賀金寶

（寧夏凱珠機(jī)械化工程有限公司，寧夏 銀川 750200）

0 引言

熱再生是一種新型瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)，該技術(shù)具備環(huán)保、操作簡(jiǎn)單、可四季施工等優(yōu)勢(shì)，在公路養(yǎng)護(hù)施工中采用該技術(shù)，能夠有效提高施工效率及質(zhì)量，既能滿足國(guó)家的節(jié)能減排要求，也能確保道路暢通，延長(zhǎng)道路使用年限，符合時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。

1 案例概述

以某道路工程為例，其總長(zhǎng)度為23.9km，屬于4車(chē)道類(lèi)型，其設(shè)計(jì)速度為120km/h。該工程在2010 年正式通車(chē)運(yùn)行，隨著車(chē)輛通行數(shù)量的持續(xù)增多，特別是重載車(chē)輛通行數(shù)量的增加以及自然環(huán)境的影響，路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化、損壞的情況。并且，某些路段出現(xiàn)了諸多質(zhì)量病害，如裂縫、坑槽等，需采取有效養(yǎng)護(hù)手段對(duì)其進(jìn)行治理。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，在此基礎(chǔ)上全面細(xì)致對(duì)比各類(lèi)方案，根據(jù)多維度對(duì)比分析結(jié)果，決定采用熱再生技術(shù)開(kāi)展維修養(yǎng)護(hù)工作。熱再生技術(shù)施工費(fèi)用明細(xì)見(jiàn)表1。

表1 熱再生技術(shù)施工費(fèi)用明細(xì)

2 道路工程瀝青路面常見(jiàn)損壞及成因

2.1 裂縫、塊裂、龜裂

瀝青路面裂縫發(fā)展的規(guī)律為：完好路面出現(xiàn)細(xì)微裂縫—發(fā)展成較寬裂縫—展成塊狀裂縫—形成龜裂。

2.1.1 強(qiáng)度裂縫，當(dāng)前該道路的瀝青路面和路基強(qiáng)度過(guò)小，從而引發(fā)裂縫病害，具體表現(xiàn)在彎沉較大、沉陷、車(chē)轍等方面。強(qiáng)度裂縫是在車(chē)輛荷載作用下，半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度，則基層底部很快開(kāi)裂，直至影響到瀝青面層。

2.1.2 彎拉疲勞裂縫，在車(chē)輛的長(zhǎng)期載荷作用下，路面材料會(huì)出現(xiàn)彎拉強(qiáng)度不足等問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致路面出現(xiàn)彎拉疲勞裂縫，此類(lèi)裂縫病害首先縱向產(chǎn)生，然后發(fā)展成塊狀裂縫，若不及時(shí)治理，則會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，最終形成龜裂[1]。

2.1.3 老化裂縫，受材料因素、自然因素影響，加之使用時(shí)間的增加，會(huì)導(dǎo)致瀝青材料老化，張拉力減小，變形能力弱化，這種情況下，便容易出現(xiàn)路面斷裂的情況，在出現(xiàn)龜裂病害的同時(shí)會(huì)出現(xiàn)露骨、麻面等問(wèn)題。

2.1.4 低溫收縮裂縫，在冬季，隨著氣溫的降低，路面收縮會(huì)較為嚴(yán)重，在行車(chē)荷載的不斷作用下，容易導(dǎo)致路面疲勞斷裂，一般表現(xiàn)為大范圍龜裂。

2.1.5 反射裂縫，原本的路面基層，尤其是半剛性基層發(fā)生裂縫病害，便容易引發(fā)瀝青路面反射裂縫。

2.2 路面沉陷

2.2.1 均勻沉降，在行車(chē)作用以及諸多自然因素的持續(xù)作用下，路面會(huì)進(jìn)一步密實(shí)度與穩(wěn)定性，進(jìn)而整體沉降，這種情況通常不會(huì)破壞路面。

2.2.2 不均勻沉降，若是存在路基和路面的密實(shí)度較低、碾壓不夠均勻、未有效銜接接頭、在施工過(guò)程中路基灰土沒(méi)有充分均勻拌和等情況，在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下，路面則會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降。

