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就地热再生道路养护

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就地热再生道路养护

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四川省绵阳市盐亭县中国（西部）废旧轮胎资源循环利用产业园
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再生技术应用吉林篇

就地热再生技术

——在吉林省的应用

一、前言

国家“十二五”规划的编制建议中提出，今后我国的资源利用效率要显著提高，单位国内生产总值能源消耗要比“十一五”末期降低20%左右。因此，沥青路面的就地热再生技术将对降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境以及促进我国公路建设的技术发展都有着重大的意义。

二、吉林省就地热再生应用概况

吉林省属温带季风气候区，四季分明。春季较短，干燥多风；夏季温热多雨，炎热天气不多；秋季气爽，日夜温差大；冬季漫长较寒冷，平均气温4.8℃，最高温度39.5℃，最低温度-39.8℃，年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上。

吉林省位于中国东北地区中部，处于日本、俄罗斯、朝鲜、韩国、蒙古与中国东北部组成的东北亚的腹心地带。北接黑龙江，南接辽宁省，西邻内蒙古自治区，东与俄罗斯接壤，东南部以图们江、鸭绿江为界，与朝鲜民主主义人民共和国隔江相望。东西长650公里，南北宽300公里。

如此咽喉地带，交通运输不可或缺，近年来公路网建设飞速发展，截止2017年底，吉林省高速公路里程为3097.1公里，一级公路866.2公里，二级公里128.5公里。在吉林省公路里程增加的同时，部分国省干线以及高速公路也相继进入了改建和养护时期，根据资料显示，目前每年约有12%的沥青路面需要翻修，而且这个数字是以每年15%的速度增长的。因此就地热再生技术的应用具有重要的经济意义，同时，这项技术也是保护环境、重复利用资源的“可持续发展”战略在公路建设中的具体体现。

吉林省嘉鹏集团有限公司从2006年开始就地热再生技术的研究，对吉林省内多条高速及国省干线进行再生维修养护，应用就地热再生技术进行维修养护的线路有：长营高速、长平高速、长余高速、长吉高速、长双公路、九开公路、长清公路、黑大公路、集锡公路等，累积工程量达1293927.1m²。

三、吉林嘉鹏集团有限公司在吉林省就地热再生代表应用工程实例

1、工程名称：长双公路

业主单位：吉林省公路管理局

施工工艺：复拌型就地热再生工艺

工程量：60300 m²

施工工期：2006年5月—2006年8月

工程概况：长郑线起点为长春，终点为双辽市，原为三级路，1998年进行二级路改建，路面宽度为9米。本工程再生厚度为4㎝，再生宽度为9米，级配类型为AC-16。

经过五年的通车运营，我公司于2011年初进行回访，路面运行状态良好，没有不良病害的产生。

2、工程名称：集锡公路

业主单位：吉林省公路管理局

施工工艺：复拌型就地热再生工艺

工程量：35200 m²

施工工期：2008年8月—2008年9月

工程概况：集锡线K189+000—K193+000段位于柳河县杨家街，原路面结构

为上面层4㎝SMA-16沥青混合料，下面层6㎝沥青混合料。路面主要病害为网

裂、沉陷、车辙、拥包。本工程再生上面层厚4㎝，由于原路面SMA-16混合料

级配偏细，经再生混合料试验确定添加20%的新料，使再生后路面满足SMA-16

型沥青混合料的各项指标。

经多年通车运营，我们于2011年初进行回访，路面运行状态良好，没有不良病害的产生。

3、工程名称：长余高速

业主单位：吉林省高速公路管理局

施工工艺：复拌型就地热再生工艺

工程量：48600 m²

施工工期：2009年6月—2009年7月

工程概况：长余高速公路于2001年建成通车设计双向4车道，结构为沥青混凝土路面。上面层SMA-16厚4㎝，中面层5㎝，下面层6㎝.基层为二灰碎石结构。该路面主要病害是SMA-16上面层碾压不够密实产生车辙，级配偏粗超出下限。路面弯沉评定良好，中面层以下结构完好。再生方案为再生上面层4㎝，添加10%新拌SMA-16沥青混合料。

