高速公路热再生技术应用总结.docx

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高速公路热再生技术应用总结

**高速公路2011年路面养护专项工程

就地热再生技术

应用总结报告

浙江**高速公路有限公司**管理处

二〇一二年十二月

路面就地热再生技术应用总结

近几年，就地热再生技术，在我国公路养护中逐步推广应用，产生了显著的社会经济效益。

目前就地热再生技术还没有大规模在浙江推广，为验证就地热再生技术效果，并为该技术的推广应用提供依据，**高速2011年路面养护专项工程实施过程中，选择**高速上行K45+500～K49+500路段作为就地热再生试验段进行施工。

一、就地热再生概念

就地热再生是一种预防性养护技术，采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铣刨，就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等，经热拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。

它可分为整形再生、复拌再生、加铺再生三种方式。

（一）整形再生：

先用加热设备把沥青路面烤热软化，然后用设备本身自带的耙松装置将路面耙松整形，同时添加再生剂和少量新混合料，然后用压路机碾实。

（二）复拌再生：

先用加热设备把沥青路面烤热软化，再用铣刨机铣刨旧沥青层，然后将铣刨下来的沥青料按一定比例添加再生剂再添加用来调整集配的新沥青和新沥青混合料，经热态搅拌后将混合料收集排放到摊铺机上进行摊铺，最后用压路机碾实。

（三）加铺再生：

先用加热设备把沥青路面烤热软化，接着铣刨旧沥青层，将铣刨下来的沥青料就地掺加一定数量的新沥青混合料、再生剂，拌和形成再生混合料直接进行摊铺，紧接着在再生混合料上面再摊铺一层新的沥青混合料，然后用压路机两层一起压实成型碾实。

二、就地热再生适用条件

（一）技术条件

由于沥青混凝土路面就地热再生只对旧路面表层3～5cm厚的沥青混和料进行再生，所以适合就地热再生的沥青混凝土路面必须满足一定的条件。

详见下表1。

表1就地热再生适用条件

（二）现场条件

沥青混凝土路面就地热再生需使用大型的专用机械，施工时的机械组成长达50～100m，所以施工现场应满足以下条件：

1、要具有发挥热再生特长的足够的工程规模；

2、要确保现场的施工条件，一组施工机械通过时间约需60～90分钟，还要加上养生时间，需要中断施工地点一个车道的交通。

三、前期路况调查和病害预处理

（一）路况调查情况

根据前期路况调查和综合比对，就地热再生试验路段在**高速上行K45+500～K49+500。

该路段路面表面层沥青老化严重，整体路况除车辙明显和少量横缝外无明显的沥青路面早期破损现象；槽辙边缘无隆起现象，判断此车辙应该为压密变形，压密形变是车辆在道路上行驶而使道路得到进一步压实而产生的永久性变形。

这主要由沥青混凝土的孔隙率变小引起。

在我国沥青路面施工中，由马歇尔结果引起的孔隙率一般3%～5%，而施工过程中，当要求严实度达到98%时，引起的施工孔隙率为5%～7%，这样沥青混凝土路面在行车荷载的反复碾压下，就会使孔减少，从而产生压密形变。

车辙平均深度2cm，最大车辙达2.5cm，适合采用就地热再生技术对沥青路面表面功能下降进行恢复处理。

图1路面车辙情况

图2路面少量横缝

所选路段存在少量横向反射裂缝等基层病害，需要在热再生施工前对其进行预处理，要求横缝处至少将上、中面层进行处理。

在横向裂缝处理后，进行全线热再生施工。

（2）预处理注意事项

1、就地热再生施工前做好周边环境调查，对可能影响到的植物隔离带、树木、加油站等提前采取隔离措施。

2、施工前，必须对就地热再生无法恢复的路面病害进行预处理。

①松散类病害：

当此类的破损深度超过就地热再生的施工深度5cm时，应予修补。

②变形类病害：

车辙深度超过30mm时，再生前应进行铣刨处理，以提供满意的工作面。

3原路面特殊部位的预处理

①宜用铣刨机沿行车方向将伸缩缝铣刨2-5m，前端铣刨1-2m，深度30mm，再生施工时用新的沥青混合料铺筑。

②原路面上的突起路标应清除。

③采用隔热板保护桥梁伸缩缝。

④确保路面干净和无有害材料如污物等

四、就地热再生配合比设计

（一）原沥青路面的性能分析

首先需要确定原路面沥青老化程度及混合料级配情况。

从**高速公路上行K46+500处取样,用切割机按50cm×50cm尺寸在原路面切割至基层,将沥青混凝土板取出,在3cm深度范围内取样,采用阿布森法进行沥青抽提,检测老沥青,以判断沥青的老化程度,沥青检测指标见表2。

