第１０卷第６期 ２０１３年１２月 现代交通技术 Ｍｏｄｅｒｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＶＯＩ．１０ ＮＯ．６ Ｄｏｃ．２Ｏ１３ 就地热再生技术在改性沥青ＧＡＣ罩面层 养护工程中的应用 卢 勇 （１．新型道路材料国家工程试验室，江苏南京２１００１７；２．江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏南京２１００１７） 摘要：文章结合改性沥青ＧＡＣ罩面就地热再生的设计和施工过程，总结了其和常规就地热再生的区别，并以改性 沥青ＧＡＣ混合料和碎石封层为研究对象探讨了就地热再生设计与施工过程中需要注意的关键环节。文章建议为了 保证碾压效果，必须控制再生机组的行进速度。 关键词：ＧＡＣ；就地热再生；碎石封层；改性沥青 中图分类号：ＴＵ７５５．７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—９８８９（２０１３）０６—０００９—０４ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｏｔ Ｉｎ－ｐｌａｃｅ Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ Ｍｏｄｉｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｆｔ ＧＡＣ ｉｎ Ｏｖｅｒｌａｙ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｕ Ｙｏｎｇ ， （１．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｏａｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１７，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｔ ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ＧＡＣ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｈｏｔ ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ＧＡＣ ａｎｄ ＡＣ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ＧＡＣ ｍｉｘｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｈｉｐ ｓｅａｌ，ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｌｉｎｋ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｔ ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ．Ｉｔ ｗａｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＡＣ；ｈｏｔ ｉｎ—ｐｌａｃｅ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ；ｃｈｉｐ ｓｅａｌ；ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｓｐｈａｈ １概述 往会设置沥青碎石封层。这些优化措施在提高路 面性能的同时，也对就地热再生混合料设计和施工 提出了新的难题。 在预防性养护理念在国内的影响程度加深，国 家对再生循环利用、节能减排的高度重视以及国产 就地热再生设备成功研制的背景下，就地热再生技 术在近几年内再次得到了行业内的关注。同时，由 本文依托广东开阳高速公路改性沥青ＧＡＣ罩 面层就地热再生工程，主要针对其改性沥青ＧＡＣ混 合料和碎石封层的特点对目标配合比设计和施工 过程的影响进行了总结，以供其他类似工程借鉴。 ２项目路原路面结构 于国内公路养护传统的罩面维修方式，导致路面标 高持续升高，更加凸现了就地热再生技术的优 势。