2.3 路面車(chē)轍

路面車(chē)轍的產(chǎn)生原因一般有以下幾種。

第一，瀝青混合料配比不合理（如瀝青用量過(guò)多）、瀝青材料選用不當(dāng)或集料粒徑不科學(xué)等，會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料處于高溫條件下缺乏穩(wěn)定性，進(jìn)入夏季之后則極易出現(xiàn)車(chē)轍問(wèn)題。第二，在道路工程施工過(guò)程中，瀝青路面沒(méi)有充分壓實(shí)，在行車(chē)荷載的作用下，會(huì)漸漸形成車(chē)轍。第三，路面基層強(qiáng)度過(guò)低，在重載車(chē)輛的不斷影響下，導(dǎo)致基層斷裂甚至產(chǎn)生永久變形，進(jìn)而出現(xiàn)路面車(chē)轍現(xiàn)象。第四，在行車(chē)荷載的長(zhǎng)時(shí)間下，加之環(huán)境因素影響較大，容易導(dǎo)致路面表面磨損、松散，使集料顆粒脫落，進(jìn)而形成車(chē)轍。

2.4 路面坑槽

第一，施工過(guò)程中出現(xiàn)的坑槽。路面壓實(shí)度過(guò)低，基層混合料拌和不均勻，灰土或二灰碎石內(nèi)的石灰沒(méi)有完全消解，混合料出現(xiàn)離析情況等，都可能導(dǎo)致公路通車(chē)之后出現(xiàn)坑槽。第二，裂縫繼續(xù)發(fā)展，形成坑槽。在路面斷裂時(shí)，沒(méi)有第一時(shí)間進(jìn)行灌縫處理，使路表水滲透到基層中，在行車(chē)荷載的不斷作用下，會(huì)導(dǎo)致瀝青面層和基層相脫離，發(fā)展成龜裂，繼而路面逐漸剝落、形成坑槽。第三，突發(fā)事故導(dǎo)致的坑槽。交通事故、失火事故等突發(fā)事故，也會(huì)引發(fā)路面坑槽病害。

2.5 波浪擁包

第一，瀝青面層內(nèi)部瀝青含量偏高、黏度過(guò)小、軟化點(diǎn)過(guò)低，礦料級(jí)配不佳、細(xì)料用量過(guò)多等，會(huì)導(dǎo)致面層材料的高溫抗剪強(qiáng)度不足，在行車(chē)荷載的不斷作用下，則容易出現(xiàn)波浪擁包，在剎車(chē)次數(shù)較多的路段這種問(wèn)題會(huì)更明顯[2]。第二，基層局部有大量水分滯留、基層存在大量浮土等，會(huì)導(dǎo)致面層與基層難以充分結(jié)合，在行車(chē)水平力的影響下，路面會(huì)出現(xiàn)推移現(xiàn)象，進(jìn)而使局部出現(xiàn)不規(guī)則隆起變形。第三，在不同類(lèi)型路面的交接部位，如瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面交接部位，由于兩種路面的強(qiáng)度不同，在外界溫度的影響下，會(huì)發(fā)生不同的變形，在重載車(chē)輛的反復(fù)作用下，瀝青混凝土容易遭受推擠，進(jìn)而出現(xiàn)波浪擁包病害。

3 熱再生設(shè)備的構(gòu)成與熱再生技術(shù)原理

3.1 熱再生設(shè)備的構(gòu)成

熱再生設(shè)備主要由加熱系統(tǒng)、瀝青噴灑系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等構(gòu)成。

3.1.1 加熱系統(tǒng)，選用天然氣等材料，通過(guò)燃燒形成藍(lán)光熱輻射，以此加熱瀝青路面，對(duì)其進(jìn)行軟化分解。

3.1.2 瀝青噴灑系統(tǒng)，對(duì)老化瀝青路面進(jìn)行加熱，再適量噴灑液化瀝青，而后拌和混合料，增加原瀝青混凝土中的瀝青占比。噴灑環(huán)節(jié)結(jié)束后，可通過(guò)柴油加高壓空氣的方式清除噴管中的瀝青，避免噴管堵塞。

3.1.3 動(dòng)力系統(tǒng)，通過(guò)動(dòng)力系統(tǒng)，設(shè)備能夠更便捷地近距離轉(zhuǎn)移作業(yè)地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高效作業(yè)。

3.1.4 發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)加熱設(shè)備的電力輸出和存儲(chǔ)，充分滿足其電力需求。

3.1.5 升降系統(tǒng)，升降系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)加熱板的上升或降落。

3.1.6 電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)的主要作用在于操作與控制加熱設(shè)備。