表2回收沥青指标

由表2可以看出,回收老沥青的针入度降低,软化点提高,特别是延度指标明显降低,显示沥青已产生明显老化。

对抽提完剩余的原路面材料进行筛分,得到图1级配曲线。

图1：

旧沥青混凝土级配图

由图1看出,原AC-13沥青混凝土经过多年运营,实际级配曲线已经稍微偏离规范设计范围,这和原路面施工施工时质量控制、车辆行驶运营等因素有关。

在级配偏离不大的情况下,考虑到施工成本、工艺复杂程度等因素,可以不对级配进行调整。

（二）再生剂掺加量的确定

在回收老沥青中按2%、4%、6%掺加再生剂,检测沥青指标见表3（浙江为2-3区）。

表3不同再生剂掺加量回收沥青指标

由表3可以看出,随着再生剂掺量增加,沥青明显软化,其针入度提高,延度提高,软化点降低,说明沥青的路用性能得到了改善。

从试验结果看,4%、6%再生剂掺加量都满足沥青再生目标要求,考虑到成本因素,选择4%作为再生剂掺加量。

对掺加4%再生剂后的生沥青进行老化指标检测,结果见表,说明再生沥青具有良好的抗老化能力。

表44%再生剂掺加量回收沥青老化指标

（三）再生混合料的配合比设计

按照4%再生剂掺加量,以旧沥青加入再生剂后形成的油石比为最低油石比,然后按0.3%的间隔加入新70#沥青,做马氏试验,不改变原混合料级配（见表5）。

表5马歇尔试验结果

按照5.0%最佳油石比进行再生混合料验证实验，结果见表6,各指标达到规范要求。

表6热再生混合料验证实验

五、就地热再生施工工艺

因考虑到就地热再生施工方法较多，为验证不同热再生工艺的技术性能差别，同时对两家专业施工单位热再生施工水平进行对比，试验路段做如下安排：

上行主车道K45+500-K47+500由江苏省英**热再生有限公司施工，采用整形再生工艺；上行主车道K47+500-K49+415由海宁市交通**有限公司施工，采用复拌再生工艺。

（一）英**-整形再生工艺

2011年4月18日英**公司对龙丽高速上行K45+500-K47+500主车道进行热再生施工，采用整形再生工艺。

其就地热再生机械组为二台HM16加热王、一台HM7加热王、一台RM6000公路王、一台摊铺机、二台双钢轮压路机、一台胶轮压路机及数台自卸车。

施工时工艺流程为：

路面清洁→路面加热→喷洒再生剂→耙松/拌和→补充添加新料→整平→碾压→开放交通。

现场热再生设备施工示意图见图7：

HM-7加热王

1、路面清洁

先将路面根据施工段的划分进行封闭，确保路面上的泥块、修补留下的油斑等清除干净，必要时用风力灭火器将浮尘吹净。

清扫时要始终保证在第一台加热机前有100m的工作段落。

2、加热工作

准备工作完成后，热再生施工时首先对用二台HM16加热王对路面进行加热，在加热过程中应严格控制加热工艺，各加热车辆统一按照设定的施工速度匀速行进，并尽可能缩短车辆之间的间距。

