就地熱再生技術在市政瀝青道路養護維修中的應用分析

李君怡

(合肥市市政工程管理處(合肥市市政設施建設養護公司)，安徽 合肥 230000)

0 引 言

瀝青路面由于具有表面平整、無施工接縫、噪聲低、行車舒適等優點，近年來在市政道路建設中得到廣泛應用，在市政道路工程中占比越來越高。以安徽省合肥市市管道路為例，截至2022年3月份，市政道路路面面積共計526.5萬m2，其中瀝青路面面積為448.1萬m2，占比超過85%。瀝青道路的設計使用年限通常為10～15年，瀝青性能健康期在5～7年，之后就邁入大中修期，且大中修周期一般在3年左右。3年左右瀝青面層均會出現不同程度的病害與缺陷(如泛油、擁包、車轍、松散、裂縫等)。當前，盡管政府對市政道路養護維護投入的資金不斷加大，但從節約財政資金、環境保護、施工便捷等方面考慮，尤其是從全生命周期費用角度分析，如果能對瀝青路面產生的小病害及時修復，就能防止水分破壞路基，達到延長道路的使用壽命的目的，同時由于減少了銑刨、攤鋪次數，綜合養護成本也可以大幅度降低。

1 熱再生技術簡介

瀝青路面的老化主要原因是瀝青中輕質組分減少，石料的少量損失，造成各種淺表層病害。瀝青路面熱再生技術通常是使用大型瀝青路面熱再生聯合機組(以下稱“熱再生設備”)進行連續工作，先用紅外線烘熱器或柴油加熱器把瀝青路面加熱軟化后，銑刨機將軟化的舊瀝青混合料刨起，通過傳送系統輸送到該機組中的雙臥軸攪拌機上，將一定比例的新集料、再生結合料、瀝青再生劑、新瀝青混合料(如有必要時)等新材料與瀝青路面回收料，經熱態拌和、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現對瀝青路面表層一定深度范圍內的舊瀝青混凝土路面再生的技術。

熱再生分為廠拌熱再生與就地熱再生。廠拌熱再生需要從舊路面上銑刨原瀝青路面層，運輸車輛將銑刨的舊混合料運至瀝青炒拌廠后堆放起來，再加入瀝青、再生劑、新集料后再拌合，然后再運回需維修路面處攤鋪，這中間有不少熱量損耗，而且維修時間拉長，成本相對變高，對市民出行影響較大，能耗高還污染環境。 就地熱再生是從加熱原瀝青路面、疏松舊瀝青混合料、撒布瀝青再生添加劑、添加新材料、拌和、攤鋪、碾壓，整個路面修復在原地一氣呵成。

相比廠拌熱再生技術，就地熱再生省去了銑刨舊路面環節、一來一回兩次運輸瀝青混合料環節，不占用場地堆料，無須建立瀝青拌和站，施工速度明顯加快，綜合養護維修成本變低。同時就地熱再生技術處理的質量優于廠拌熱再生技術處理的質量，因為廠拌熱再生銑刨時破壞了原路面級配，造成了花白料；銑刨過的路面由于暴露，極易受到灰塵、雨水等環境破壞。熱量損耗很大，而專業的就地熱再生不存在這些現象。另外，就地熱再生交通干擾少，不擾民，施工時只占用一個車道，施工速度快，不影響民眾出行。綜合考量，就地熱再生完全符合低碳循環經濟的要求，因此，本文主要論述就地熱再生技術在瀝青路面養護維修方面的應用。

2 就地熱再生技術的優點

(1) 就地熱再生是一種預防性養護技術。相對于傳統養護(矯正性養護)而言，預防性養護是在路面結構良好或者病害、損壞發生的初期，就對輕病害、輕損壞進行養護，延緩瀝青路面病害、損壞的進一步擴大，從而達到延長瀝青路面使用壽命、保持道路完好率、提高瀝青路面的質量和服務水平、延長大中修期限目的的施工技術方式。

(2) 就地熱再生技術施工速度快、對交通影響小。就地熱再生設備對瀝青路面進行加熱、翻松，摻入一定量的新瀝青混合料、再生劑等，經熱態拌和、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現舊瀝青路面再生利用的技術。這一技術可以快速修復出現破損的瀝青路面，施工速度較傳統施工工藝有了大幅提高。由于施工速度的提高，其對交通的影響也相應減小。

(3) 降低瀝青路面的全生命周期成本。過往情況下，在大、中修和重修瀝青路面時，采用傳統的養護維修技術，需要添加新的瀝青和砂石等材料，導致維護資金大幅增長。同時，舊瀝青混凝土需要運輸設備進行廢料外運，增加了運輸成本。在舊瀝青混凝土外運前還需要占用施工場地，與此同時，養護維修施工所需要的新材料，還需要通過大規模運輸到施工現場才可開展養護維修，因此會進一步造成人力、物力的浪費。就地熱再生技術可以對原有瀝青進行100%重復利用，節省運輸成本，可以為企業帶來更大的經濟效益。

