（招商局公路網(wǎng)絡(luò)科技控股股份有限公司，北京 100022）

就地?zé)嵩偕墙陙韲?guó)內(nèi)發(fā)展較快，且在實(shí)際工程中應(yīng)用較多的再生施工技術(shù)、原路面廢舊材料在不打碎骨料和破壞原有級(jí)配的基礎(chǔ)上得以充分利用，機(jī)械化施工簡(jiǎn)單，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和碳排放量降低。

一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

南方地區(qū)某公路最初設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型為水泥混凝土路面，于2009年改建為時(shí)速40km瀝青混凝土路面的二級(jí)公路。路線全長(zhǎng)10.73km(k381+200～k391+930），寬度12m，土路肩0.5m，硬路肩2m，局部路段有加寬。改建至今，瀝青混凝土路面在重載作用下出現(xiàn)縱橫向裂縫、網(wǎng)裂和坑槽等病害，造成公路通行能力降低，路面行駛質(zhì)量和服務(wù)水平下降。

二、路況調(diào)查

（一）調(diào)查取樣

為了直觀分析路面的典型病害特征，并判斷病害在路面結(jié)構(gòu)中所處范圍和深度，調(diào)查人員需在熱再生施工路段調(diào)查取樣，取樣方式為鉆心取樣，并作病害統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

由表1可知，調(diào)查路段病害主要有車轍、龜裂、松散、坑槽、沉陷、橫縱向裂縫，但并未發(fā)現(xiàn)波浪擁包、泛油和修補(bǔ)。路面病害中以車轍、龜裂和塊狀裂縫為主，分別占全路面積的6.3%、8.5%、4.0%。初步分析結(jié)果為瀝青路面在長(zhǎng)期重交通荷載的作用下，產(chǎn)生疲勞破壞，疲勞應(yīng)力超過瀝青面層的抗拉強(qiáng)度，裂縫間彼此互相貫通形成龜裂和塊狀裂縫，伴隨著路面老化和外部氣候環(huán)境作用，病害不斷發(fā)展擴(kuò)大。車轍的產(chǎn)生主要為超載和重載所致。

表1 瀝青路面病害統(tǒng)計(jì)

（二）路面彎沉檢測(cè)

為了保證路面結(jié)構(gòu)的基本功能，保持原有路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，并滿足再生技術(shù)應(yīng)用的要求，檢測(cè)人員應(yīng)通過落錘式彎沉儀測(cè)試施工路段的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，得出舊瀝青路面的代表彎沉值與等級(jí)符合《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)要求，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)（PSSI）92.97，對(duì)應(yīng)等級(jí)為優(yōu)。表明原路面在動(dòng)態(tài)車輛荷載作用下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體剛度并未發(fā)生較大變化。

（三）施工方案

根據(jù)原路面現(xiàn)場(chǎng)病害觀測(cè)，結(jié)合芯樣和多功能檢測(cè)車所得結(jié)果分析，所調(diào)查路段整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求，基層并未發(fā)生破壞，考慮到施工路段整體變形過大，路面病害出現(xiàn)多處坑槽，建議采用熱再生工藝中的復(fù)拌型就地?zé)嵩偕に?。施工工藝示意圖，如圖1所示。施工流程為：加熱機(jī)組路面加熱翻松，噴灑再生劑、熱瀝青與新瀝青混合料，提升至拌和機(jī)內(nèi)充分拌和，攤鋪碾壓成型，路面溫度低于50℃即可開放交通。

圖1 復(fù)拌就地?zé)嵩偕┕すに囀疽鈭D

三、原路面瀝青混合料性能分析

復(fù)拌再生瀝青混合料中大部分為原路面舊料，舊料的相關(guān)性能對(duì)復(fù)拌混合料有十分重要的影響。相關(guān)研究表明，舊料中的級(jí)配礦料其性能指標(biāo)并未發(fā)生過多變化，仍能滿足粗細(xì)集料的規(guī)范要求，所以原路面瀝青混合料的性能分析主要集中在老化瀝青的性能分析。嚴(yán)格按照現(xiàn)行規(guī)范JTG E60-2008取樣，并對(duì)試樣展開抽提及篩分試驗(yàn)，確定原路面級(jí)配和油石比。

（一）抽提篩分試驗(yàn)

將現(xiàn)場(chǎng)采集樣品加熱，使其松散，按照四分法取其中一部分抽提試驗(yàn)，抽提剩余集料烘干后篩分。試驗(yàn)中采用的設(shè)備為全自動(dòng)式瀝青抽提儀。由抽提篩分計(jì)算得到油石比：4.7%，瀝青含量：4.5%，表明瀝青發(fā)生了一定程度的老化。原路面集料仍然在規(guī)范級(jí)配范圍內(nèi)，集料多集中于2.36mm～4.75mm和9.5mm～13.2mm，通過率分別為80.8%和96.2%，級(jí)配曲線偏向上限，表明9.5mm以上的粗集料含量較少，集料產(chǎn)生了細(xì)化。