实际上，在进行就地热再生施工时，应根据现场情况随时调节燃气压力、进行往复加热、调整加热机的行走速度及加热板与地面之间的高度等方式确保路面始终得到均匀的加热。

在加热过程中要提高温度的检测频率,根据检测结果及时调整。

另外在风力较大时,用悬挂自制的遮风板以减少热量的损失。

路面加热温度应保证170～180℃,加热的宽度要比再生铣刨的宽度两边各宽20cm。

加热时对道路两侧的树木要进行保护，可以覆盖防护布，防止树木受高温灼烧。

3、再生剂喷洒与耙松

使用一台RM6000公路王是对加热后的原路面喷洒再生剂、耙松。

开工前对喷洒系统进行检查和标定，喷洒要均匀，用量准确。

施工时按照配合比设计阶段确定的再生剂最佳掺加量进行喷洒。

耙松装置为液压气动复合式疏松耙，依靠机械结构实现在已经过充分加热、均匀喷洒再生剂的路面上以匀速将原路面均匀耙松。

操作人员需调整好疏松耙的气压，保证施工宽度和深度符合施工控制要求。

以这种方式耙松路面不会打碎集石料，从而不会改变原路面混合料的级配。

耙松后的材料温度（耙松后立即测量）应大于120℃且小于150℃。

4、摊铺

为保证摊铺时温度控制在120～150℃，根据现场温度过低时，可安排一台HM7加热王，对耙松后材料补加热。

补充新混合料的摊铺过程中不得随意改变摊铺速度，以防影响平整度和引起离析，并注意螺旋布料器的料量以高于螺旋布料器2/3为度，使熨平板的档板前混合料高度在全宽范围内保持一致。

遇雨时应立即停止施工，并清除未压实成型的混合料。

摊铺机还可起到整平、初压的作用，对路面的平整度、横坡度等都有较好的控制。

5、碾压

碾压遵循先轻后重的原则从两边向中间碾压，弯道处由内侧向外侧碾压。

沥青混合料的压实作业分初压、复压和终压三个阶段进行。

对初压、复压和终压段落设置明显的标志，便于司机辨认，并有专人负责测量温度、统计遍数并指挥碾压。

相邻碾压带重叠1/2-1/3轮宽，始终保持驱动轮面向摊铺机。

初压用10T双钢轮压路机碾压2遍，复压采用双钢轮压路机振压4遍、胶轮压路机碾压2遍，终压时双钢轮压路机关闭振动装置胶轮压路机紧随其后碾压至无轮迹，碾压速度不超过4km/h。

碾压终了温度不低于65℃。

6、开放交通

混合料表面温度低于50℃即可回收标志、标牌、锥形桶等物开放交通，回收时要按规定的方法。

如需提前开放交通可洒水降温。

（二）海宁-复拌再生工艺

2011年10月29日海宁公司对龙丽高速上行K47+500-K49+415主车道进行热再生施工，采用复拌再生工艺。

其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），由二台路面加热机、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、数台自卸车等组成。

施工时工艺流程：

前期准备→路面加热→铣刨→喷洒再生剂→收集旧料（初拌）→添加新料→提升→拌和（复拌）→摊铺→碾压→开放交通。

加热复拌机

1、路面清洁

先将路面根据施工段的划分进行封闭，确保路面上的泥块、修补留下的油斑等清除干净，必要时用风力灭火器将浮尘吹净。

清扫时要始终保证在第一台加热机前有100m的工作段落。

2、加热工作

准备工作完成后，热再生施工时首先对用二台加热机对路面进行加热，使其表面温度达到170～180℃,加热的宽度要比再生铣刨的宽度两边各宽20cm，就地热再生列车以2m／min速度行进。

3、铣刨、再生、收集

加热后的路面经加热铣刨机翻松后，打开再生剂喷洒系统，然后再用一排疏松耙对喷洒过再生剂的沥青混合料进行拌合。

采用收集器将被翻松的沥青混合料向路面中心一次收集成连续梯形截面料带减少热量损失并使再生剂与旧料有充分融合时间。

铣刨面应该有较好的粗糙度，且温度要高于70℃。

4、添加新料、收集再生料进行混合搅拌

根据试验确定的施工配合比，在再生混合料带上按设定比例添加新沥青混合料，新料添加量由设备电子控制系统根据设定的施工参数（施工宽度、深度等）以及施工速度自动调节，并由提升机将再生料与新料一起提升至加热复拌机内经充分加热和搅拌均匀后，输送至摊铺机进行摊铺施工。

加热复拌机腹部的加热墙，始终对收集过再生料后的旧路面进行加热，保持摊铺前路面温度达到70℃以上，确保新的摊铺层与旧路面之间的热粘结，保证新铺路面与旧路面连接成为一个整体，提高路面整体性能。

