許景

（貴州建養(yǎng)公路技術(shù)咨詢有限公司，貴州 畢節(jié)551700）

0 引言

隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，在20世紀(jì)90年代以后陸續(xù)建成的各等級公路已進(jìn)入大、中修期，大量翻挖、銑刨的瀝青混合料被廢棄，一方面造成環(huán)境污染；另一方面我國優(yōu)質(zhì)瀝青較為匱乏，而大量地使用新石料開采石礦會導(dǎo)致森林植被減少、水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。為了節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、變廢為寶，應(yīng)用再生瀝青混凝土正是緩解這一矛盾的有效方法。采用廢舊瀝青混合料再生應(yīng)用技術(shù)，重復(fù)利用瀝青混凝土路面廢料，對廢舊瀝青混合料進(jìn)行回收，重新加熱，通過試驗(yàn)分析并按需要加入適量瀝青、再生劑和集料進(jìn)行拌和，就可以作為新拌瀝青混合料用于路面結(jié)構(gòu)，這樣既可節(jié)省大量的原材料、節(jié)約自然資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，又能滿足路面的使用要求。在國外舊瀝青混合料的再生利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，再生設(shè)備比較先進(jìn)，已經(jīng)在公路維修養(yǎng)護(hù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。但我國的應(yīng)用研究起步較晚，作為較為經(jīng)濟(jì)的、有效的路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)，瀝青熱再生技術(shù)在我國進(jìn)行研究推廣是十分必要的。

1 瀝青熱再生技術(shù)概述

瀝青熱再生技術(shù)產(chǎn)生歷史悠久，一開始在國外盛行，慢慢傳入我國，因此國外的瀝青熱再生技術(shù)相對成熟。20世紀(jì)70年代初，國外的熱再生技術(shù)逐步成熟，而10年后，我國才開始研究相關(guān)技術(shù)。一開始，我國也只是簡單地對路面殘油進(jìn)行研究，20世紀(jì)90年代才開始正式引進(jìn)瀝青熱再生技術(shù)。21世紀(jì)初，我國開始對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際研究和使用，瀝青熱再生技術(shù)才在我國得到廣泛應(yīng)用。如今，我國的熱再生技術(shù)種類繁多，如323省道東海段道路的養(yǎng)護(hù)就是利用熱再生技術(shù)的成功典范。全段道路建設(shè)里程10km，經(jīng)有關(guān)部門技術(shù)鑒定，該處熱回收建設(shè)非常成功。

2 瀝青熱再生技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

2.1.1 提高路面修補(bǔ)質(zhì)量

瀝青熱再生技術(shù)用于填補(bǔ)路面，修補(bǔ)后的新老路面結(jié)合力大大提高，路面修補(bǔ)質(zhì)量得到提高。

2.1.2 實(shí)現(xiàn)材料的再生利用，節(jié)約環(huán)保

熱回收法可用于任何直接堆焊或磨削后充填的工程。現(xiàn)場熱回收技術(shù)可以保證集料粒徑不變，瀝青的組成和性能不變，實(shí)現(xiàn)了舊路面混合料的現(xiàn)場再生、集料和瀝青的再利用。因此，不再需要運(yùn)輸垃圾和準(zhǔn)備垃圾場，節(jié)約能源和材料，保護(hù)環(huán)境，符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

2.1.3 技術(shù)優(yōu)勢

利用再生劑與老化脆性瀝青混合料相結(jié)合的方式，不改進(jìn)其配比，使瀝青恢復(fù)原性能，這樣不僅保持了集料的完整性，還保持瀝青的組成和性能，使舊料利用率達(dá)到100%。先進(jìn)的再生設(shè)備可以生產(chǎn)出與新拌瀝青混合料使用壽命相同的優(yōu)質(zhì)瀝青，提高路面的抗滑性和平整度，修正路面的斷面粗糙度，提高路面的安全性能，大大節(jié)約成本。養(yǎng)護(hù)速度快，整個過程只需一次作業(yè)，大大降低了對交通的影響。

2.2 存在的不足

第一，使用熱再生技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)還不夠充足；第二，原路面所用材料影響了熱再生技術(shù)的使用；第三，質(zhì)量難以得到控制。