（二）RAP中舊瀝青性能分析

老化瀝青性能分析是瀝青路面再生技術(shù)的重要環(huán)節(jié)和前提條件，嚴(yán)格按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）回收舊瀝青，并開展延度、針入度和軟化點(diǎn)試驗(yàn)。得出施工路段在近10年的運(yùn)營(yíng)過程中，瀝青已發(fā)生一定程度的老化，遠(yuǎn)低于70號(hào)瀝青的規(guī)范要求的結(jié)論。針入度試驗(yàn)結(jié)果為23mm，大于20mm滿足要求，軟化點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果為79.8℃，5℃延度試驗(yàn)結(jié)果為脆斷，結(jié)果表明原路面瀝青雖然已經(jīng)嚴(yán)重老化，但是依然能夠通過一定手段再生恢復(fù)其性能后使用。

表2 體積性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果 注：理論密度為實(shí)測(cè)值

（三）舊料馬歇爾試驗(yàn)

在室內(nèi)試驗(yàn)室中，將原路面舊料進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，對(duì)成型試樣測(cè)定其密度、理論密度、空隙率、馬歇爾穩(wěn)定度和流值，通過對(duì)照舊料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果綜合分析瀝青混合料體積特征，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。由表得出，空隙率結(jié)果為8.3%（規(guī)范要求4%～6%）偏大，馬歇爾穩(wěn)定度結(jié)果為11.93kN（規(guī)范要求≥8kN）正常，流值結(jié)果為23.8mm（規(guī)范要求15mm～40mm）正常。原路面材料再生利用具有一定價(jià)值。

四、就地?zé)嵩偕旌狭霞?jí)配設(shè)計(jì)

再生過程中再生劑添加量暫定為原路面瀝青混合料中瀝青含量的5%；新瀝青添加量為原路面瀝青混合料的0.3%，新瀝青為普通瀝青；為補(bǔ)充原路面磨損及變形，再生過程中添加平均厚度1cm新瀝青混合料，新料采用普通瀝青石灰?guī)rAC-13型瀝青混合料。

（一）再生劑摻量確定

經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)研究分析得出：當(dāng)瀝青中添加的再生劑含量在4.3%～5.2%之間時(shí)，舊瀝青的再生效果達(dá)到規(guī)范要求，先取其中值4.75%作為再生劑的初步摻量，考慮到施工的諸多不確定性，故最終確定再生劑摻量為5%，添加5%再生劑后，再生瀝青的各項(xiàng)性能相較未加再生劑時(shí)有了明顯改善，針入度62mm滿足規(guī)范要求60mm～80mm，軟化點(diǎn)71.3℃滿足規(guī)范要求≥45℃，延度23.5mm滿足規(guī)范要求大于等于20mm。

表3 復(fù)拌瀝青混合料級(jí)配

（二）復(fù)拌瀝青混合料級(jí)配確定

復(fù)拌型就地?zé)嵩偕旌狭蠐接写罅康脑访媾f料，經(jīng)再生后的舊料與新瀝青混合料互相膠結(jié)共同作用，因此需要通過篩分確定原路面集料級(jí)配情況。通常的做法是代入級(jí)配范圍曲線中，根據(jù)級(jí)配上下限觀察舊料各粒徑含量，以此來確定各檔新集料的大致配合比例。

原路面舊料在就地?zé)嵩偕羞_(dá)到100%利用，故新料摻量只占一小部分。復(fù)拌瀝青混合料中包括：原路面混合料、新瀝青混合料、再生劑和熱瀝青。新料摻量確定主要分兩個(gè)步驟：一是根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和調(diào)查檢測(cè)參數(shù)確定初始摻配比例，二是利用級(jí)配曲線選擇最優(yōu)級(jí)料摻量。添加的新料不僅能夠改善原路面級(jí)配，而且能夠修復(fù)因高溫和重載導(dǎo)致的路面變形，特殊情況下，需要改變?cè)屑?jí)配類型來恢復(fù)路面狀況。試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)三種不同新料摻量20%、25%、30%，從級(jí)配曲線看出新料摻量在25%時(shí)，目標(biāo)合成級(jí)配與原路面最為貼近，并且在設(shè)計(jì)級(jí)配范圍之內(nèi)，為最優(yōu)配合比。

（三）復(fù)拌料馬歇爾試驗(yàn)

在室內(nèi)試驗(yàn)室中，將復(fù)拌料熱再生后開展馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，測(cè)定成型試樣體積參數(shù)，主要包括密度、流值、空隙率、穩(wěn)定度等。

表4 體積性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果 注：理論密度為實(shí)測(cè)值

如表4所示，空隙率為4.7%、規(guī)范要求4%～6%，流值為22.4mm滿足規(guī)范要求15mm～40mm，馬歇爾穩(wěn)定度為11.48kN滿足規(guī)范要求≥8kN。舊路面經(jīng)過就地?zé)嵩偕に囍匦抡{(diào)整了集料級(jí)配，將空隙率由原來的8.3%降至4.7%，滿足規(guī)范要求。

五、結(jié)語

通過調(diào)查分析，確定采用復(fù)拌型就地?zé)嵩偕┕し桨福岣吡嘶旌狭系拿軐?shí)度、水穩(wěn)定性和耐老化性。老化瀝青中加入特定的再生劑，調(diào)節(jié)瀝青中比例失衡的各組分，補(bǔ)充老化損失的油分，從而降低黏性、提高瀝青的流動(dòng)性。得出復(fù)拌型就地?zé)嵩偕鸀r青混合料配合比為：在原有舊瀝青混合料基礎(chǔ)上添加0.3%的新瀝青（改性瀝青）及5%的再生劑，舊料與新料比為3：1，新料油石比為5.2%。