（寧夏公路管理中心銀川分中心，寧夏 銀川 750004）

1 工程概況

G109線紅果子至黃渠橋段（K1146+000～K1162+700）起于惠農(nóng)區(qū)紅果子鎮(zhèn)團(tuán)結(jié)村六隊(duì)，終點(diǎn)在平羅縣黃渠橋鎮(zhèn)，全長(zhǎng)16.3km，為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬度為12.0m，路面寬度為11.5m，兩側(cè)各0.25m梯形路緣石，道路地勢(shì)平坦，線行順直，無(wú)長(zhǎng)大縱坡路段。該道路于2004年改建，在2012年及2014年進(jìn)行過(guò)兩次養(yǎng)護(hù)大中修工程，其中2012年對(duì)K1148+600～K1162+700 段進(jìn)行了3cm瀝青混凝土罩面施工，2014年對(duì)K1140+000～K1155+000段和K1155+000～K1162+700 段分別進(jìn)行了2cm同步碎石封層施工和2cm瀝青表面處治工程施工。另外，2016年對(duì)K1147+900～K1148+600段進(jìn)行過(guò)混凝土路面大修，當(dāng)前路面狀況較好。

根據(jù)2016、2017年度《寧夏公路交通量觀測(cè)資料匯編》可知，G109線K1146+000～K1162+700所在路段交通等級(jí)屬于重交通，2017年交通量較2016年顯著增加，主要與京藏高速封閉施工交通分流有關(guān)。由于道路車輛量的增加和重載車輛的增多，導(dǎo)致路面在運(yùn)營(yíng)中再次出現(xiàn)較多的路面病害問(wèn)題，有必要對(duì)G109線紅果子至黃渠橋段路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，提升寧夏干線公路的服務(wù)水平。

2 路面技術(shù)狀況調(diào)查與病害原因分析

2.1 路面技術(shù)狀況調(diào)查與評(píng)價(jià)

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，G109線K1146+000～K1162+700段路面病害該主要表現(xiàn)為縱、橫向裂縫，車轍，龜裂及局部坑槽等。橫裂大多間距5～8m一道，縫寬3mm以內(nèi)，屬輕度裂縫?？v裂大多位于行車道右側(cè)輪跡外，與行車方向平行，縫寬2～3mm，部分長(zhǎng)度可達(dá)250m。龜裂裂縫寬度3mm以上，塊度0.5～1m之間，為重度龜裂，大多位于路面中部，行車道軌跡以內(nèi)。車轍主要集中于輪跡方向，斷面一般呈W型，輪跡帶處下陷周邊隆起，車轍槽淺，介于10-15mm，為輕度車轍、流動(dòng)性車轍，在炎熱季節(jié)病害發(fā)展迅速?？硬劬挥诼访嬷胁浚熊嚨儡壽E之內(nèi)，坑槽較淺，有效坑槽面積一般在0.1m2以內(nèi)，屬輕度坑槽。

為評(píng)定路面技術(shù)狀況，采用現(xiàn)場(chǎng)人工調(diào)查方式對(duì)路面損壞狀況指數(shù)（PCI）進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用快速檢測(cè)設(shè)備對(duì)路面平整度和車轍進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)定，采用車載路面彎沉儀對(duì)路面彎沉進(jìn)行測(cè)試和評(píng)定，對(duì)典型病害路段鉆芯取樣，確定路面厚度及裂縫深度，綜合分析路面病害產(chǎn)生的原因[1]。