3 瀝青熱再生技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

一般做法是將舊的瀝青混合料，進(jìn)行再次加熱，并添加再生劑和新的瀝青料來使舊瀝青得到新的性能，是一種再生舊瀝青混合料。使用再生舊瀝青混合料能夠較大地降低新瀝青料的使用量，也能使舊瀝青得到重復(fù)利用，進(jìn)而有著極其重要的節(jié)能環(huán)保意義和節(jié)約成本意義。

在進(jìn)行瀝青熱再生技術(shù)生產(chǎn)過程中，需要使用到的設(shè)備主要是指地?zé)嵩偕鷻C(jī)組，能夠在施工現(xiàn)場直接將舊的路面進(jìn)行加熱和翻松，并將適當(dāng)量的再生劑和新料加入其中。經(jīng)過連續(xù)的均勻攪拌和出料攤鋪，公路路面將直接壓制成型，施工十分迅速、簡便，極大地提高了公路大修效率。一般可以采取的施工方法可以分為兩種，分別是復(fù)拌法和重鋪法。

重鋪法是指將原有的公路路面直接進(jìn)行加熱，然后翻松，在這一過程中將新制成的再生舊瀝青混合料直接鋪設(shè)在公路上，然后將鋪設(shè)的新瀝青料進(jìn)行壓實(shí)。通過多次碾壓后，公路路面將變得平整。重鋪法適用于恢復(fù)公路路面的摩擦功能和防水功能，能夠有效地提高公路路面的橫坡度，恢復(fù)車轍影響。該技術(shù)方法一般應(yīng)用在公路老化程度不高的情況下以及重載車輛較少的公路。

復(fù)拌法是指在進(jìn)行公路大修時，通過使用再生添加劑或者添加新的混合料來進(jìn)行公路的維修，現(xiàn)場需要進(jìn)行攪拌、攤鋪、壓實(shí)的施工過程，能夠極大地改善路面原有問題帶來的不良影響，是一種就地?zé)嵩偕绞健?/p>

復(fù)拌法更適用于對老化的路面進(jìn)行改造的工程，能夠在一定程度上提高路面的重載能力，可以恢復(fù)公路的摩擦功能和防水功能，改善路面的橫坡度帶來的不良干擾問題，也能夠消除車轍，有效地提高了公路路面的強(qiáng)度。隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展進(jìn)步，各個區(qū)域的高速公路的承載壓力都在逐漸地提高。所以，目前復(fù)拌法是業(yè)內(nèi)更為重視的一種施工技術(shù)手段，通過再次修整，使用復(fù)拌法能夠?qū)⒃械墓仿访娴氖褂眯阅苓M(jìn)行提高，以適應(yīng)高速公路不斷提高的運(yùn)輸壓力。

4 公路瀝青路面熱再生試驗(yàn)檢測技術(shù)在實(shí)際工程案例中的應(yīng)用

4.1 工程概況

案例工程為我國某城市的高速公路路面試驗(yàn)工程，位于沿海地區(qū)，是較為重要的交通樞紐路線，連接著廈門等重要經(jīng)濟(jì)城市。該工程始建于20世紀(jì)90年代，工期3年，是當(dāng)時重要的國家級基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。全線為雙向八車道，規(guī)定速度為120km/h，全長82km，都是采用的瀝青混凝土路面。隨著使用時間的增加以及該區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷升溫，案例工程的承載壓力也逐漸增加，導(dǎo)致路面瀝青結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)了諸多裂縫問題，經(jīng)過設(shè)計(jì)研究決定采取挖縫、灌縫、防裂的施工方式，對路面進(jìn)行補(bǔ)修。其中灌縫的瀝青將使用普通的基質(zhì)瀝青，抗裂使用符合國家規(guī)定的聚合物改性瀝青抗裂貼，厚度為2mm，寬度小于32cm。施工過程中，會在施工圖紙上將挖縫的寬度、深度參數(shù)進(jìn)行明確的注明，要求必須要使用專業(yè)先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行裂縫的處理施工，然后才可以進(jìn)行熱再生試驗(yàn)工作。

