摘要:為了更好地了解與推廣瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù),，對高速公路瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)特征與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析,，提出瀝青再生方法和最佳級配確定方法，并給出瀝青路面就地?zé)嵩偕┕囟确秶笆┕べ|(zhì)量檢驗(yàn)方法,。實(shí)踐證明,，采用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行路面維修可節(jié)省成本，節(jié)約資源與能源,，且有利于環(huán)境保護(hù),。

關(guān)鍵詞:就地?zé)嵩偕?瀝青路面;RAP;經(jīng)濟(jì)效益

近年來，我國高速公路建設(shè)得到大力發(fā)展，截至2016年底,，高速公路總里程已經(jīng)突破13萬km,。目前，各地早期修建的高速公路陸續(xù)進(jìn)入大,、中修時(shí)期,，傳統(tǒng)公路維修方法通常為路面開挖回填，每年不僅會(huì)產(chǎn)生上億噸舊瀝青路面材料(RAP),，而且工藝流程也較多,，維修時(shí)間長、造價(jià)高,，影響道路安全暢通,。2012年，交通部明確提出了“‘十二五’末,，高速公路路面舊料回收率達(dá)到100%，循環(huán)利用率達(dá)到90%以上”的工作目標(biāo),。所以,，采用切實(shí)可行的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)RAP的有效再生利用并提高其回收利用率已成為迫在眉睫的問題。

瀝青路面再生技術(shù)為RAP的有效再生利用及其回收利用率的提高提供了解決方法,。廠拌熱再生技術(shù)可實(shí)現(xiàn)RAP50%的回收利用,，就地?zé)嵩偕夹g(shù)則可達(dá)到100%的舊料利用率。全球?yàn)r青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)和應(yīng)用設(shè)備研發(fā)始于20世紀(jì)70年代,。2002年,，中國在京津塘高速公路引入了維特根現(xiàn)場熱再生設(shè)備并進(jìn)行了現(xiàn)場熱再生工藝的實(shí)踐。近年來,，南京英達(dá)瀝青路面熱再生機(jī)組,、鞍山森遠(yuǎn)瀝青路面熱再生機(jī)組等國產(chǎn)設(shè)備技術(shù)也日趨成熟，已在不少工程中得到成功應(yīng)用,。本文基于試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐對RAP瀝青評價(jià),、RAP瀝青再生方法、最佳級配確定,、施工溫度及施工檢驗(yàn)等瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)特征進(jìn)行分析,，并結(jié)合就地?zé)嵩偕?jīng)濟(jì)成本與社會(huì)效益分析，總結(jié)就地?zé)嵩偕夹g(shù)的優(yōu)劣勢,，以期為該技術(shù)的推廣與應(yīng)用提供指導(dǎo),。

瀝青路面就地?zé)嵩偕菓?yīng)用專用的就地?zé)嵩偕O(shè)備，將舊瀝青混凝土面層加熱至規(guī)定溫度,，待耙松至一定深度后,，加入適量的新礦料、新瀝青、瀝青再生劑等材料,，將其拌和均勻后進(jìn)行現(xiàn)場攤鋪并碾壓成型,。

就地?zé)嵩偕┕すに嚵鞒讨饕?個(gè)組成部分:原路面加熱、原路面翻松,、新料的添加與拌和,、再生混合料攤鋪碾壓。

RAP瀝青是再生瀝青混合料膠結(jié)料的重要組成部分,，其含量大小與性能特點(diǎn)對再生混合料的性能和就地?zé)嵩偕訜嵝Ч绊懛浅４?。本文介紹采用離心分離法抽提瀝青后，通過阿布森回收試驗(yàn)回收RAP瀝青,，并測定其針入度,、延度、軟化點(diǎn),、粘度等指標(biāo),，以評價(jià)舊瀝青的老化程度，同時(shí)將RAP瀝青與建設(shè)期瀝青的初始性能檢測結(jié)果進(jìn)行對比,。

RAP瀝青與建設(shè)期瀝青性能檢測結(jié)果,，對瀝青性能變化進(jìn)行了分析，可知:

1)RAP瀝青的針入度和延度大幅降低,，135℃旋轉(zhuǎn)粘度增大,，說明RAP瀝青嚴(yán)重老化，瀝青變硬變脆,，塑性降低,。

2)建設(shè)期所用瀝青為SBS改性瀝青，其SHRP(美國公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃)性能分級為76－22,。相較于建設(shè)期瀝青,，RAP瀝青的車轍因子G*/sinδ明顯提高，表明RAP瀝青的高溫性能得到提升,。RAP瀝青的低溫蠕變勁度S和低溫蠕變速率m指標(biāo)檢測結(jié)果均不再符合SHRP性能分級76－22的要求,，表明RAP瀝青的低溫性能衰退。