根據(jù)公路路面技術(shù)狀況檢測(cè)評(píng)定結(jié)果可知，路段全長(zhǎng)范圍的PCI平均值為76.4，評(píng)價(jià)等級(jí)為“中”，PCI評(píng)價(jià)為“優(yōu)”和“良”的路段分別為2km和5km，占路段總長(zhǎng)的41.2%；PCI評(píng)價(jià)為“中”和“差”的路段分別為3km和7km，分別占路段總長(zhǎng)的17.6%和41.2%。路段全長(zhǎng)范圍的路面平整度指數(shù)RQI平均值為90.3，評(píng)價(jià)等級(jí)為“優(yōu)”，路面平整度指數(shù)RQI評(píng)價(jià)等級(jí)為“優(yōu)”和“良”的比例為100%。此外，路段全長(zhǎng)范圍的路面車轍指數(shù)RDI平均值為84.7，評(píng)價(jià)等級(jí)為“良”，路面車轍指數(shù)RDI評(píng)價(jià)為“優(yōu)”和“良”的路段分別為1km和16km，占比為100%，部分路段路面的銑刨接縫較明顯，路面高程起伏較大，經(jīng)選點(diǎn)測(cè)量，路面平均車轍深度約為7.2mm，局部車轍嚴(yán)重處車轍深度可達(dá)30mm。根據(jù)彎沉測(cè)試結(jié)果可知，路面彎沉值最小為26.4（0.01mm），最大為32.6（0.01mm），彎沉平均值為29.1（0.01mm）。通過(guò)鉆芯取樣，舊路瀝青面層總厚度為8.0～11.0cm，基層為30cm左右水泥穩(wěn)定砂礫，底基層為級(jí)配砂礫，面層芯樣基本完整，個(gè)別路面裂縫處芯樣斷裂及破碎，基層部分芯樣有斷裂及破碎現(xiàn)象。

2.2 路面病害原因分析

裂縫是瀝青路面損壞的一種常見(jiàn)病害，縱向裂縫主要是由路基的不均勻沉降、不良的施工搭接和過(guò)大的荷載等原因引起，橫向裂縫的主要成因是溫度變化、反射裂縫和施工接縫，半剛性基層瀝青路面橫向裂縫絕大部分是反射裂縫。龜裂是路面結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載作用下的疲勞損壞，是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的體現(xiàn)。車轍也是典型的路面變形類病害，主要是渠化交通和荷載作用次數(shù)的增加、瀝青混凝土自身高溫穩(wěn)定性和抗塑性變形能力差等原因引起，導(dǎo)致路面平整度和服務(wù)水平下降[2]?？硬鄣漠a(chǎn)生主要龜裂碎塊松動(dòng)脫離、沉陷后損壞并脫出，以及層間粘結(jié)不滿足要求、表層脫落等。

結(jié)合G109線K1146+000～K1162+700段的實(shí)際情況，由于2018年京藏高速公路改擴(kuò)建施工，G109線及G110線交通量大幅上升，重載車輛比例不斷增高，給該路段道路帶來(lái)巨大的交通壓力，加速了路面病害的產(chǎn)生。此外，該道路2004年改建，又經(jīng)過(guò)2012及2014年兩次養(yǎng)護(hù)，路面細(xì)粒式瀝青混凝土層局部已經(jīng)達(dá)到8cm，且重載車輛來(lái)往頻繁，汽車荷載的反復(fù)作用和炎熱季節(jié)瀝青路面較高溫度下，易使路面產(chǎn)生流動(dòng)性車轍。

3 路面病害維修方案

3.1 路面病害維修總體方案

綜合道路路面調(diào)查和檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合當(dāng)?shù)貒?guó)省道改造經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)單位對(duì)中修后道路使用功能要求確定路面維修總體方案。對(duì)于路面裂縫，應(yīng)根據(jù)道路路表反射裂縫寬度及是否伴生其他病害，銑刨路面后先采用不同的裂縫處治方式對(duì)裂縫進(jìn)行封閉，再整體進(jìn)行路面處治[3]。對(duì)K1146+000～K1147+900 段行車道（8m）范圍5.5cm及路肩（3.5m）范圍0.5cm厚面層銑刨，收集舊路銑刨料至拌合站，添加部分新集料及新瀝青后進(jìn)行廠拌熱再生處理，將再生后的混合料用于行車道回填，待回填完成后統(tǒng)一進(jìn)行1.5cm SMC改性瀝青混凝土超薄層罩面，廠拌熱再生采用混合料為5cm AC-20 SMC復(fù)合改性瀝青混凝土。對(duì)K1148+600～K1162+700 段行車道（8m）范圍8cm及路肩（3.5m）范圍2.0cm厚面層銑刨，收集舊路銑刨料至拌合站，添加部分新集料及新瀝青后進(jìn)行廠拌熱再生處理，將再生后的混合料用于行車道回填，待回填完成后統(tǒng)一進(jìn)行2.0cm SMC改性瀝青混凝土薄層罩面，廠拌熱再生采用混合料為6cm AC-20SMC復(fù)合改性瀝青混凝土。路面罩面過(guò)程中及時(shí)對(duì)標(biāo)線進(jìn)行恢復(fù)，為保證施工期間行車安全，標(biāo)線要隨罩面進(jìn)度進(jìn)行施劃，避免施工路段長(zhǎng)時(shí)間無(wú)標(biāo)線狀態(tài)運(yùn)營(yíng)。