4.2 瀝青路面加熱

根據(jù)施工要求，需選擇多輛加熱機(jī)械同時施工，相鄰兩輛設(shè)備距離控制在1m左右，為加熱兩側(cè)瀝青路面提供便利。溫度是加熱施工的關(guān)鍵，若溫度過高，極易出現(xiàn)路面瀝青老化問題；若溫度過低，則會影響路面強(qiáng)度，無法有效壓實(shí)。為此，需在整個過程中選擇遠(yuǎn)紅外測溫槍進(jìn)行實(shí)時測量，保證溫度適宜。

4.3 摻加再生劑及瀝青材料

加熱機(jī)與銑刨機(jī)前后行駛，當(dāng)銑刨鼓下降時，需進(jìn)行再生劑、新瀝青材料同時噴撒。在瀝青路面銑刨過程中，針對路面軟化情況，可充分拌和軟化瀝青，保證混合料的均勻性。隨后在道路中間位置噴撒軟化瀝青，形成混合料集中帶，為鋪筑路面提供便利。此時應(yīng)控制材料溫度為110C左右。銑刨速度需和瀝青再生劑、新拌混合料噴撒裝置的速度相一致，保證配置合理。

4.4 舊瀝青混合料試驗(yàn)分析

由于存在裂縫等危害，需要將路面進(jìn)行5cm深度的銑刨，然后在試驗(yàn)室利用離心抽提分離法對舊瀝青進(jìn)行收集，并且使用4.75mm的篩孔進(jìn)行過濾。篩上剩下的舊料分為三個部分分別進(jìn)行試驗(yàn)。首先進(jìn)行加熱碾碎后，采取抽提試驗(yàn)，并過篩計(jì)算三次試驗(yàn)得出的通過率平均值，試驗(yàn)中得出案例工程的舊瀝青混合料已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的老化問題，不能滿足級配需求，因此應(yīng)該采用加入新瀝青的方式，提高舊瀝青的性能。對于收集的舊瀝青在25C、15C進(jìn)行延度分析，得出表1數(shù)據(jù)。

表1 舊瀝青試驗(yàn)三大指標(biāo)數(shù)值

舊瀝青的針入度和延度都已經(jīng)明顯低于標(biāo)準(zhǔn)值，軟化點(diǎn)溫度卻高于標(biāo)準(zhǔn)值，這進(jìn)一步證明了該路面的瀝青老化程度嚴(yán)重，必須要進(jìn)行有效的再處理才能夠繼續(xù)使用。

4.5 再生瀝青混合料試驗(yàn)分析

4.5.1 再生瀝青試驗(yàn)分析

經(jīng)過研究分析，該工程的舊瀝青路面修復(fù)可以使用的兩種方法，分別是：采取低標(biāo)號的新瀝青與舊瀝青混合加工的方式，提高舊瀝青的性能；使用再生劑與舊瀝青進(jìn)行混合。在確定過程中，對以上的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，證明如果使用再生劑的方式來提高舊瀝青的性能，則需要生成的再生瀝青性能必須達(dá)到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）中的規(guī)定，才能夠確保使用功能的穩(wěn)定性。采取的試驗(yàn)方式是：在舊瀝青當(dāng)中加入2%的再生劑，對針入度、延度、軟化點(diǎn)三大指標(biāo)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)舊瀝青使用含量越大，新生成的瀝青性能就越差。所以可以適當(dāng)增加再生劑的含量，經(jīng)過進(jìn)一步的試驗(yàn)證明，當(dāng)再生劑的使用含量達(dá)到4%時，新生成的瀝青混合物使用性能可以達(dá)到AH-90型號的瀝青標(biāo)準(zhǔn)，所以可以證明利用第二種方法對該案例中的舊瀝青路面進(jìn)行性能恢復(fù)具有一定的可行性。

