現場熱再生在奉炮公路大中修中的應用研究摘要：簡要介紹瀝青路面現場熱再生的概念、特點和瀝青路面再生的重要意義，并闡述瀝青路面再生國內外研究的現狀；針對上海奉炮公路瀝青路面現場熱再生工程實例，探討現場熱再生的機理、再生方案的設計，測試分析再生后的路用性能；并提出進一步研究的課題。1.主要研究內容和意義瀝青路面再生利用技術，是將需要翻修或者廢棄的舊瀝青路面，經過預熱、銑刨、翻挖，通過回收處理，成為具有良好路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑路面面層或基層的整套工藝技術。瀝青路面再生，從場地上看可分為工廠式再生和現場式再生，從混合處理工藝又可分為冷再生和熱再生。現場熱再生就是對瀝青路面表面層出現裂縫、泛油、車轍、坑槽等病害或路用性能下降時，使用專用的現場熱再生設備，加熱軟化原有瀝青路面，并將翻松需要再生的瀝青路面，翻松過程中加入適當比例的再生劑或改性瀝青，收集到攪拌鍋中，同時添加部分新拌瀝青混合料，拌合均勻，然后使再生機按著路面高程設計要求進行攤鋪，最后壓路機組對鋪攤后路面進行壓實，使再生路面的路用性能達到設計要求。在現場用表面再生機械進行瀝青路面熱再生維修，是通過加熱機將路面加熱升溫，使路面軟化，后面緊跟的復拌機將路面翻松，適量添加再生劑，經過拌和成為再生瀝青混合料，然后攤鋪整形，最后壓路機壓實。經過這樣的工藝過程，已經老化的舊瀝青路面恢復了性能，又象新路一樣重新可以使用。瀝青路面現場熱再生優點：現場表面熱再生可以全部利用舊路面材料，有利于節省養護費用；與銑刨翻修相比，現場表面再生避免將路面材料往返運輸的麻煩；與集中廠拌再生相比，克服了舊料需要破碎、舊料使用率低、材料運輸等缺點，提高了經濟效益；現場表面再生于長距離、大面積路面維修作業，完工路段的路況與新路一樣美觀；現場表面再生對周遍環境基本上沒有污染，而由于能節省瀝青和砂石料有利于對自然資源的保護。上海90年代初建設的高等級路面已經或即將進入維修或改建期，改擴建道路中每年清除的廢舊瀝青混凝土超過30萬噸，多數采用傳統的方法將大量翻挖、銑刨的瀝青混合料廢棄，這樣一方面造成環境污染，另一方面對于我國這樣一個優質瀝青極為匱乏的國家來說是一種資源的極大浪費。上海市在能源利用、環境保護和可持續發展等方面十分重視，因此瀝青路面再生技術研究和推廣具有重要而緊迫的意義。瀝青路面的再生利用，能夠節約大量的瀝青和石料，因而減少工程投資；同時，它有利于處置廢料，節約資源，保護生態環境，減少施工對交通的影響。所以，瀝青路面的再生利用具有顯著的經濟效益和社會效益。2、國內外研究現狀1982年，交通部將瀝青路面再生作為重點項目，在一些省份進行了研究，取得了較為系統的研究成果。到20世紀90年代，我國進入大規模的高速公路和高等級城市道路建設，瀝青路面再生技術的研究和推廣暫時被擱置起來，致使我國這方面研究的深化與延伸基本處于停滯狀態。如果說，從過去的十年到現在忙于高等級道路的興建，那么現在我們面臨的任務則是對現有道路如何管理好和如何養護好。到2000年，一些先建成的高速公路和高等級城市道路陸續到了需要翻修的階段。由于過去對高等級道路瀝青如何做好養護，實際上是研究不多。目前采取的方法主要是對坑洞進行一塊塊地挖補；或將破損路面加以銑刨，然后用新料加鋪一層。這種修補方式是一種落后的養護方法。為適應高等級道路瀝青路面養護的需要，在上世紀70年代，歐美國家，如德國、美國、意大利等已經開發出一種現場表面熱再生技術，并研究制造了表面再生機械，從而形成了一種專業性很強、技術含量較高的高等級道路瀝青路面再生養護技術。現在這一技術已在世界許多國家得到廣泛應用。在美國道路建設中，50采用瀝青混凝土再生料，平均直接建設成本下降30，對能源和環保等產生的間接社會效益更大。北京、上海、山東、江蘇等地已經或將要引進瀝青路面現場熱再生機械。可以預計現場表面再生將成為我國今后高等級道路養護的主要方式。3、工程概況奉炮公路(k0000k2180)位于上海奉賢地區，其機動車道為3車道，總寬10.5米，全長2180米，22890平方米。該路段瀝青路面存在表面層損害現象，如車轍、麻面、泛油、平整度差、坑槽、修補多等(詳見下表)。我們采用從德國進口的一套現場熱再生機器設備(rx4500)對該路段進行瀝青路面表面層整車道現場熱再生。4、再生機理瀝青路面的老化主要是其瀝青中輕質組分減少，石料的部分少量損失，瀝青路面再生通過添加再生劑調節老路面中瀝青的化學組分，來恢復老化瀝青的性能，同時補充少量新拌瀝青混合料來調整原有瀝青混合料級配，以達到瀝青路面再生效果。5、現場熱再生方案再生混合料設計思路通過老路面現場取樣，進行室內試驗，分析瀝青老化情況、計算瀝青的含量、級配情況，針對不同的路段，選擇合適的再生劑和瀝青，確定新拌瀝青混凝的級配，再通過室內試驗驗證再生劑、瀝青的用量和新拌瀝青混凝土的級配。現場熱再生方案針對上面層病害情況和室內試驗，我們確定奉炮公路西段300米段的再生方案為：復拌再生3.5cm老路面上面層(即：再生機組把3.5cm的老路面瀝青混合料和20的ac13新瀝青混凝土混合均勻，而后攤鋪壓，使路面恢復原有性能)。東段1880米的再生方案為：再生1cm2cm罩面層(罩面層選用ac13瀝青混凝土)。再生劑的用量在0.3l/m20.6l/m2。6、施工后相關路用性能奉炮公路現場熱再生施工后對這段路面的上面層的技術性能進行測試，測試情況詳見下表：奉炮公路現場熱再生馬歇爾試驗結果及使用性能測試結果統計表(共24組)為測試再生后路面抗水損害能力，我們對試樣做凍融劈裂試驗，凍融劈裂試驗強度比為：tsr=(rt1/rt2)100=(0.5437/0.7030)100=77.34上述測試結果表明奉炮公路再生施工后，主要性能指標已經達到現有公路瀝青路面施工技術規范要求。7、有待進一步研究的問題：瀝青路面現場熱再生的施工應用是可行的，值得在瀝青路面道路養護中大力推廣，同時應對已完成道路繼續跟蹤調查測試，更有必要對瀝青路面現場熱再生技術深入進行研究。要針對不同舊路面情況，能夠高質量地做好現場熱再生，還有很多工作要做。如何選擇和使用再生劑，以及再生混合料的配制設計方法，各種自然因素對再生瀝青路