林金娜

廈門(mén)理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院

1 引言

我國(guó)高速公路已經(jīng)持續(xù)了二十年的高速發(fā)展時(shí)期，截止至2019年，全國(guó)通車(chē)高速公路里程達(dá)到14.96 萬(wàn)公里，其中90%是瀝青路面。近年來(lái)，早期建設(shè)的高速公路進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段，維修產(chǎn)生的大量廢舊瀝青混合料若沒(méi)有得到妥善的回收再利用，丟棄的廢舊料不僅浪費(fèi)了自然資源，更對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不利影響[1,2]。為了提高高速公路養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量，降低高速公路養(yǎng)護(hù)的成本，研究人員對(duì)瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的研究越發(fā)深入，同時(shí)國(guó)家也對(duì)此方面的研究越來(lái)越重視，在各大高速公路項(xiàng)目使用了就地?zé)嵩偕夹g(shù)以后，通過(guò)后期的觀察，可以明確瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的效果，也能夠使高速公路的養(yǎng)護(hù)效果達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還能夠提高高速公路的使用壽命，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，為高速公路的養(yǎng)護(hù)提供了有力的支持[3]。同時(shí)通過(guò)已經(jīng)使用的就地?zé)嵩偕夹g(shù)，梳理并總結(jié)就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工工藝流程及關(guān)鍵工序要點(diǎn)，可以為后期我國(guó)開(kāi)展路面熱再生技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供良好的理論和應(yīng)用指導(dǎo)。

2 瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的特點(diǎn)

瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)是使用就地?zé)嵩偕O(shè)備，對(duì)需要修復(fù)的瀝青路面進(jìn)行就地加熱、翻松，再摻入計(jì)量的再生劑、新瀝青和新集料等，經(jīng)混合、拌制、攤鋪并碾壓等序列工藝，對(duì)表面6cm深度內(nèi)的已損壞瀝青路面進(jìn)行修復(fù)再生的技術(shù)。就地?zé)嵩偕夹g(shù)在實(shí)際使用過(guò)程中屬于預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，主要是可以通過(guò)探測(cè)高速公路中的各個(gè)路面承載力，是否能夠滿足后期的交通運(yùn)行需求而進(jìn)行的表面破壞行為，并且根據(jù)破壞后的路面進(jìn)行就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用[4]。在使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)的過(guò)程中必須要配備專(zhuān)業(yè)的就地?zé)嵩偕O(shè)備，并且還需要保證新的瀝青材料和新的混合料在經(jīng)過(guò)混合、攤鋪以及碾壓各工序以后，可以對(duì)舊的瀝青路面進(jìn)行一定的修復(fù)。就地?zé)嵩偕夹g(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，其主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾種。

（1）由于就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以適用于多數(shù)瀝青路面的維護(hù)過(guò)程中，并且修復(fù)效果相對(duì)較為穩(wěn)定，因此在實(shí)際修復(fù)過(guò)程中可以針對(duì)任何表面出現(xiàn)的病害問(wèn)題進(jìn)行修理和維護(hù)。

（2）通過(guò)就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以改變?cè)袨r青路面的級(jí)配組成，同時(shí)還可以確保瀝青路面在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的車(chē)轍、裂縫、坑槽或者不平整等問(wèn)題得到及時(shí)修復(fù)，使得路面的平整度、滲水性、摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度等表面性能均能滿足規(guī)范的要求。

（3）就地?zé)嵩偕夹g(shù)與廠拌熱再生技術(shù)相比，由于不需要將廢棄的材料以及原有的瀝青材料等進(jìn)行搬運(yùn)，所以既節(jié)省了運(yùn)輸費(fèi)用，又減少了人力物力的使用，同時(shí)就地?zé)嵩偕夹g(shù)還可以節(jié)省堆放的場(chǎng)地，能夠直接將原有的材料進(jìn)行重復(fù)性利用，既減少了對(duì)環(huán)境的污染，又降低了粉塵的產(chǎn)生。

（4）這種技術(shù)在實(shí)際施工過(guò)程中對(duì)正常交通運(yùn)輸?shù)挠绊懴鄬?duì)較小，并且施工的時(shí)間段施工進(jìn)度快，可以有效地提高交通運(yùn)輸?shù)男省?/p>

（5）就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)原有的瀝青路面及瀝青材料的再生利用，并且能夠完全將原有的RAP 材料進(jìn)行重復(fù)性利用，所以既實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，又可以降低高速公路瀝青路面的修復(fù)成本和修復(fù)費(fèi)用。

（6）在這種技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，由于實(shí)際施工時(shí)不會(huì)對(duì)排水系統(tǒng)，路緣石等結(jié)構(gòu)造成改變，所以也確保了高速公路在后期運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。