3.2 路面病害處治

對(duì)于銑刨后路面縱、橫向裂縫，路表縫寬＜5mm，無(wú)錯(cuò)臺(tái)、碎裂、沉陷、唧泥等病害，進(jìn)行密封膠灌縫處理。對(duì)于銑刨后路面縱、橫向裂縫，路表面縫寬≥5mm，無(wú)錯(cuò)臺(tái)、碎裂、沉陷、唧泥等病害，進(jìn)行開(kāi)槽灌縫處理，在裂縫延伸方向用開(kāi)槽機(jī)按照槽寬深比為1:1或1:1.5的要求進(jìn)行開(kāi)槽擴(kuò)縫，在清理縫槽內(nèi)灰塵、雜物及松散物后，用吹風(fēng)機(jī)吹干切縫槽內(nèi)壁，用灌封機(jī)灌注密封膠。

對(duì)于路面出現(xiàn)龜裂、車轍的路段，根據(jù)路面瀝青混凝土面層破損范圍，對(duì)病害路面進(jìn)行整體銑刨，將挖坑吹掃干凈，鋪設(shè)稀漿封層及透層，采用AC-20 SMC復(fù)合改性瀝青混凝土廠拌熱再生材料分兩層回填，面層與面層之間噴灑粘層油，槽壁涂刷乳化瀝青。

對(duì)于路面龜裂、車轍嚴(yán)重或者基層芯樣開(kāi)裂破碎的路段，先對(duì)病害處路面及上基層進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖后清理槽內(nèi)的灰塵、雜物及松散物，保證槽內(nèi)清潔，用C15水泥混凝土填補(bǔ)到與原基層平齊并壓實(shí)，接縫處貼玻纖格柵，鋪設(shè)封層后采用AC-20 SMC復(fù)合改性瀝青混凝土廠拌熱再生材料分兩層回填，面層與面層之間噴灑粘層油，槽壁涂刷乳化瀝青。

4 廠拌熱再生技術(shù)及應(yīng)用

4.1 廠拌熱再生的工程適應(yīng)性分析

廠拌熱再生是采用專用機(jī)械設(shè)備對(duì)舊瀝青路面材料（RAP）進(jìn)行回收，依一定比例與新集料、新瀝青、再生劑（必要時(shí)）等拌制瀝青混合料。廠拌熱再生通過(guò)舊瀝青混合料再生實(shí)現(xiàn)對(duì)路面病害的處治，同時(shí)再生劑可改善瀝青混合料的路用性能，對(duì)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫進(jìn)行一定程度的修復(fù)，經(jīng)調(diào)整集料級(jí)配、恢復(fù)老化瀝青性能，可有效防止路面車轍的再次發(fā)生，主要適用于基層承載力良好、無(wú)嚴(yán)重破損的路段實(shí)施，不能糾正結(jié)構(gòu)上的破壞[4]。結(jié)合G109線K1146+000～K1162+700段的實(shí)際情況，具備使用廠拌熱再生的基本條件，針對(duì)車轍嚴(yán)重的行車道范圍上面層、罩面層及薄層罩面層進(jìn)行廠拌熱再生處理。

G109線K1146+000～K1162+700段道路路面整體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，且原路面病害主要集中在路面表面，通過(guò)再生施工可以有效修復(fù)路面的車轍病害和路面淺層病害，按照路段整體病害發(fā)展范圍及老路結(jié)構(gòu)層厚度進(jìn)行廠拌熱再生處理，再生后對(duì)路面整體進(jìn)行薄層罩面，恢復(fù)路面質(zhì)量，保證行車舒適性及安全性，提升道路服務(wù)水平。

4.2 廠拌熱再生瀝青混合料的應(yīng)用

因廠拌熱再生是對(duì)舊路瀝青路面材料（RAP）摻加一定比例的新集料、新瀝青、再生劑等形成路面結(jié)構(gòu)層的技術(shù)，配合比試驗(yàn)是工程維修的重要環(huán)節(jié)[5]。