经两年通车运营，我们于2011年初进行回访，路面运行状态良好，没有不良病害的产生。

4、工程名称：黑大公路

业主单位：吉林省公路管理局

施工工艺：复拌型就地热再生工艺

工程量：204574 m²

施工工期：2009年7月—2009年9月

工程概况：黑大公路K881+000—K925+000段，路面宽度为9米，路面病害主

要是龟裂、车辙、沉陷，旧路面结构为7-10㎝沥青混凝土面层，道路整体强度

较好。本工程再生厚度为3.3㎝，宽度为9米。再生路面结构为AC-13型沥青混合

料，添加10%的9.5-13.2mm新料。

经两年通车运营，我们于2011年初进行回访，路面运行状态良好，没有不良病害的产生。

5、工程名称：长吉高速

业主单位：吉林省高速公路管理局

施工工艺：复拌型就地热再生工艺

工程量：290172.3 m²

施工工期：2010年5月—2010年9月

工程概况：长吉高速路面主要病害为贫油，网裂、纵向裂缝，路面经弯沉检测符合要求，同时原路级配较好。主要是路面老化，本工程只对上面层再生，再生厚度4㎝，添加10%新的AC-16沥青混合料。

经一年的通车运营，我们于2011年初进行回访，路面运行状态良好，没有不良病害的产生。

6、工程名称：九开公路

业主单位：吉林省公路管理局

施工工艺：复拌型就地热再生工艺

工程量：22927.5

施工工期：2010年7月—2010年8月

工程概况：九开线K6+590—K19+000段公路主要病害为沉陷及车辙，但路面结构强度评价较好，路面承载力较好。本工程路面再生厚度为6㎝，在原路结构基础上添加35%新料，再生后路面为SMA-16沥青混凝土结构，经就地再生后各项指标均达到标准要求。

经一年通车运营，我们于2011年初进行回访，路面运行状态良好，没有不良病害的产生。

四、路况调查

对于要进行就地热再生的路段，事先做充分的路况调查，根据路面的病害类

型，病害程度等因素，有针对性的制定维修改造方案。以下是就地热再生技术应

用的主要病害类型：

车辙—是道路行车轨迹上的纵向凹陷。沥青路面发生的车辙有三种类型，分别是磨损性车辙、结构性车辙和失稳性车辙。车辙通常在雨后车辙槽内充满水时更加明显。

龟裂——由于重复荷载的作用所引起的一系列相互连接的裂纹，具有多边，尖角块，像鳄鱼皮的形状。

沉陷——是路面的突然向下推移，通常最初移动的是下面的基层或路基凹陷。

拥包——是一种永久性变形，是由于沥青路面的纵向塑性运动引起的。

泛油——是光泽的像玻璃一样反射的路面区域，通常在炎热的天气下十分粘稠（由于有一层过多的沥青膜）。泛油的部分很滑，尤其在潮湿的冬天。

坑槽——是由于相当厚度的沥青面层损失形成的碗形路面缺陷。

五、病害调查及再生混合料配合比设计

根据旧路面调查情况将再生路段分为几个段落，在各自段落内通过将旧路车辙横断切片切下或取芯等方式选取代表性样品，然后对旧路面沥青混合料进行室内试验分析，检测旧路面沥青混合料的质量，包括油石比、矿料级配、矿料质量、旧沥青的各项技术指标等，用这些数据综合分析路面病害产生的原因；

1、对具有代表性的样品进行抽提试验，从而确定原路面材料的沥青含量，并对抽提后的矿料作筛分试验。据此，确定所需要的再生剂、新沥青以及新集料的掺配比例。以下是我公司在吉林省多条公路施工中取具代表性的路段的数据分析，

表1 九开公路再生前旧路SMA-16级配

筛孔直径（mm）	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
通过率实测值	99.48	92.19	83.50	69.41	42.69	30.40	24.70	18.60	12.66	10.53	9.31
级配上限	100	100	85	65	32	24	22	18	15	14	12
级配下限	100	90	65	45	20	15	14	12	10	9	8
级配中值	100	95	75	55	26	19.5	18	15	12.5	11.5	10

表2 九开公路再生后SMA-16级配（掺加35%新集料）

筛孔直径（mm）	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
通过率实测值	100	91.00	80.18	56.29	29.52	21.17	17.83	14.05	10.17	8.67	7.49
级配上限	100	100	85	65	32	24	22	18	15	14	12
级配下限	100	90	65	45	20	15	14	12	10	9	8
级配中值	100	95	75	55	26	19.5	18	15	12.5	11.5	10

表3 集锡公路再生前旧路SMA-16级配

筛孔直径（mm）	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
通过率实测值	100	98.8	79.6	65.5	34.7	22.1	18	14	11.8	9.5	6.6
级配上限	100	100	85	65	32	24	22	18	15	14	12
级配下限	100	90	65	45	20	15	14	12	10	9	9
级配中值	100	95	75	55	26	19.5	18	15	12.5	11.5	10.5

