàng)目：改性瀝青混合料就地?zé)嵩偕夹g(shù)研究。