同時(shí)就地?zé)嵩偕夹g(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，例如在實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)于深度的限制性相對(duì)較大，其再生的深度一般只能夠限制在25mm～50mm 之間，因此，其使用過(guò)程中具有一定的局限性；同時(shí)在對(duì)原有的瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加熱的過(guò)程中，可能會(huì)受到周?chē)h(huán)境的較大影響，例如在冬天或者寒冷天氣時(shí)，進(jìn)行加熱施工可能會(huì)受到較大的限制[5]。

3 就地?zé)嵩偕夹g(shù)配合比的選擇

就地?zé)嵩偕夹g(shù)由于受場(chǎng)地、現(xiàn)場(chǎng)溫度、舊料的瀝青老化程度、原集料的配合比以及翻松過(guò)程集料的破碎等因素綜合影響，決定了就地?zé)嵩偕夹g(shù)混合料的配合比與常規(guī)熱拌熱鋪再生混合料有較大的差異，而且配合比的合理性決定了再生路面的路用性能及其與原路面的黏合程度，因此就地?zé)嵩偕夹g(shù)中配合比設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。

3.1 廢舊瀝青混合料的配合比確定

對(duì)回收的廢舊瀝青混合料（RAP）進(jìn)行抽提，確定瀝青含量，并進(jìn)行老化瀝青物理性能測(cè)試，主要包括25oC針入度，軟化點(diǎn)和低溫延度等，以評(píng)估瀝青的老化程度；同時(shí)將燃燒后得到的集料進(jìn)行篩分，確定舊料級(jí)配組成。

3.2 廢舊瀝青再生試驗(yàn)

高速公路在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，瀝青混合料發(fā)生了老化現(xiàn)象，導(dǎo)致路面瀝青的使用性能下降，因此在再生技術(shù)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該根據(jù)瀝青具體的老化程度，加入適量的再生劑，以保證新制作的再生瀝青混合料能夠具備原有材料的相關(guān)性能。在高速公路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，能夠有更好地使用效果，需要在就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用過(guò)程中，在翻松的RAP 中噴灑合理比例的再生劑。對(duì)再生劑的摻入比例確定流程主要分為以下幾個(gè)步驟，首先應(yīng)該使用瀝青抽提儀對(duì)瀝青混合料中的瀝青材料進(jìn)行回收，然后根據(jù)回收瀝青的物理指標(biāo)進(jìn)行再生劑摻量試驗(yàn)。通過(guò)再生劑的使用能夠改善膠結(jié)料的黏結(jié)度，從而保證高速公路瀝青路面使用年限增長(zhǎng)。一般再生劑摻量以使廢舊瀝青混合料性能恢復(fù)至原路面的設(shè)計(jì)等級(jí)為目標(biāo)。

3.3 集料級(jí)配

原瀝青混合料中的集料因經(jīng)受長(zhǎng)期反復(fù)行車(chē)荷載作用，集料逐漸細(xì)化，且在翻松過(guò)程若溫度控制不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致集料破碎粒徑變小，為恢復(fù)高速公路路面的使用性能通常在廢舊瀝青混合料中摻入適量的新集料。同時(shí)為了確保修復(fù)后再生瀝青路面表面功能符合要求，加入的集料應(yīng)具有抗滑、耐磨性能的硬質(zhì)骨料。回收集料與新集料混合組成設(shè)計(jì)級(jí)配要求，這樣才能確保再生瀝青混合料滿足目標(biāo)空隙率要求。

3.4 再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

再生瀝青混合料設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到整個(gè)路面的老化程度，并且根據(jù)老化程度以及舊路面中瀝青混合料的現(xiàn)狀選擇摻入的集料、再生劑和新瀝青用量。瀝青總用量為廢舊瀝青混合料中的再生瀝青和新瀝青用量[6]。根據(jù)瀝青總用量相差0.5%的梯度調(diào)配再生瀝青混合料五組，并制作馬歇爾試件，分別測(cè)試其物理力學(xué)指標(biāo)：試件的毛體積密度、空隙率、瀝青飽和度、馬歇爾穩(wěn)定度和流值，繪制各項(xiàng)指標(biāo)與瀝青用量的關(guān)系圖，確定計(jì)算最佳瀝青總用量。再根據(jù)最佳瀝青總用量進(jìn)行再生瀝青混合料的車(chē)轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，進(jìn)行再生瀝青混合料配合比驗(yàn)證，同時(shí)評(píng)價(jià)再生瀝青混合料的路用性能。

4 瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工工藝流程

瀝青路面就地?zé)嵩偕垂に嚵鞒谭謨煞N：復(fù)拌型再生和復(fù)拌加鋪型再生。

復(fù)拌型再生工藝：

路面加熱軟化→翻松→噴灑再生劑→收集→添加新瀝青混合料→新舊混合料拌和→攤鋪→碾壓→開(kāi)放交通。

復(fù)拌加鋪型再生工藝：

路面加熱軟化→翻松→噴灑再生劑或新瀝青→收集→拌和→第一級(jí)熨平板攤鋪→預(yù)壓實(shí)→添加新瀝青混合料→第二級(jí)熨平板攤鋪→預(yù)壓實(shí)→兩層共同碾壓→開(kāi)放交通。