(4) 就地熱再生技術對環境保護方面有積極意義。傳統瀝青路面養護維修技術，由于使用大量新瀝青混凝土混合料，同時要拋棄大量廢舊的瀝青混合料，會造成城市污染和地表水源污染等，對生態系統造成破壞。通過采取就地熱再生技術，由于對原有瀝青混合料進行了100%利用，不產生廢料，有效地保護了生態環境。

3 就地熱再生技術適用條件

(1) 就地熱再生技術主要適宜處理瀝青路面表層病害，就地熱再生可以處置瀝青路面的表面缺陷、搓板現象、表面車轍，以及深度達到50 mm的徑向和滑移裂縫。但如果路面病害涉及基層以下，此技術就不再適用了。

(2) 就地熱再生施工是使用專用設備進行的連續性機械施工，因此更適用于大面積的瀝青表面病害處理。對于小面積的病害處理，若是采用此技術，從連續施工與經濟合理性上都不太合適。

(3) 就地熱再生技術可以顯著節省修復時間，在繁忙的市區道路與街道特別適合。

4 施工技術分析

4.1 路況調查

路況調查一般包含以下內容：原路面的設計資料, 如路面結構等；原路面的竣工資料, 如路面的混凝土級配碎石的石質、施工時路面的各種參數等；原路面的養護資料, 如歷年來路面的損壞及修補情況等；原路面的損壞情況, 包括各種病害的類型、數量、分布情況, 并簡單分析其原因；原路面的各種幾何數據, 如高程、橫坡度、車轍深度等。

詳細的路況調查是為了選擇合理施工方式及進行路面斷面設計，定量地把握舊路面性狀及面層材料的質量。

4.2 病害路面預處理

在充分了解病害區域以及出現何種問題等情況后，養護維修決定采用就地熱再生技術。處理過程中，先將受損路面的基層和面層進行翻挖，然后根據路面病害受損情況，對挖掘的深度進行核定，如果仍然出現病害，則需將該層面全部進行挖除，根據原路面設計要求，恢復路面結構層。如果開挖后，在路面的基底層和路基位置仍然存在變形、病害，那就需要將基底層的病灶區全部挖除。

4.3 整體熱再生

在路面發生受損情況后，相關技術人員需要對舊路面進行勘查，勘察結果，如果路面基層存在病害不多、危險程度較輕，就適合應用就地熱再生技術?？赏ㄟ^采用熱再生機械對原有路面進行加熱(通常是110～150 ℃)，隨后將特殊材料制成的再生劑噴灑在路面中，與瀝青一起混合使用，進行攤鋪施工。施工過程中需要保持新瀝青混合料和再生混合料始終同步攤鋪，以確保一次就可將兩層碾壓完成。

5 施工技術步驟分析

5.1 施工前準備

在進行施工之前，需要安排施工人員對舊瀝青路面進行打掃，保證路面干凈整潔，以避免再生混合料在施工過程中受到灰塵雜物的污染，清理過程中路面標識標線等不需要進行再次清理，但是需要對熱熔標識標線進行清除。

5.2 路面加熱

在做好準備工作以后，就地熱再生機組進入施工現場進行施工，在配置預加熱設備的數量時，需要按照施工時的環境溫度進行確定。溫度過高，會使瀝青老化，降低新混合料力學性能；溫度過低，舊瀝青與再生劑、新材料融合度不高，會出現舊集料破碎，新瀝青混合料級配發生變化，無法起到再生作用，從而出現石料離析、壓實困難、層間連接不良等問題，因此加熱溫度以控制在120～140 ℃為佳。

5.3 噴灑再生劑

加熱完成后，需要進行再生劑噴灑。噴灑之前需要對舊路面瀝青材料進行相關檢測。由于瀝青材料種類不同，檢測結果也有差異，根據不同種類的瀝青材料選擇適當的再生劑計量。再生劑應加熱至不影響再生劑質量的最高溫度，提高再生劑的流動性以及與舊瀝青的融合性，之后將再生劑均勻噴入舊瀝青混合料中。

同時，參考瀝青性能指標的相關恢復情況，以確?；旌狭闲阅芸梢赃_到使用要求，在施工之前檢查路面是否平整。施工時對噴灑均勻情況進行實時監控，保證噴灑用量始終在設定值范圍內。在噴灑過程中還需對路面實時觀察，及時調整再生劑的用量。再生劑噴灑裝置須與再生復拌機行走速度一致，可自動控制能準確按設計劑量進行噴灑。

5.4 耙松路面

路面使用再生設備進行加熱好，再生劑均勻噴灑路面完成之后，現場技術員需要根據舊路面的受損情況，打散耙松舊路面，確保耙松路面的均勻度。耙松面除了要有較好的均勻度外，還要有較好的粗糙度，此外耙松面溫度應高于70 ℃，以保證后續再生施工質量。

