哈尔滨市通港街就地热再生技术的应用研究

哈尔滨市通港街就地热再生技术的应用研究

结合哈尔滨市通港街的维修项目，对就地热再生技术在城市道路中的应用进行研究，提出了城市道路就地热再生的配合比设计方法。通过不同掺配比再生剂用量来改善旧沥青性能试验确定了最佳再生剂用量。通过添加不同沥青用量的混合料进行马歇尔试验，来确定最佳沥青用量，并通过车辙试验、低温小梁弯曲试验及残留稳定度试验进行验证。验证结果显示其高温稳定性、低温抗裂性及水稳性均满足规范要求。

标签：道路工程；就地热再生；城市道路；配合比设计

1 概述

沥青路面的就地热再生技术是指在道路现场利用专门的设备对沥青路面进行加热、翻松、添加新材料并重新铺筑成型的施工方法[1-3]，就地热再生技术属于沥青路面的一种预防性养护技术，适用于仅存在浅层轻微病害的高速、一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用，再生层可用作原道路的上面层或中面层。城市道路交通量大，主干道路呈现潮汐性拥堵，同时交通流具有典型的周期性[4-5]；若对某一段道路进行全封闭维修，将会直接影响到居民的工作和生活。为了减少对道路交通的影响。采用就地热再生技术的对道路养护维修，这项技术不仅将原路面材料全部再生使用，而且保护环境、节约资源，降低工程造价，对城市交通影响小等特点。文章主要针对哈尔滨市通港街就地热再生项目对就地热再生技术在城市道路中的应用进行研究。

2 原路面调查与评价

2.1 原路面现场调查

现场调查阶段主要是对原沥青路面的结构层厚度以及病害情况进行评价分析，依据《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007），其调查的主要内容有路面损坏状况、平整度、车辙、承载能力、摩擦系数、路面厚度等。

由表1现场调查结果可知，平整度、抗滑性能和路面结构强度能满足要求，但表面破损较严重，有车辙。对行车舒适性、安全性和路容美观有一定影响。考虑原路面承重的路基结构强度较好，满足采用就地热再生技术的适用条件。并且该道路为城市主干道，车流量较大，若采用常规维修方式，工期较长，对城市交通影响较大，使用就地热再生技术，能迅速修复表面病害，恢复路面使用性能，该道路的状况也适合采用此技术。

2.2 旧沥青混合料材料评价

通过现场取样，在试验室内60℃烘干，然后除去沥青路面表层的泥土并破碎，进行抽提试验，得到抽提液和集料，抽提液进行旋转蒸发器法回收旧沥青，

集料进行烘干处理后筛分，得到原沥青混合料的级配和沥青含量。其试验结果如表2和表3。

由表3筛分结果可知，原路面沥青混合料的级配满足AC-16级配的范围要求。

由表4可知，从沥青三大物理指标试验结果来看，与原设计值相比降低较少，但沥青老化严重，不利于路面的长期使用性能。

3 配合比设计

3.1 级配设计

由上可知，原路面沥青混合料的级配满足AC-16级配范围，且与原设计级配差异较小，故再生后沥青混合料的级配类型采取AC-16，考虑路面标高控制，添加30%的新沥青混合料改善再生沥青混合料的路用性能。新沥青混合料及再生沥青混合料的级配组成如图1。

3.2 再生剂用量的确定

采用沥青混合料抽提仪、高速离心机配合旋转蒸发器抽提出旧沥青路面材料中的沥青，然后掺加不同掺量的再生剂，进行沥青再生指标试验，其试验结果如表5。

表5 不同再生剂掺量下沥青再生指标

由表5可知，沥青的性能随着再生剂掺量的增加而逐渐恢复，并且再生剂掺量为7%时，沥青针入度达到了基质90号沥青的水平，与设计条件相符合，故再生剂掺量为老化沥青含量的7.0%。

3.3 确定最佳沥青用量

使用马歇尔方法确定再生沥青混合料的沥青用量，变化5个沥青用量制作马歇尔试件，测定试件稳定度、流值及体积指标，试验结果如表6。

根据马歇尔试验结果以及《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004），确定再生混青混合料的最佳沥青用量为5.0%。

3.4 配合比验证

为了验证再生沥青混合料的性能是否能满足使用要求，需对再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性进行检验，分别采用车辙试验、低温小梁弯曲试验及残留稳定度试验评价再生沥青混合料的路用性能，试验结果见表7。

由表7中验证结果可知，再生混合料在沥青用量5.0%，再生剂掺量为旧沥青含量的7.0%时，混合料性能满足路用要求。

4 施工工艺及注意事项

4.1 现场施工工艺

就地热再生机械组为森远牌SY-4500型沥青路面就地热再生重铺机组（时代列车），由三台路面加热机、一台加热铣刨机、一台加热复拌机共四台独立式机器组成，外加一台摊铺机、二台双钢轮压路机、一台胶轮压路机、若干台自卸车等组成。

施工工艺流程：前期准备→路面加热→铣刨→喷洒再生剂和新沥青→收集旧料（初拌）→添加新料→提升→拌和（复拌）→摊铺→碾压→开放交通。

就地热再生施工中，温度是影响施工质量的关键因素，本次施工采用三台加热机对旧路面进行加热，第一台加热机路表温度控制在130℃～140℃左右，第二台加热机路表温度控制在150℃～160℃左右，第三台加热路表温度控制在170℃～180℃，铣刨后下层表面温度维持在70℃以上，使再生层与下层之间实现热连接。在施工过程中用远红外测温枪、插入式温度计随时检测温度，保证加热温度全程受控。

4.2 施工进度

该就地热再生工程项目，共有10车道，再生面积约16万平方米。实际施工每次再生宽度为4m，封闭两车道施工，平均每天完成2.5km，约10000m2，工程总工期为20天，相比传统的维修方法，施工时间约节省50%，并且随着就地热再生施工的进行，碾压完成并达到要求的路段即可开放交通，大大减弱了道路施工对城市交通造成的影响。4.3 施工注意事项

（1）严格控制外加沥青用量，注意沥青加入系统的维护和保养，定期检查，保证外加沥青能准确加入再生混合料中，以保证混合料的质量。（2）接近路边不能使用摊铺机摊铺而使用人工摊铺作业时，应注意摊铺厚度和摊铺粗细集料的均匀性，避免出现再生料离析或者平整度不足的问题。（3）碾压工作紧跟摊铺机后进行，压路机驱动轮面向摊铺机工作，碾压速度应控制在3～6km/h，一般不宜超过4km/h。（4）施工完成的路段注意保持，防止零散材料及杂物粘结在再生沥青路面上，对再生路面的路容造成不利影响。

5 结束语

（1）该段道路路基强度满足要求，且仅存在表层病害，适合采用就地热再生技术恢复道路使用性能。（2）采用马歇尔方法进行配合比设计，通过不同掺配比例的再生剂对旧沥青再生性能指标的试验来确定最佳再生剂用量。（3）通过再生混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性来检验验证再生混合料的路用性