3)RAP瀝青的軟化點(diǎn)降低,，其原因可能是瀝青老化過程中,，SBS分散在基質(zhì)瀝青中形成的宏觀均勻體系的穩(wěn)定性遭到破壞，SBS和瀝青分離,，致使瀝青軟化點(diǎn)降低,。

瀝青在老化過程中會(huì)出現(xiàn)組分遷移、芳香酚減少,、瀝青質(zhì)増多,、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的相容性降低等現(xiàn)象,。而再生劑含有較高比例的芳香酚和較少的瀝青質(zhì)，其可與RAP瀝青中這2種組分的含量形成互補(bǔ),，對RAP瀝青進(jìn)行組分協(xié)調(diào),，從而改善瀝青的相容性，使RAP瀝青得到再生,。

再生混合料中添加的再生劑應(yīng)具有適當(dāng)粘度,，應(yīng)有較多芳香酚且較少飽和酚，并應(yīng)具有溶解和分散瀝青質(zhì)的能力,，以及良好的流變性質(zhì),、良好的與瀝青配伍性、一定的耐熱性和耐候性,。

需要注意的是,，再生劑主要是針對基質(zhì)瀝青的老化研發(fā)的，而SBS改性瀝青的老化不但包括瀝青組分的遷移,，而且還伴隨著改性劑的裂解和失效,。我國高速公路上面層普遍采用SBS改性瀝青，研究表明,，SBS改性瀝青的優(yōu)良性能來源于SBS聚合物在基質(zhì)瀝青中形成的趨于連續(xù)相的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，而再生劑不具備修復(fù)SBS交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的功能，因此很難真正實(shí)現(xiàn)SBS改性瀝青的再生,。改性瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)中應(yīng)用再生劑只能起到降低RAP瀝青粘度和改善施工和易性的作用，對RAP瀝青和再生混合料性能的提升效果不僅不明顯,，而且還會(huì)使再生路面的高溫穩(wěn)定性降低,，從而容易導(dǎo)致車轍病害。因此,，對于SBS改性瀝青路面應(yīng)用就地?zé)嵩偕夹g(shù),，有待于尋求其它方法來提升RAP瀝青及再生混合料的性能。

本文根據(jù)抽提試驗(yàn)檢測得到重慶地區(qū)某高速公路路面RAP的級配,?？芍噍^于建設(shè)期AC－13瀝青混合料，RAP的級配偏粗,。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn),，發(fā)現(xiàn)間斷級配瀝青混合料SMA中大粒徑骨料經(jīng)過長時(shí)間的嵌擠、摩擦后其粒徑棱角破碎,，骨料尺寸變小,，原集料級配偏細(xì)。為此,，進(jìn)行原路面為SMA的再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí),，新料可采用有較大粗集料含量的斷級配以對舊料級配進(jìn)行一定的調(diào)整,。但與SMA不同的是，密實(shí)級配瀝青混合料AC中細(xì)集料在長期交通荷載作用下易被車輪帶出,，從而導(dǎo)致原集料級配偏粗,。因此，進(jìn)行原路面為AC的再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí),，應(yīng)添加比原路面混合料級配偏細(xì)的新料,。

瀝青混合料是典型粘彈性材料，其粘彈性狀直接受溫度控制,，因此,，在就地?zé)嵩偕┕ぶ校瑴囟仁亲钪匾目刂埔蛩亍?/p>

就地?zé)嵩偕访嬉嗽谳^高溫度條件下施工,，當(dāng)氣溫或路面溫度低于15℃時(shí)不宜鋪筑,。在瀝青路面就地?zé)嵩偕┕み^程中，需使用數(shù)字顯示插入式熱電偶溫度計(jì)及紅外線溫度計(jì)對施工溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控量測,。

舊瀝青路面就地?zé)嵩偕訜崾且粋€(gè)連續(xù)過程,。路面加熱時(shí)，熱量從路表面連續(xù)向表層內(nèi)4～5cm處傳導(dǎo),，由于瀝青路面本身的熱傳導(dǎo)特性,，加熱過程中瀝青路面深度方向的溫度梯度大，所以加熱均勻和減輕瀝青老化較為困難,。