K1146+000～K1147+900 段廠拌熱再生設(shè)計(jì)厚度為5cm，K1148+600～K1162+700 段廠拌熱再生設(shè)計(jì)厚度為6cm，配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)段落的現(xiàn)場(chǎng)情況，遵循因地制宜、經(jīng)濟(jì)適用又滿足標(biāo)準(zhǔn)的原則。先對(duì)舊路性能和材料進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，包括舊料的瀝青含量及瀝青的物理性能指標(biāo)（針入度、延度、軟化點(diǎn)），及舊礦料的級(jí)配和物理性能。再經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆芯、查閱設(shè)計(jì)文件及大中修設(shè)計(jì)文件可知，K1146+000～K1147+900段路面結(jié)構(gòu)層為2cm同步碎石封層+3cm AC-13細(xì)粒式瀝青混凝土+5cmAC-16中粒式瀝青混凝土，對(duì)該段路面行車道5.5cm面層回收至拌合站進(jìn)行廠拌熱再生；K1148+600～K1162+700 段路面結(jié)構(gòu)層為2cm瀝青表面處治+3cm AC-13細(xì)粒式瀝青混凝土+3cm AC-13細(xì)粒式瀝青混凝土+5cmAC-16中粒式瀝青混凝土，對(duì)該段路面行車道8cm面層回收至拌合站進(jìn)行廠拌熱再生。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)銑刨料試驗(yàn)，舊料在試驗(yàn)室采用9.5mm集料篩，過(guò)篩以9.5mm為界，對(duì)舊料抽提后的集料密度進(jìn)行檢測(cè)和篩分試驗(yàn)，為再生瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

廠拌熱再生部分利用舊路面材料，可以通過(guò)添加新集料、新瀝青調(diào)整混合料級(jí)配范圍，G109 線K1146+000～K1162+700段路面狀況良好，病害主要為較重流動(dòng)性車轍及路面裂縫，且原路面細(xì)粒式瀝青混凝土大部分段落厚度達(dá)8cm，不宜繼續(xù)罩面。為提高混合料的耐久性及抗車轍性，添加新集料、新瀝青、再生劑來(lái)改善原路面病害，廠拌熱再生后的瀝青混合料級(jí)配類型采用AC-20C型密集配瀝青混凝土。

4.3 再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)本次設(shè)計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果，廠拌熱再生混合料配合比利用舊路瀝青路面材料（RAP）為50%。因廠拌熱再生路面涉及路線較長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)情況存在差異，設(shè)計(jì)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)只能作為施工參考，施工時(shí)舊路瀝青路面材料（RAP）比例應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，施工單位投標(biāo)時(shí)應(yīng)考慮舊路路況發(fā)生變化導(dǎo)致舊路瀝青路面材料（RAP）的利用比例變化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，其摻配后的級(jí)配需滿足再生混合料設(shè)計(jì)目標(biāo)級(jí)配的要求。依據(jù)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的AC-20C級(jí)配范圍，計(jì)算得到了符合規(guī)范要求的級(jí)配曲線，各規(guī)格集料的摻配比例見(jiàn)表1。

表1 各規(guī)格集料的摻配比例

廠拌熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)與普通熱瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法類似，根據(jù)項(xiàng)目所在地的氣候環(huán)境、道路等級(jí)確定馬歇爾試驗(yàn)的技術(shù)要求，按照初定的最佳油石比估算需要添加的新瀝青，再生舊料需要在110～120℃預(yù)熱2h，新集料在140℃預(yù)熱4h，新料和舊料一同加入拌和鍋拌和120s后加入新瀝青再次拌和180s。根據(jù)不同油石比的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，繪制馬歇爾穩(wěn)定度、流值、密度等各項(xiàng)指標(biāo)與油石比對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，初步確定再生瀝青混合料的最佳油石比，并按照最佳油石比成型試件，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 最佳油石比的瀝青混合料試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

由表2測(cè)試結(jié)果可知，所檢各項(xiàng)指標(biāo)均滿足JGT F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中二級(jí)公路的技術(shù)要求。因此，最終確定目標(biāo)配合比為（10-20）mm:（10-15）mm:（5-10）mm:舊料（9.5-20mm）:舊料（0-9.5mm）=25%:15%:10%:30%:20%，最佳油石比為4.3%，新添加瀝青用量為1.0%。該配合比為試驗(yàn)室目標(biāo)配合比，拌和站生產(chǎn)配合比需重新調(diào)整，確定各熱料倉(cāng)的配合比。施工前應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)配合比驗(yàn)證后方可使用，油石比宜OAC±0.3%范圍內(nèi)優(yōu)化調(diào)整。