＿ｌ 对于就地热再生技术而言，其对原路面结 构类型具有非常大的依赖性 Ｊ，而目前国内新修建 或者改造的高等级高速公路表面层与以前有较大 本项目路在０８年进行过一次养护维修，采用 的是ＧＡＣ一１３罩面，为了增加罩面层和原路面之间 的粘结效果，中间增设了一层１ ｃｍ改性沥青碎石封 层。经过４年多的运营，拟通过对这４ ｃｍ的罩面层 进行就地热再生处理以恢复路表功能。 的不同，体现在以下三点：（１）沥青胶结料基本为改 性沥青；（２）级配走Ｓ型级配，较之以往级配偏粗； （３）对于近几年的罩面维修，普遍重视层间粘结，往 作者简介：卢勇（１９８７一），男，江苏淮安人，助理工程师，主要从事道路材料研究方面的工作。 ・１０・ 现代交通技术 ２０１３年 ３ 目标配合比设计 型，主要是为了增强其抗车辙性能和表面构造深 度，相对的由于采用了非常粗的级配，其对施工水 沥青路面在经受了多年的交通荷载等作用后， 其级配往往较施工时偏细，根据前人的研究，４．７５ ｒａｉｎ 筛孔通过率往往会增高５％～１０％ －５ ３。因此在之 前的就地热再生工程中，往往因为再生混合料偏细 而不得不添加部分粗集料调整级配。而受路面标 平要求较高，目前也只在广东省内大规模应用。本 工程中的ＲＡＰ抽提结果，原ＧＡＣ的设计级配以及 规范中对ＡＣ混合料的级配范围比较如表１所示。 由表可知，由于ＧＡＣ级配本身较常规的ＡＣ级配要 粗很多，经过细化后的级配恰好处于ＡＣ级配范围 中适宜的位置，因此不需要对级配进行过多的调 整，这也就避开了就地热再生级配难以调整的问 高，新混合料添加的比例又不能过高，一般不 会超过２０％，新混合料级配类型也不能过于间断， 实际上再生混合料的级配能够调整的幅度是非常 小的，并不能对级配有根本性的调整，由此导致再 题，同时不存在其他工程再生混合料级配过细的问 题，从这个角度来说，ＧＡＣ混合料作为就地热再生 反而拥有优势。 在此级配基础上，根据规范的要求，进行目标 生混合料整体偏细，室内做目标配合比时空隙率偏 小，高温性能堪忧。这也是就地热再生技术使用过 程中的一个常见问题。 本项目路０８年罩面时采用了ＧＡＣ混合料，这 是采用了一种较规范ＡＣ级配范围更粗的级配类 配合比设计，配合比结果包括各项性能试验结果如 表２～表５所示。 表１ ＲＡＰ抽提筛分结果 再生混合料 １５ ８５ ４．７（不包括再生剂掺量） ５．０ 铣刨料旧沥青质量的４％ 表４最佳油石比及马歇尔体积指标 表５再生沥青混合料性能试验结果 性能指标 实测结果技术要求 试验方法 油 再生混合料 ４．８８ 翟 ２．４２６ ２．５４１ ４．５ １４．１ 由结果可知： （１）由于细化作用，ＧＡＣ就地热再生混合料的 级配基本不用调整； （２）ＧＡＣ就地再生混合料中粗集料的含量相对 较高，因此其空隙率和各项性能指标，尤其是高温 性能指标均表现优良。 ４施工 试验路施工时采用Ｗｉｒｇｔｅｎ的就地热再生机 第６期 卢 勇：就地热再生技术在改性沥青ＧＡＣ罩面层养护工程中的应用 ・１１・ 组，由２台ＨＭ４５００加热机和１台Ｒｅｍｉｘｅｒ４５００再 生机组成。 ４．１ 改性沥青的影响 温度，也是最终控制的指标之一。不同初始碾压温 度下的沥青路面压实度结果如表７所示，可以看出 施工温度对最终压实度的影响非常显著，根据压实 影响就地热再生成败的最关键的因素即施工 过程中的温度，对于改性沥青就地热再生而言，其 对温度的控制要求更加严格。目前就地热再生主 要采用的加热方式即红外加热和热风加热，无论采 用哪种方式，都不能避免温度加热的纵向不均匀 性，即表面温度和层底温度的差异。为了保证改性 度的要求结合再生机组本身的，建议改性沥青 的初始碾压温度在１４０～１５０ ｏＣ为宜，应不低于 １３５ ｃＣ。 表７不同初始碾压温度下压实度检测结果 初始碾压温度／ｃｌｃ 压实度／％ １４５ １４０ １３５ １２５ １２０ ９５．２ ９４．１ ９３．２ ９２．３ ９１．７ 沥青混合料的施工效果，必须提高施工温度，也就 是要进一步增加路表加热的温度，路表加热温度过 高使得沥青混合料发生老化，沥青胶结料变粘，反 而使得施工和易性变差，这是就地热再生温度控制 的一个主要矛盾。本项目施工时监测的温度记录 结果如表６所示。 表６就地热再生温度检测结果 而对于就地热再生设备的温度控制，在设备、 路段、天气等已经确定的前提下，施工中能加以控 制的主要就是再生机组的行进速度，图５为本项目 试验路施工过程中不同再生速度和碾压初始温度 的关系，由图可知，两者之间有较好的相关性，根据 初始碾压温度的控制范围，可以得到本项目的再生 机行进速度为１．７～２．３ ｍ／ｍｉｎ为宜。 ＼ 赠 嗤 ∞ ∞∞∞ ∞ｍ∞ １ １．