5、摊铺机作业

为保证施工后路面的平整度，采用专用摊铺机进行摊铺。

摊铺机要提前就位，紧跟在复拌设备后部，保持复拌设备的供料不会洒落在地面上。

调整好摊铺厚度、校准好各种仪表，保持摊铺机匀速、直线、平稳前进，保证摊铺的直顺。

摊铺时温度控制在120～150℃。

摊铺工艺和一般新建路面的上面层摊铺工艺基本相同。

5、碾压

碾压遵循先轻后重的原则从两边向中间碾压，弯道处由内侧向外侧碾压。

沥青混合料的压实作业分初压、复压和终压三个阶段进行。

对初压、复压和终压段落设置明显的标志，便于司机辨认，并有专人负责测量温度、统计遍数并指挥碾压。

相邻碾压带重叠1/2-1/3轮宽，始终保持驱动轮面向摊铺机。

初压用双钢轮压路机碾压2遍，复压采用双钢轮压路机振压4遍、胶轮压路机碾压2遍，终压时双钢轮压路机关闭振动装置胶轮压路机紧随其后碾压至无轮迹，碾压速度不超过4km/h。

碾压终了温度不低于65℃。

6、开放交通

混合料表面温度低于50℃即可回收标志、标牌、锥形桶等物开放交通，回收时要按规定的方法。

如需提前开放交通可洒水降温。

（三）热再生质量控制关键

1、再生温度的控制

①旧路面加热温度

加热温度在170℃左右时，从外观上知旧料已软化，耙松器耙松阻力较小。

不会增加额外的主机能耗。

易于翻松旧料。

加热温度再往上升。

越易于耙松旧料，但随之旧料中沥青结合料因高温而烧焦老化，从而影响到再生料质量，同时产的大量黑色烟气对周围环境造成污染。

因此建议通过控制加热机中燃烧器的液化石油气的供给量。

保证经两台加热机加热后，旧路面温度维持在170～180℃之间。

②再生料拌合温度

由于旧料加热温度差异、往主机接料斗中添加新料而使机组停止行、环境影响等因素，不同再生料拌和温度会有一定变化，但平均在130℃左右，满足规范．JTGF41--2008中摊铺温度>120℃的要求，路面成型后钻取芯样测得的压实度也满足上述规范要求。

因此如能保证加热旧路面温度足够，做好保温措施使新料温度维持在出厂水平。

做好主机中再生剂的保温，拌和后再生料温度能满足后续工艺要求。

当然，个别拌和料温偏低导致摊铺温度低于规范要求的地方，应采取及时跟进碾压并增加碾压次数的方式来进行补救。

③再生料碾压温度

碾压温度是影响再生料压实效果重要因素之一，它包括初压温度和终压温度。

其中更重要的是再生料的初压温度，即经主机熨平板预压实后到压路机碾压时再生料的温度，与再生科摊铺温度紧密相关，两者一般相差5℃左右。

高温（如150℃）下摊铺的沥青混合科比低温（如125℃）下摊铺的混合料更容易压实。

然而，如果混合料的初压温度太高，则混合料就可能变得很不稳定而很难压实，要一直得等到温度降低，沥青结合料的糙度E升时才可以压实。

相反地如果沥青混合料在初压时温度太低，为了达到规定的压实度，则需要增加压实功，而实际上，这将永远达不到规定的压实度．

2、再生剂掺量的控制

再生剂和沥青合用量偏差在士O．2％范围内，符合施工实际情况要求。

再生剂量太多，再生路面会出现泛油和发软；再生剂太少，生效果不理想，旧沥青的老化状况不能得到有效的改善，路面的耐久性不好，而且还会出现粒粘、摊铺离析和压实困难等问题。

再生沥青混合料要有适当的光泽，颜色不能暗淡（再生剂偏少），也不能过于光亮（再生剂偏多），同时根据实验室取样的检测结果在现场施工时进行适当调整。

3、再生厚度控制

再生厚度不仅影响再生路面的平整度，而且还会影响再生剂用量的准确性，可能造成再生沥青混合料性能不均匀。

进而影响再生路面使用质量。

因此再生施工时，主机铣刨鼓耙松齿轮翻松旧路面潺度须均匀—致．

4、再生路面压实质量

通常情况下再生料经碾压6～8遍即可满足规范要求的压实度。

六、质量检测

在实施这项工程时，我们坚持“质量第一”的原则，分三阶段加强质量控制，即施工前对路面进行巡查、试验，施工中加强过程控制，施工后定期观测评价使用效果。

（一）路况巡查和试验

施工前对路面的调查已进行完成，目前将进行原路面混合料的试验，评价原路面混合料沥青的老化程度、原路面沥青混合料矿料的级配、原路面混合料的马歇尔试验等指标。

（二）施工中过程控制

施工中加强过程控制，这是确保工程质量的关键。

施工中对试验数据详尽的记录，特别是温度的检测，对数据归纳、分析，根据分析结果指导后续施工。

施工中再生混合料的马歇尔试验指标与前期原路面的马歇尔指标相比较，检验再生混合料的质量，评价对原路面的改善情况。

参考《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）、《沥青路面再生应用技术规范》（JTGF41-2008）、以及以往的工程经验，施工过程采用如下指标检测，见下表：