3.2 熱再生技術(shù)的工作原理

作為一種新型瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)，熱再生技術(shù)具有高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)的工作如下：將液化天然氣輸送至加熱板中，然后通過(guò)加熱板中的電子打火，氣體被點(diǎn)燃時(shí)會(huì)形成藍(lán)光熱輻射，借助加熱板將熱量傳至損壞路面，通過(guò)間歇式加熱方式讓路面均勻受熱，達(dá)到軟化目的，再結(jié)合瀝青混凝土路面的實(shí)際情況，判斷是否需要添加乳化瀝青、石子等材料。之后開(kāi)展人工拌和與攤鋪工作，通過(guò)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，充分壓實(shí)新舊路面，全部施工結(jié)束后，待路面溫度冷卻至合適溫度方可通車(chē)。

4 道路工程瀝青路面熱再生技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策

瀝青路面遭受損壞，需盡快修復(fù)，并采用合理、有效的技術(shù)措施，熱再生技術(shù)便是當(dāng)前路面養(yǎng)護(hù)工作中的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。該技術(shù)主要通過(guò)加熱方式軟化原路面，再銑刨原路面上的瀝青混合料，之后在其中加入一定量的瀝青以及瀝青再生劑，充分拌和新舊瀝青材料，使兩者黏結(jié)再生，優(yōu)化其級(jí)配、空隙率等指標(biāo)，再通過(guò)攤鋪、壓實(shí)等工序，改善瀝青路面的性能，保證路面質(zhì)量。

4.1 配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)相當(dāng)重要，其決定著熱再生施工能否順利開(kāi)展以及瀝青路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量能否提升，因此施工單位需要高度重視配合比設(shè)計(jì)。在配合比設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要合理確定新、舊瀝青混合料所占的比重，即新瀝青的添加量，還要明確再生劑的使用量，如此才能為接下來(lái)的瀝青混合料拌和與施工環(huán)節(jié)奠定良好的基礎(chǔ)。在明確新、舊混合料配比、油石比以及再生劑添加量的基礎(chǔ)上，需要合理確定每一類(lèi)材料的實(shí)際用量，并制備試件進(jìn)行試驗(yàn)，確保配合比設(shè)計(jì)的合理性。此外，要加強(qiáng)對(duì)再生瀝青混合料的性能檢測(cè)，明確其強(qiáng)度、水穩(wěn)性、耐久性等指標(biāo)，確保全部性能達(dá)標(biāo)，以更好地滿足施工要求。由于瀝青單價(jià)比較高，若道路工程施工現(xiàn)場(chǎng)附近缺乏砂石，為實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約目標(biāo)，確保配合比設(shè)計(jì)達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)提高舊料的摻配率，并有效落實(shí)拌和作業(yè)，使混合料制備達(dá)到施工需求，為取得更好的路面修復(fù)效果提供良好的材料基礎(chǔ)。

4.2 施工準(zhǔn)備

在開(kāi)展道路工程施工之前，相關(guān)人員需要實(shí)地檢查周邊環(huán)境，及時(shí)有效地隔離容易影響施工的加油站等，防止對(duì)施工產(chǎn)生不良影響。選用合適的機(jī)械設(shè)備并做好調(diào)試工作，確保機(jī)械設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。加強(qiáng)對(duì)瀝青與砂石的質(zhì)量檢測(cè)，確保材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。進(jìn)行技術(shù)交底，由技術(shù)人員向相關(guān)施工人員傳授規(guī)范的工藝流程，使其在充分掌握工藝流程的基礎(chǔ)上嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)作業(yè)。

4.3 舊路面處理

對(duì)舊瀝青路面出現(xiàn)的破損、松散情況，需要采取挖補(bǔ)措施，當(dāng)路面變形深度達(dá)30～50cm 時(shí)，需要采取銑刨處理措施，并妥善處理可能對(duì)熱再生施工產(chǎn)生影響的裂縫。充分清理路面上的雜物、突起物等，確保路面干凈平整。

4.4 平整度控制

保證再生路面厚度整體一致，嚴(yán)格控制混合料攤鋪速度，切忌攤鋪過(guò)程中隨意暫停，需要保證攤鋪勻速、連續(xù)進(jìn)行。嚴(yán)格管控混合料碾壓質(zhì)量，通過(guò)分層填筑及壓實(shí)，使每一層的松鋪厚度在20～30cm 范圍。同時(shí)，碾壓設(shè)備需要緩慢、穩(wěn)定行駛，禁止隨意停頓。注重現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及平整度管控，采用3m 直尺嚴(yán)格檢測(cè)路面平整度，一旦發(fā)現(xiàn)不合格部位，必須第一時(shí)間采取處理措施。