由于瀝青路面材料為不良熱導(dǎo)體,，易出現(xiàn)表面溫度過高而下部溫度還不滿足要求的情況，因此仍有待于對舊瀝青路面的傳熱機(jī)理及熱再生機(jī)組的熱量輸出規(guī)律進(jìn)行研究,，以實(shí)現(xiàn)熱再生機(jī)組輸出熱量與瀝青路面熱傳導(dǎo)特性之間的合理匹配,。施工時(shí)，應(yīng)針對熱再生機(jī)組不同其所對應(yīng)位置的路面溫度就不同的條件來合理設(shè)置加熱器參數(shù),，并可采用間歇加熱等方法來減小溫度梯度,，控制施工質(zhì)量，提高加熱效率,。

施工全部結(jié)束后,，必須進(jìn)行瀝青混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容主要包括瀝青路面就地?zé)嵩偕┕すぷ髅娴钠秸?、壓?shí)度及抗滑性等是否達(dá)到規(guī)范要求,。

完成再生施工后的路面應(yīng)平整、密實(shí),，不能出現(xiàn)松散,、裂縫、明顯離析和泛油等現(xiàn)象,。搭接處應(yīng)緊密,、平順,，且需滿足熱粘結(jié)要求。

本文對重慶地區(qū)某高速公路路面AC－13就地?zé)嵩偕鸀r青混合料與某普通熱拌瀝青混合料AC－13原材料成本進(jìn)行了比較,。由于砂石料運(yùn)輸費(fèi)用較高,，本文采用的原材料價(jià)格均為含運(yùn)費(fèi)的到工地價(jià)格。

可知,，與同級配普通熱拌瀝青混合料相比,，RAP摻量為88%的熱再生瀝青混合料其材料成本節(jié)約率為73.7%。這一結(jié)果與張?bào)戕钡鹊难芯砍晒嘟?。與銑刨重鋪工藝相比,，采用就地?zé)嵩偕に囘€可省去銑刨、廢料運(yùn)輸處理以及廢料永久占地費(fèi)用,。

然后,，采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行路面維修施工需要較大的固定資產(chǎn)投資。根據(jù)長安大學(xué)翟佳對就地?zé)嵩偕O(shè)備投資回收期的計(jì)算分析,，7年內(nèi)可以回收就地?zé)嵩偕O(shè)備的初始投資,，而其他大型設(shè)備一般回收期多為10～15年，因此就地?zé)嵩偕夹g(shù)的固定資產(chǎn)投資收益也是可觀的,。

瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的社會(huì)效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)可實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面材料100%回收利用,。加熱軟化工藝可使瀝青路面材料間粘聚力降低，銑刨回收過程中對集料級配的破壞最小,。施工產(chǎn)生的振動(dòng),、噪音小，CO2排放量減少,，有利于環(huán)境保護(hù),。

2)對公路通行能力影響小，施工結(jié)束后1～2h就可以開放交通,。

3)新舊路面的層間結(jié)合,、施工路幅間的結(jié)合都是熱接,，從而可完全避免車道接縫所產(chǎn)生的縱向開裂,。

本文對高速公路瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)技術(shù)特征和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益進(jìn)行了分析,，并基于試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐,，得出以下結(jié)論:

1)RAP中的瀝青在自然因素(光、水,、熱)的作用下會(huì)發(fā)生老化,，變硬、變脆,，性能衰退,。再生劑可以對RAP瀝青進(jìn)行組分協(xié)調(diào),，使RAP瀝青得到再生。但再生劑不含SBS,，難以恢復(fù)SBS改性瀝青的優(yōu)良性能,。

2)原路面類型為密實(shí)級配瀝青混合料AC的RAP級配偏粗，故在路面就地?zé)嵩偕┕み^程中應(yīng)添加比原路面混合料級配偏細(xì)的新料,。

3)RAP摻量為88%的熱再生瀝青混合料其材料成本節(jié)約率為73%,，投資較大的就地?zé)嵩偕O(shè)備具有較短的投資回收期，故采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀,。

4)采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)維修處治高速公路瀝青路面,，可節(jié)約資源與能源，有利于環(huán)境保護(hù),，并可快速開放交通,。