就地热再生施工过程中的质量控制

检测项目

频率

标准

检测方法

外观

随时

不打碎原路面骨料

目测

接缝

随时

紧密平整、顺直、无跳车

目测

路表加热温度

随时

宜＜190℃，瞬间最高＜240℃

插入式温度计或红外线温度计实测

再生层摊铺温度

随时

＞120℃

再生层初压温度

随时

＞120℃

碾压终了温度

随时

＞85℃

加热耙松宽度

每200m一处

不小于设计宽度

钢尺丈量

再生剂添加量

每天一次

符合设计要求

总量法

压实度

每天一次

最大理论密度94％

T0922

马歇尔试验

稳定度

每天一组

符合混合料设计要求

T0709

流值

空隙率

T0705

通过对具体实施路段试验检测，各项数据如下：

施工桩号：

k45+500-k46+400主车道

级配类型：

AC-13

就地热再生

日期：

2011-04-18

马歇尔试验

理论最大密度

马氏密度

矿料间隙率（%）

空隙率（%）

饱和度（%）

稳定度（KN）

流值（mm）

2.554

2.423

15.4

5.1

66.8

11.99

30.8

混合料抽提试验

沥青用量

4.64%

矿料级配（各筛孔通过百分率）

筛孔尺寸mm

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

抽提级配

100

75.0

45.8

28.8

21.4

16.1

11.8

8.4

5.6

生产级配

100

93.8

75.0

43.9

29.1

20.6

13.4

8.9

6.8

5.4

现场检测情况

现场桩号

K45+600

K45+800

K46+000

K46+200

K46+400

厚度（cm）

压实度（%）

芯样毛体积相对密度2.426

芯样毛体积相对密度2.416

芯样毛体积相对密度2.453

芯样毛体积相对密度2.457

芯样毛体积相对密度2.426

渗水系数

摩擦系数

构造深度

0.80

0.84

0.76

0.88

施工桩号：

k46+400-k47+500主车道

级配类型：

AC-13

就地热再生

日期：

2011-04-19

马歇尔试验

理论最大密度

马氏密度

矿料间隙率（%）

空隙率（%）

饱和度（%）

稳定度（KN）

流值（mm）

2.554

2.425

15.3

5.1

67.0

12.01

30.8

混合料抽提试验

沥青用量

4.64%

矿料级配（各筛孔通过百分率）

筛孔尺寸mm

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

抽提级配

100

92.4

74.5

46.1

29.2

21.6

15.8

11.4

7.8

5.1

生产级配

100

93.8

75.0

43.9

29.1

20.6

13.4

8.9

6.8

5.4

现场检测情况

现场桩号

K46+700

K46+900

K47+000

K47+200

K47+400

厚度（cm）

压实度（%）

芯样毛体积相对密度2.392

芯样毛体积相对密度2.421

芯样毛体积相对密度2.409

芯样毛体积相对密度2.421

芯样毛体积相对密度2.436

渗水系数

摩擦系数

构造深度

0.72

0.80

0.72

施工桩号：

K47+500~K49+415主车道

级配类型：

AC-13

就地热再生

日期：

2011-10-29

马歇尔试验

理论最大密度

马氏密度

矿料间隙率（%）

空隙率（%）

饱和度（%）

稳定度（KN）

流值（mm）

2.365

混合料抽提试验

沥青用量

4.68%

矿料级配（各筛孔通过百分率）

筛孔尺寸mm

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

抽提级配

100

96.9

75.6

36.5

26.4

18.4

12.3

8.2

5.3

3.0

规范级配

100

90-100

68-85

38-68

24-50

15-38

10-28

7-20

5-15

4-8

现场检测情况

现场桩号

K47+600

K47+800

K48+000

K48+200

K48+400

K48+600