５ ２ ２．５ ３ 再生机组的行走速度／（ｉｎ・ｍｉｎ ） 图５就地热再生行进速度和碾压温度相关性 综上所述，对于类似的就地热再生工程，可在 试验段进行不同行进速度的方案，以此确定具体工 程的再生机行进速度要求，这样才能保证就地热再 生的施工温度以及再生效果。 由表６可知： ４．２碎石封层的影响 （１）目前由于就地热再生加热方式的，路 为了验证本项目罩面层和原路面之间的改性 表加热温度普遍高于２００ ｏＣ，局部路段甚至高达 ２５０℃，施工过程中的老化是客观存在的； （２）以目前的就地热再生设备来看，路表温度 和层底温度的比值一般大于２．０，正是由于这个系 数，导致路表温度不得不加热到很高的水平，该指 标同时也体现了不同就地热再生设备的差异。 初始碾压温度是混合料压实成型最为关键的 沥青碎石封层是否会对再生混合料的性能产生影 响，试验段采用了３种再生深度的方案（３．５ ｃｍ， ４．０ ｃｍ和４．５ ｃｍ）。对不同再生深度的段落取样进 行了室内马歇尔试验，试验结果如表８所示。从试 验结果看，再生深度３．５ ｃｍ和４．０ ｃｍ无显著差异， 再生深度４．５ ｃｍ时空隙率明显减小，说明此时封层 对体积指标已经产生了影响。 表８ 不同再生厚度马歇尔体积指标试验结果 ・ｌ２・ 现代交通技术 ２０１３年 对不同再生厚度段落取样进行抽提筛分试验， 试验结果如表９所示，可以看出再生深度４．５ ｅｍ时 厚度的混合料性能都能满足规范要求，且并没 有出现较大差异，初步分析这种现象是由沥青 油石比高达５．３９％，说明在此再生深度下封层中的 沥青已经进入了再生混合料内。而从不同再生深 老化导致的，尽管封层中的沥青导致整体混合 料的沥青含量偏高，但由于本身封层中的沥青已 度的再生混合料的级配来看，可以看出级配波动范 围很窄，说明整体的级配还是比较稳定，即封层对 再生混合料的级配并没有明显的影响。 不同再生深度的性能试验表明，不同再生 经严重老化，因此其实际沥青增加的效果并没有 造成整体高温性能有较大损失。而沥青含量的增 加使得空隙率进一步降低，使得水稳定性能没有 降低。 表９不同再生深度沥青混合料的抽提筛分试验结果 表１０不同再生深度沥青混合料性能 方案类型残留 冻融劈裂ＴＳＲ／％ 生机组的行进速度，在１．７～２．３ ｍ／ｍｉｎ为宜，具体 工程必须通过试验段来确定； （３）沥青碎石封层的存在对再生混合料的级配 影响不大，对沥青含量有显著影响，同时对混合料 的高温和抗水损害性能影响不明显，这和沥青本身 的老化有一定关系； （４）通过控制再生机的再生深度来减轻碎石封 在不同再生深度的方案实施过程中发现原沥 青封层的碎石仍以花白料为主。因此在今后的罩 面工程中，应对碎石封层中的碎石进行预裹覆，保 证其粘结效果以及再生时的质量稳定。 ５ 结论 层的影响，不宜超过原路面设计厚度，现场应根据 热铣刨后原层底的状况随时调整再生深度； （５）以就地热再生的现场情况来看，对于罩面 工程中使用碎石封层时，应对碎石进行预裹覆，否 则对今后进行就地热再生处理的使用效果有一定 程度的影响。 参考文献 本文主要结合改性沥青ＧＡＣ罩面就地热再生 的设计和施工，总结了其与常规就地热再生的区 别，并以改性沥青ＧＡＣ混合料和碎石封层作为切入 点探讨了就地热再生设计与施工过程中需要注意 的一些关键环节，主要结论如下： ［１］ＪＴＪ Ｆ４１＿２００８公路沥青路面再生技术规范［ｓ］． ［２］拾方治，马卫民．沥青路面再生技术手册［Ｍ］．北京：人 民交通出版社，２００６． （１）ＧＡＣ混合料的级配较常规ＡＣ粗，由于原 路面混合料的级配细化和热再生过程中的二次细 ［３］董平如，沈国平．京津塘高速公路沥青混凝土路面就地 热再生技术［Ｊ］．公路，２００７（１）：１２４—１３０． ［４］蒋建飞，江瑞龄．沥青路面就地热再生技术及施工工艺 化作用，使得其级配反而处于比较适合的范围，室 内试验结果也显示其各项性能都表现优良，因此 ＧＡＣ路面进行就地热再生是适宜的； （２）改性沥青就地热再生对温度控制的要求更 高，由于再生设备加热方式的，其路表温度和 研究［ｃ］∥２００４年全国公路沥青路面再生技术与设备 研讨会论文集．２００４． ［５］黄晓明，江瑞龄．沥青路面就地热再生施工技术手册 ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００７． （收稿日期：２０１３—０４—０２） 层底温度的比值在２．０左右，因此施工和易性和老 化之间存在矛盾，为了保证碾压效果，必须控制再