現(xiàn)場熱再生法實(shí)際應(yīng)用：

  SY4500瀝青路面熱再生重鋪機(jī)組

   現(xiàn)場熱再生施工的主要設(shè)備是熱再生機(jī)組，其中關(guān)鍵部分主要是加熱板,，它要提供高效的輻射熱能,，對舊路面加熱既要時(shí)間短、并達(dá)到一定的深度,；又不能過熱,，使瀝青老化，失去再生的意義,。能對整條車道進(jìn)行連續(xù)就地再生作業(yè)的設(shè)備一般具有路面預(yù)熱功能,、熱銑刨功能、新料填加功能,、拌和功能,、攤鋪功能等。

  森遠(yuǎn)股份就地?zé)嵩偕劁仚C(jī)組是國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目,、國家重點(diǎn)新產(chǎn)品,、國家火炬計(jì)劃項(xiàng)目，是目前國際上最先進(jìn)的瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぴO(shè)備,，由二臺(tái)路面加熱機(jī),、一臺(tái)加熱翻松機(jī)、一臺(tái)加熱復(fù)拌機(jī)組成,，用于高等級公路的大面積連續(xù)翻修作業(yè),，具有就地加熱、翻松（銑刨）,、復(fù)拌,、攤鋪、整平功能,，可一次成型新路面,，舊路瀝青混合料100%就地再生利用,，具有節(jié)約資源、減少環(huán)境污染,、作業(yè)時(shí)不封閉交通,、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益都非常顯著等特點(diǎn)。

　　該機(jī)組采用集成化設(shè)計(jì),，應(yīng)用液壓驅(qū)動(dòng),、總線控制、電子傳感,、熱風(fēng)循環(huán)等先進(jìn)技術(shù),，成為目前國內(nèi)技術(shù)最復(fù)雜、機(jī)群智能化程度最高的成套養(yǎng)護(hù)設(shè)備,，可徹底實(shí)現(xiàn)路面施工自動(dòng)化流水作業(yè),。

基本特點(diǎn)如下： 
1、與傳統(tǒng)工藝相比,，原有路面材料可100%再生利用,，節(jié)省成本，縮短施工周期,。  
2,、高效環(huán)保的熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，節(jié)省燃油消耗,。 
3,、全程加熱、烘干,、拌和工藝保證了再生混合料的質(zhì)量,。 
4、全液壓驅(qū)動(dòng),，工作過程平穩(wěn)可靠,、控制精確。 
5,、基于總線控制的智能化控制技術(shù),，提高了機(jī)群的自動(dòng)化水平。 
6,、液壓,、電氣,、加熱,、銑刨等關(guān)鍵部件均采用國際上的知名品牌，確保機(jī)組質(zhì)量性能的高可靠性,。

路面加熱機(jī)

　　用于是對路基完好,、路面破損的瀝青混凝土路面進(jìn)行大面積的連續(xù)加熱,，使表層路面溫度快速達(dá)到再生 重鋪施工的要求，以供機(jī)組中的后續(xù)設(shè)備對路面進(jìn)行熱銑削,、翻松,、復(fù)拌及重鋪?zhàn)鳂I(yè)。 
　　該機(jī)加熱系統(tǒng)采用了國際最先進(jìn)的熱風(fēng)循環(huán)大面積連續(xù)加熱技術(shù),，熱風(fēng)的余熱可循環(huán)使用,，既提高了熱 效率，又節(jié)省了大量燃料,，具有加熱均勻,、熱得快、效率高,、無煙無塵利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),。


加熱銑刨機(jī)

　　用于連續(xù)完成對瀝青路面的加熱、路面兩側(cè)銑刨及向路面中心集料,、添加再生劑,、中間路面的銑刨及拌和等工序。 
　　該機(jī)使瀝青路面加熱,、軟化,，并按規(guī)定的深度進(jìn)行銑刨，銑刨深度與寬度可自動(dòng)控制,、調(diào)整,，銑刨中骨料無破碎，再生劑添加量精確控制,。 


加熱復(fù)拌機(jī)

　　加熱復(fù)拌機(jī)主要用于連續(xù)完成新瀝青混合料的添加,、混合料的攤平、攪動(dòng)烘干加熱,、集料,、上料、攪拌卸料等項(xiàng)工序,。 
　　新混合料出料可自動(dòng)比例控制,，并與攪拌和攤鋪功能相匹配。 
　　特有的后期攪動(dòng),、烘干,、加熱工藝設(shè)計(jì)，可確保舊料與新添加混合料的充分加熱,，排除舊混合料中的固有水分,。混合料由刮板輸送器進(jìn)入雙軸攪拌鍋，進(jìn)行最后的攪拌混合,，最后落入攤鋪機(jī)中進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè),。

施工案例