4.5 再生劑添加

對(duì)舊路面進(jìn)行取樣試驗(yàn)，主要檢測(cè)延度、針入度等參數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果確定最適宜的再生劑摻入比例。在瀝青混合料“再生”過(guò)程中，需要嚴(yán)格檢測(cè)其密度、穩(wěn)定性及空隙率等，同時(shí)要加大對(duì)道路工程施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管力度，確保再生劑的用量恰到好處，最大化優(yōu)化混合料的各方面性能，使材料質(zhì)量更好地滿足施工要求，取得更好的養(yǎng)護(hù)修復(fù)效果。

4.6 混合料攤鋪

當(dāng)采用熱再生技術(shù)進(jìn)行瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，為保證瀝青混合料攤鋪質(zhì)量，確保路面足夠平整，需要連續(xù)、均勻地進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，并將攤鋪速度控制在2m/min～4m/min，如此才能有效避免離析、裂紋等現(xiàn)象的發(fā)生率。此外，要嚴(yán)格把控瀝青混合料的攤鋪溫度，一般需要將之控制在120℃～150℃。以再生層厚度為參考，合理調(diào)整攤鋪機(jī)熨平板的振搗功率，將混合料的初始密度控制在最適宜的范圍，為接下來(lái)的碾壓施工提供便利。

4.7 混合料碾壓

選用大噸位雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)開(kāi)展碾壓作業(yè)，結(jié)束攤鋪?zhàn)鳂I(yè)之后即刻進(jìn)行碾壓，同時(shí)將適量水分噴灑于輪胎上，防止黏輪發(fā)生。碾壓作業(yè)一般分為三個(gè)環(huán)節(jié)，即初壓、復(fù)壓與終壓。無(wú)論是初壓、復(fù)壓還是終壓，都要保證碾壓過(guò)程的連續(xù)性和均勻性，同時(shí)注重質(zhì)量檢測(cè)，若存在碾壓質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的部位，需要及時(shí)采取修補(bǔ)措施，必要時(shí)須返工，從而有效保證路面壓實(shí)度。

5 道路工程瀝青路面熱再生技術(shù)的應(yīng)用效果

熱再生技術(shù)優(yōu)勢(shì)鮮明，除了方便施工之外，還可節(jié)約成本，為道路工程質(zhì)量提供重要保障，同時(shí)避免周?chē)h(huán)境遭受破壞，提高道路工程施工效益。

5.1 確保工程質(zhì)量

養(yǎng)護(hù)維修施工任務(wù)完成后，通過(guò)工程質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收，瀝青路面壓實(shí)度、平整度、穩(wěn)定度、抗滑摩擦系數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)合格，滿足施工規(guī)范要求，整個(gè)工程質(zhì)量評(píng)定等級(jí)為合格。不僅確保瀝青路面病害修復(fù)效果，還有效滿足車(chē)輛安全順利通行需要。

5.2 節(jié)省養(yǎng)護(hù)施工費(fèi)用

熱再生技術(shù)的施工工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，便于施工人員開(kāi)展各項(xiàng)活動(dòng)，有利于順利完成施工任務(wù)，同時(shí)還能減少人工費(fèi)、材料費(fèi)和機(jī)械費(fèi)。該技術(shù)可以對(duì)舊路面瀝青實(shí)現(xiàn)100%的回收，從而降低材料采購(gòu)成本，避免舊路面材料浪費(fèi)。進(jìn)而顯著節(jié)約施工成本，降低瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修工程造價(jià)。

5.3 環(huán)境效益比較明顯

舊路面瀝青材料如果未能得到充分利用，可能對(duì)周?chē)h(huán)境帶來(lái)污染。熱再生技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)舊路面瀝青材料的利用并且能夠在養(yǎng)護(hù)維修中充分發(fā)揮作用。從而顯著降低對(duì)周?chē)h(huán)境的破壞，能夠取得較為明顯的環(huán)境效益。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將熱再生技術(shù)應(yīng)用于瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工，能夠有效滿足路面養(yǎng)護(hù)需求，達(dá)到良好的施工效果，且能有效節(jié)約施工成本。在開(kāi)展實(shí)際養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，施工人員需要正確認(rèn)識(shí)該項(xiàng)技術(shù)的重要性，掌握該技術(shù)的各項(xiàng)工藝流程，施工工程中規(guī)范操作，切實(shí)保證施工質(zhì)量，進(jìn)而及時(shí)、有效地修復(fù)受損的瀝青路面，為道路行車(chē)安全提供有力保障。