就地热再生在道路中的应用

就地热再生在道路中的应用

王恒恒

山东建筑大学交通工程学院，山东 济南 250100

摘要：就地热再生技术是种发展前景较好的沥青路面预防性养护技术。该文在全面了解就地热再生研究历程的基础上，从就地热再生技术适用性、再生混合料设计等进行研究，为就地热再生道路施工进行指导作用。

关键词：沥青路面；就地热再生；混合料设计

Abstract: The Hot In-place Recycling technology is a kind of preventive maintenance technology for asphalt pavement with good development prospect. On the basis of a comprehensive understanding of the research process of geothermal regeneration, this paper studies the applicability of geothermal regeneration technology and the design of regenerative mixture, etc., in order to guide the construction of geothermal regeneration road.

Key words: asphalt pavement; Hot In-place Recycling; Mixing design

引言:

截止2019 年年底，中国修建的公路总公里数已经达到了 501.25 万公里，公路养护里程 495.31 万公里，占公路总里程的 98.8％^[1]。《国家公路网规划》文件显示：未来我国公路网总规模将继续扩大，到 2020 年达到 580 万公里^[2]。沥青路面养护与维修过程中，会产生大量的沥青路面旧料。沥青路面的再生，可循环利用旧沥青路面中的沥青和砂石，减少新石料开采，大量节省工程成本，保护自然环境。

就地热再生技术可以100%利用旧沥青路面材料，减少对原材料开采，大量节省工程成本，减少运输中的的能源消耗和环境污染，保护自然环境。该技术对中国公路建设及养护具有一定的促进作用，对生态环境保护具有重要意义。

1 就地热再生工艺类型

就地热再生技术凭借其良好的经济、社会、环境效益，在中国预防性养护工程中大量地应用，但是由于其施工工艺的特点，并不能适用于所有的沥青路面病害处治，存在一定的局限性。就地热再生技术适用于对路表一定深度范围内（通常不超过 6cm）的旧沥青路面再生，主要用于修复沥青路面上面层病害。目前就地热再生施工工艺主要包含三种：路面表层整形再生、路面复拌再生及路面加铺再生。

（1）路面表层整形再生

通过加热机将原路面加热铣刨，仅通过添加再生剂进行拌和摊铺。该方法无需添加新集料或添加少量新沥青混合料，主要利用再生剂恢复老化沥青性能实现路面再生。主要适用于沥青路面 2cm～3cm 表面层的再生，可有效处置沥青路面轻微裂缝、车辙、麻面、松散等病害，可用于沥青路面早期预防性养护。

（2）路面复拌再生

该方法主要通过加热设备将路面加热加热软化、耙松，并将再生剂或新沥青喷洒至路面，此后将路面材料进行收集，并在搅拌锅中加入新混合料进行拌合，最后将再生混合料均匀地摊铺、压实。 复拌再生主要适用于沥青路面4cm～6cm 面层再生，通过添加新沥青和集料可以调整和优化原路面材料级配，改善路用性能。

（3）复拌加铺再生

复拌加铺再生是指在利用复拌再生法再生路面之后，再额外加铺一层磨耗层，以提高路面的抗滑能力，修复后的路面与新建路面相当。复拌加铺工艺主要适用于路面破损较为严重或早期设计时的承载力不足以承受目前要求荷载的路面。

2 就地热再生沥青混合料设计

再生沥青混合料设计与普通沥青混合料设计相比添加了沥青混合料回收料、新沥青和再生剂。再生混合料设计需要确定新料性质和级配组成、再生剂掺配比例、新沥青掺量、旧料的利用率等，使沥青混合料路用性能满足道路使用要求。

再生沥青混合料设计主要步骤是

（1）RAP材料分析

对回收来的旧沥青混合料选取部分样品,进行抽提筛分试验,确定原路面材料沥青含量和旧集料的级配组成。通过阿布森法或旋转蒸馏器法回收旧沥青,然后通过实验确定旧沥青的技术指标。

（2）新集料性能及再生混合料级配设计

选择新集料进行物理力学指标试验，评定新集料性能；并对新集料分档筛分，得出各档集料的级配。根据旧沥青混合料的级配粗细和沥青的老化程度、再生混合料使用场合,确定适宜的目标级配范围，确定新旧沥青混合料的混合比例，根据RAP分析得到的旧集料级配与新集料级配进行配比计算，得到各档新集料添加量

^[3]。

（3）添加再生剂

根据再生路面所处的环境特点综合确定旧沥青再生目标标号，根据试验得到原路面沥青的技术指标，确定是否添加再生剂及添加的种类和掺量，一般通过再生剂与旧沥青试配初步确定再生剂掺量^[4]。当再生沥青混合料用于低等级路面面层或者其他等级路面基层、沥青老化程度不严重时可不添加再生剂,否则应添加再生剂。

（4）确定最佳沥青用量

确定最佳新沥青含量，先根据普通热拌沥青混合料中沥青总量的估计方法，预估再生沥青混合料的最佳沥青含量，然后计算新沥青混合料中的新沥青含量。以此为基础，将新沥青含量上下浮动，取５个水平，依照马歇尔试验设计方法确定最佳新沥青含量^[5]。

（5）配合比检验

根据设计的矿料级配、再生剂掺量、最佳新沥青含量，成型马歇尔试件检验马歇尔稳定度、流值、空隙率、沥青饱和度、水稳定性、高温稳定性是否满足规范要求。对于严寒地区,还要研究再生沥青混合料的低温性能。

3 效益分析

1. 就地热再生技术可以有效降低施工中的材料费用。就地热再生可以将原路面旧料全部利用，大大降低了所需新料的量，从而节省了成本，此外还降低了再生过程中的废料运输费和堆砌费。

（2）就地热再生设备已达到环保要求，同时，大幅降低了运输量，使运输车量尾气的总排放量达到最小，减少温室气体排放。

4 结论

（1）就地热再生技术以改善已产生裂缝、坑槽、车辙的沥青路面的形状和混合料性质为目的，一般是在路面的损坏程度还没波及到基层时采用这种维修 方法，并且就地热再生技术也存在着对再生机械要求高，对气候依赖性强，不易于施工控制等缺点^[6]。

（2）就地热再生混合料设计主要包括5个方面： RAP材料分析、新集料性能及再生混合料级配设计、添加再生剂、确定最佳沥青用量、配合比检验。

（3）就地热再生技术具有良好的经济和社会效益：可以将沥青路面旧料全部重新利用，既节约了工程成本又减少了资源的开发；对交通干扰小，开放交通快；减少运输距离，降低尾气排放。

参考文献

[1] 2017年交通运输行业发展统计公报 [N/OL]. 中国交通报 .2018-3-30.

[2] 乔望.《国家公路网规划(2013年-2030年)》发布[J]. 交通世界(建养.机械), 2013, 20(7): 24-25.

[3] 张宁. 养护技术再现政策利好[J]. 中国公路, 2012, 19(21): 113.

[4] 马君科，王冕，张永宁，等就地热再生沥青混合料配合比设计［Ｊ］．公路交通科技（应用技术版），2017（6）．

[5] 张娟，郭云锋，郭平．就地热再生沥青混合料配合比设计研究［Ｊ］．石油沥青，2015（4）．

[6] 张清平，周志刚，李炎炎，等．海南地区就地热再生沥青混合料的路用性能试验研究［Ｊ］．中外公路，2011（2）．