4.4 廠拌熱再生路面施工技術(shù)要求

與普通瀝青混合料相比，舊瀝青混合料的廠拌熱再生拌和方法基本相同，增加了對(duì)RAP料的處治、加熱和添加工序，因此在工序及施工設(shè)備上也有所差異。再生瀝青混合料的施工除了應(yīng)該滿足JTGF F41-2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》的要求外，與普通熱拌瀝青混合料一樣，也應(yīng)該滿足JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)技術(shù)要求。在施工技術(shù)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，最重要的是對(duì)RAP料的回收與處理[6]。

對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行舊料回收的過(guò)程中，采取分段銑刨回收，銑刨時(shí)要逐車道、逐段落、逐層次進(jìn)行，保證不同車道、不同段落、不同層位的銑刨回收料分開(kāi)堆放，并注意及時(shí)清除夾雜的其他材料與污染物。銑刨過(guò)程中保持基本相同的銑刨方式，盡量減少銑刨對(duì)舊料骨料的破碎，并保持銑刨對(duì)舊料骨料的影響盡量相同，以減少級(jí)配的差異性。使用推土機(jī)、裝載機(jī)等機(jī)具將一個(gè)料堆的回收料在場(chǎng)地內(nèi)翻拌至少5次，以提高舊料的均勻性。對(duì)回收的舊料通過(guò)專門(mén)的破碎機(jī)進(jìn)行二次破碎預(yù)處理，把混入其中的團(tuán)塊和板結(jié)的瀝青混合料盡量打散，并選用合適的篩孔將處理后的回收舊料篩分成粗細(xì)兩檔，提高舊料的均勻性，控制舊料的離散性。如果發(fā)現(xiàn)舊料有離散現(xiàn)象，則在使用前進(jìn)一步對(duì)回收料料堆進(jìn)行翻拌，并加大回收舊料的檢測(cè)頻率?；厥张f料應(yīng)及時(shí)處理及時(shí)使用，以減少堆放時(shí)間，且堆料的高度控制不超過(guò)4m，以防止自重壓力下回收舊料重新結(jié)塊。為保證瀝青混合料的質(zhì)量穩(wěn)定，廠拌熱再生混合料的拌和生產(chǎn)必須使用帶有第二烘干筒的專用拌合機(jī)進(jìn)行拌和，拌合機(jī)應(yīng)具備舊料自動(dòng)加熱、計(jì)量、添加功能。

結(jié)合工程實(shí)踐，再生瀝青混合料的建議拌和流程包括舊料預(yù)熱（預(yù)熱溫度為110-120℃，預(yù)熱20s）、新礦料加熱（加熱溫度為130-140℃，加熱25s）、舊料與新集料半濕拌（拌和時(shí)間25s）、加入新的SMC復(fù)合改性瀝青濕拌（拌和35-40s）四個(gè)主要階段。針對(duì)不同的拌和階段以及總體拌和時(shí)間控制，依實(shí)際工程條件可以相應(yīng)調(diào)整，但應(yīng)以混合料拌和均勻、流動(dòng)性良好、無(wú)離析結(jié)團(tuán)、無(wú)花白料、外觀色澤與普通熱板瀝青混合料沒(méi)有差異為前提。由于廠拌熱再生瀝青混合料對(duì)溫度的要求更高，對(duì)溫度波動(dòng)較敏感，因此，建議再生瀝青混合料應(yīng)在高溫晴朗天氣施工，且應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)輸保溫和現(xiàn)場(chǎng)碾壓工藝控制。

5 結(jié)論

1）國(guó)省干線的路面養(yǎng)護(hù)維修方案制定應(yīng)綜合考慮路面技術(shù)狀況、道路交通量和工程施工水平等。

2）路面技術(shù)狀況評(píng)定結(jié)合路面病害情況分析病害產(chǎn)生原因，為制定科學(xué)合理的處治方案提供依據(jù)。

3）國(guó)省干線的路面養(yǎng)護(hù)施工應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐氖┕に?，遵循?jié)能環(huán)保的理念，采取適合的養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)。

4）結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，在嚴(yán)格執(zhí)行廠拌熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)和施工技術(shù)要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)恢復(fù)路面質(zhì)量、保證行車舒適性及安全性的目標(biāo)。