一般情況下，復(fù)拌型再生工藝適用于6cm 內(nèi)的表面功能層破壞，在就地?zé)嵩偕夹g(shù)中應(yīng)用較為廣泛；而復(fù)拌加鋪型再生一般應(yīng)用于瀝青老化較嚴(yán)重且瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層整體偏薄的路段修復(fù)[7]。

5 瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的關(guān)鍵工序控制要點(diǎn)

5.1 溫度控制

（1）路面加熱溫度：路面溫度不能過(guò)高造成瀝青老化，同時(shí)不能過(guò)低以防止集料在翻松時(shí)破損。通常第一臺(tái)加熱機(jī)溫度150℃～160℃，第二臺(tái)加熱機(jī)溫度160℃～180℃。

（2）翻松面溫度：普通瀝青應(yīng)高于80℃，改性瀝青路面應(yīng)高于100℃。

（3）再生混合料出料溫度普通瀝青應(yīng)高于135℃，改性瀝青應(yīng)高于145℃。

（4）攤鋪溫度：普通瀝青再生料攤鋪溫度不宜低于130℃，改性瀝青的不宜低于140℃。

（5）碾壓溫度：碾壓初始溫度不宜低于120℃，終了溫度不宜低于80℃。對(duì)施工各環(huán)節(jié)的溫度設(shè)專(zhuān)人跟蹤監(jiān)測(cè)[8,9]。

5.2 翻松深度

翻松深度精確控制，配備專(zhuān)人負(fù)責(zé)測(cè)量翻松深度，隨時(shí)檢查，發(fā)現(xiàn)翻松深度誤差過(guò)大時(shí)及時(shí)調(diào)整，翻松深度誤差不超過(guò)±4mm，應(yīng)盡量做到準(zhǔn)確。深度變化處要緩慢漸變。

5.3 平整度控制

就地?zé)嵩偕氖┕っ媸菂⒄赵访孢M(jìn)行，其平整度受原路面平整度影響較大，但需要維修的原路面平整度都較差，為此攤鋪時(shí)應(yīng)嚴(yán)格設(shè)置基準(zhǔn)梁，確保攤鋪的平整度。應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)平整度偏差較大時(shí)及時(shí)查找原因并予以糾正。逐車(chē)道施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制松鋪系數(shù)和縱向接縫的碾壓，不同壓實(shí)段落間應(yīng)無(wú)明顯界限。控制好壓路機(jī)的碾壓工藝，不能急起步、急剎車(chē)，行駛要平穩(wěn)。

5.4 接縫處理

起步處的橫向接縫處理：在橫向接頭處人工挖出一條深度與翻松深度一致的直線，并用新瀝青混合料填補(bǔ)，以保證起始段的松鋪高度均勻一致，攤鋪面輪廓整齊。施工結(jié)束時(shí)的橫向接縫處理方式與起步處的處理方式類(lèi)似。縱向接縫由于路面加熱時(shí)的加熱寬度大于施工寬度20cm，屬于熱接縫，在接縫處缺料或溝槽位置采取人工補(bǔ)料，以保證接縫平順[10]。

5.5 路面壓實(shí)控制

采用大噸位振動(dòng)雙鋼輪壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)要緊跟攤鋪進(jìn)行，壓路機(jī)和攤鋪機(jī)二者之間的距離不宜大于10m。碾壓次序分初壓、復(fù)壓和終壓。碾壓噴水量要小以不黏輪為宜。局部位置壓路機(jī)無(wú)法壓實(shí)時(shí)，應(yīng)選用震動(dòng)夯板或小型震動(dòng)壓路機(jī)配合碾壓。壓實(shí)度要達(dá)到規(guī)范要求。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在針對(duì)表面破損的瀝青路面使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行修復(fù)具有顯著的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)且便捷的優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用中要根據(jù)就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的特點(diǎn)及性能要求認(rèn)真做好混合料配合比設(shè)計(jì)及驗(yàn)證以滿足對(duì)老化的瀝青路面進(jìn)行修復(fù)的功能需求。同時(shí)還要注意每一道關(guān)鍵工序的操作要點(diǎn)，確保其在操作流程和操作精準(zhǔn)度方面能夠根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件有的放矢進(jìn)行，同時(shí)又滿足規(guī)范要求，從而以最經(jīng)濟(jì)的方式恢復(fù)高速公路的使用性能又能夠進(jìn)一步將就地?zé)嵩偕夹g(shù)推廣應(yīng)用。