耙松施工時需要根據相關設計，將施工寬度和深度控制在合理范圍內。為保障路面原有的瀝青混合料還可以繼續發揮作用，在對路面進行有效耙松深度的測量需要根據插齒法進行。以200 m為一段進行插齒測深，將再生深度高程變化控制在5 mm的范圍內。如果耙松深度和設計的要求不一致，則要對比設計深度，進行調整?？梢圆捎梅怕訜彳囆旭偹俣鹊确椒?，讓耙松深度達到設計要求。

5.5 路面再生

以上舊路面技術處理步驟完成以后，對舊路面疏松材料進行再次整平。整平工作是通過再生器械設備的配合來完成的。在處理施工路面橫向接縫的時候，需要將瀝青混合料的松鋪厚度進行合理調整，然后操作熱再生設備進行完成，確保使用攤鋪機能夠起到較好輔助效果。

5.6 攤鋪、碾壓

攤鋪時應保證再生后混合料均勻，避免出現粗糙、拉毛、離析等現象。攤鋪過程中應加強接縫處的控制，縱、橫縫必須做到平整、密實、黏結良好、無高差、無離析。再生瀝青混合料在施工過程中對溫度要求較高，因此需要嚴格控制施工溫度。為了能提高再生料的初始密度，減少熱量損失，攤鋪溫度宜控制在120～150 ℃。攤鋪機勻速行駛，施工速度控制在1.5～5 m/min。

碾壓之前將路面上多余混合料進行清掃，再進行碾壓，碾壓過程分為三個階段，即初壓、復壓和終壓。碾壓過程中應做到緊跟碾壓，為保障壓實效果，可根據實際情況適當增加壓路機數量。在路面冷卻后，完成路面平整度、構造深度、滲水系數、摩擦系數等功能指數和幾何線形的檢測，具體的檢測標準應符合質量評定標準的具體要求。

技術人員為了對壓實效果進行控制，則需要在施工過程中有效調整壓實速度和壓實遍數，對壓實機進行合理搭配。初壓一般采用雙鋼輪振動壓路機。攤鋪機在前方攤鋪，壓路機在后方進行壓實。壓實遍數一般控制在1～2遍，碾壓速度保持在2～3 m/min。碾壓過程中，需要遵守先近后遠，先慢后快的原則。對壓路機難以壓實的部位，可選用小型振動壓路機或振動平板夯施工。

5.7 開放交通

將作業區內的所有廢料、雜物清除干凈，就地熱再生壓實完成后，再生層路表溫度低于50 ℃后方可開放交通。

就地熱再生工作流程如圖1所示。

圖1 就地熱再生工作流程圖示

6 質量監管工作

施工之前需要對施工路況的實際情況進行調研，通過調查結果、相關數據分析，確定混合料生產最佳配合比；施工中還加強管理控制，做好數據記錄工作，尤其是溫度數據檢測工作需要重視，及時采集相關數據；施工完成以后，對記錄的數據如路面的壓實度、平整度等進行測算、分析，掌握路面維修工作的各項情況，對施工質量進行評估。

7 就地熱再技術使用限制條件

(1) 就地熱再生技術所需的設備一次性投入大，一套熱再生設備至少上千萬，因此前期養護維修資金投入很大。

(2) 就地熱再生技術只適用于瀝青路面表層病害與損傷，而對于深度超過50 mm的基層病害，這種技術只能暫時發揮作用。此外，要發揮熱再生特長需要一定的工程規模，小面積、零星路面的養護維修并不適合采用熱再生技術。

(3) 就地熱再生施工對天氣、溫度有要求，不適合在雨天進行，不能在氣溫低于5 ℃的時候施工。

(4) 就地熱再生技術的施工質量較難控制，因為現場的熱再生施工是一個連續的、動態的過程，需要對路面進行實時檢測，對現場技術人員與施工人員的水平要求都較高。

8 結束語

綜上所述，就地熱再生技術能夠解決瀝青路面的表層病害，快速恢復瀝青路面的平整度及物理力學性能，很適合市政道路的瀝青路面養護維修施工。

相對于傳統的銑刨、鋪攤瀝青路面的養護維修方式，就地熱再生技術不僅能充分發揮原有瀝青路面層舊料，還可以減少人力、物力的投入，有效節約時間、經濟成本，加快施工速度。而且由于其施工作業范圍小，不需要進行交通管制，施工單位可選擇在交通流量小的時間進行養護維修。

就地熱再生技術可以實現材料的100%就地再生利用，符合循環經濟原則和低碳經濟的要求，能夠帶來更大的經濟效益和社會效益。因此在未來的瀝青路面養護維修施工中，就地熱再生技術將會有更廣闊的發展空間和更大的應用前景。