4.5.2 再生瀝青混合料級配分析

為了確保再生瀝青混合料符合國家標(biāo)準(zhǔn)，必須利用相關(guān)的計(jì)算程序?qū)r青混合料進(jìn)行級配計(jì)算，然后結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)、研究的數(shù)據(jù)以及工程的大修要求進(jìn)行再生瀝青混合料配比設(shè)計(jì)。最終使用的礦料比例之和是100%，瀝青和再生劑不算在內(nèi)。經(jīng)過試驗(yàn)證明，該配比方案符合國家標(biāo)準(zhǔn)，能夠在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值范圍內(nèi)，而且極大地提高了舊料的使用率，進(jìn)一步促進(jìn)了節(jié)能環(huán)保目的的實(shí)現(xiàn)。

4.6 再生劑添加擴(kuò)散滲透試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

由于再生瀝青混合物會受到時間、溫度和濃度的影響，所以可以根據(jù)這三個要素來進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并以此測試三個因素之間對于混合料的影響范圍和影響能力。按照瀝青熱再生的機(jī)理，為瀝青混凝土路面熱再生試驗(yàn)檢測工作提供有力的數(shù)據(jù)支持。

4.6.1 試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)

在生成熱再生瀝青混合物之后，需要對舊的瀝青表面所生成的黏合劑薄膜進(jìn)行分層處理，通過觀察內(nèi)層和外層之間的差異性來分析再生瀝青混合物的均勻程度。該試驗(yàn)方法較為困難，但是可以通過在試驗(yàn)室內(nèi)對內(nèi)層和外層膜的礦粉和瀝青進(jìn)行比例差異化的檢測，可以進(jìn)一步得出再生瀝青混合物內(nèi)的黏合劑的混溶差異情況。在進(jìn)行具體試驗(yàn)時，如果想要得知新添加的石料表面所得到的瀝青黏合劑的水平，可以將再生劑、經(jīng)過加熱的石料和舊礦粉進(jìn)行攪拌融合，可以得出黏合劑主要還是對舊瀝青外層瀝青膜造成影響的結(jié)論。

4.6.2 試驗(yàn)工藝情況

試驗(yàn)工藝情況分別是：其一，舊料在日常溫度下，不使用再生劑進(jìn)行生產(chǎn)加工；其二，將舊料加熱至110C以上時，不使用再生劑進(jìn)行生產(chǎn)加工；其三，舊料在日常溫度下進(jìn)行生產(chǎn)加工，加入了R1100再生劑；其四，將舊料加熱至110C以上時，加入了R1100再生劑。生瀝青混合料生產(chǎn)過程中，如果需要添加新瀝青，應(yīng)該結(jié)合嚴(yán)格的工藝要求，進(jìn)行不同情況的選擇。一般而言需要先摻拌再生劑，時間達(dá)到35s。

4.6.3 施工要點(diǎn)及解決方法

在進(jìn)行施工時，由于案例工程路段太長，在不同的區(qū)域內(nèi)面臨的瀝青情況會略有不同，就需要使用不同的瀝青混合料進(jìn)行建設(shè)，如果舊瀝青混合料中的各類配比不均勻，就會導(dǎo)致施工質(zhì)量發(fā)生變化，所以必須加以重視。應(yīng)該提高RAP檢測的工作量，根據(jù)案例工程中的施工標(biāo)段分區(qū)進(jìn)行銑刨，并進(jìn)行分段的試驗(yàn)檢測。選用的銑刨樣品應(yīng)該根據(jù)路段的變化進(jìn)行調(diào)整，按照詳細(xì)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)生成配合比。如果使用常規(guī)熱拌瀝青的施工技術(shù)，就必須注意選擇符合施工要求的新料級配和參數(shù)，并對新瀝青的類型、用量按照RAP檢測結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)案例原來的舊瀝青得到的銑刨參數(shù)，制定出針對不同路段的瀝青混合物配比，才能夠真正保證整個案例工程大修的質(zhì)量。

5 結(jié)語

總而言之，高速公路采用瀝青熱再生技術(shù)，不僅具有節(jié)約資源和保護(hù)公路生態(tài)環(huán)境的重要作用，還能有效減少長期施工對公路交通正常運(yùn)行的影響，縮短公路施工時間，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。另外，開發(fā)應(yīng)用相關(guān)的瀝青專用設(shè)備，也可以有效促進(jìn)我國公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。