表4 集锡公路再生后SMA-16级配（掺加20%新料）

筛孔直径（mm）	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
通过率实测值	100	94.52	75.11	53.03	25.05	15.95	13.95	12.88	11.02	8.71	8.39
级配上限	100	100	85	65	32	24	22	18	15	14	12
级配下限	100	90	65	45	20	15	14	12	10	9	9
级配中值	100	95	75	55	26	19.5	18	15	12.5	11.5	10.5

表5 长清公路再生前旧路AC-16级配

筛孔直径（mm）	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
实测值	100	98.8	90.1	68.6	30.4	20.1	18.0	14.0	11.8	9.5	6.6
级配上限	100	100	92	80	62	48	36	26	18	14	8
级配下限	100	90	76	60	34	20	13	9	7	5	4
级配中值	100	100	95	76.5	53	37	26.5	19	13.5	10	6

表6 长清公路再生后AC-16级配

筛孔直径（mm）	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
实测值	100	96.12	85.84	67.19	42.42	27.25	19.56	13.61	9.87	7.70	5.75
级配上限	100	100	92	80	62	48	36	26	18	14	8
级配下限	100	90	76	60	34	20	13	9	7	5	4
级配中值	100	100	95	76.5	53	37	26.5	19	13.5	10	6

2、采用阿布森法将抽提试验中的沥青进行回收，然后测定沥青的针入度、延度及软化点，以判断旧沥青的老化程度，添加不同比例的再生剂对之性能进行改善。在原路面沥青混合料中加入设计用量的再生剂，进行混合料性能试验。

表7 原路沥青及沥青混合料再生前后性能对比

项目		沥青						沥青混合料
		再生前			再生后			再生后
		针入度（0.1mm）	软化点（℃）	延度（cm）	针入度（0.1mm）	软化点（℃）	延度（cm）	动稳定度	冻融劈裂	小梁弯曲	车辙cm
		针入度（0.1mm）	软化点（℃）	延度（cm）	针入度（0.1mm）	软化点（℃）	延度（cm）	动稳定度	冻融劈裂	小梁弯曲	再生前	再生后
就地热再生	九开公路	58.3	48.6	60.4	74.4	45.9	95.1	2459	95.6	3312	4.2	0.1
	集锡公路	52.0	52.5	66	83	47.3	＞100	2254	92.1	3456	2.1	0
	长清公路	43.5	52.3	38.2	74.5	47.1	91.2	1967	95.4	2896	4.0	0
	标准	——	——	60~80	≥43	——	——	≥800	≥75	≥2300		≤0.5

六、复拌型就地热再生施工工艺简介

1、先进的机械配置

维特根4500就地热再生机组

维特根HM4500加热机

维特根RX4500再生机

悍马双驱双振压路机重型胶轮压路机

2、工艺原理

（1）复拌型再生工艺原理

采用就地热再生机组对旧路面分三次预加热，耙松（再生机喷洒再生剂的喷嘴在耙松装置内，喷洒再生剂的剂量，是再生沥青混合料设计阶段试验室对老化沥青抽提还原，选择掺入最佳再生剂量，达到旧沥青再生指标及再生沥青混合料指标）、复拌：耙松后的再生料进入再生机拌缸进行拌合，掺加一定比例的新沥青混合料一般控制在30%以内，掺加的新料从再生机前端进料仓传输过来，从再生机组拌缸顶部进入，与耙松后收集到拌缸内的再生混合料拌合，摊铺：经再生机摊铺系统将复拌再生混合料摊铺。

（2）再生剂还原旧路面沥青的应用原理

沥青在路面使用过程中，由于环境、荷载等因素，特别是在水分紫外线的作用下，产生老化导致沥青性能降低。再生剂依据饱和分、芳香分含量的调合油来还原老化沥青的化学成分，恢复其胶体结构；并掺有高效的渗透剂，活化物有效还原老化沥青的基础物理指标，使再生剂与老化沥青具有良好的相溶性。避免再生剂的析出及与旧沥青融合不良现象，同时添加了抗氧化成分，最大限度还原、恢复沥青原来的路用性能，从而使老化沥青得以再生利用，并能提升延长再生路面的寿命。

3、工艺流程

（1）路面调查

对施工路段进行详细调查，了解原路面结构、路面病害类型、路面老化程度和混合料组成情况；确定处理方案和设计施工配比等。

（2）施工配合比设计

根据路面调查分析确定的分段处理方案，进行再生混合料生产配合比设计，验证再生混合料综合力学指标，（包括旧沥青路面抽提、添加再生剂量、还原沥青三大指标及马歇尔、车辙、冻融试验等）；

（3）路面处理

事先挖补超过施工深度的病害、用山猫

小型铣刨机清除路面热熔标线、文字以及突

起路标。

（4）清扫旧路面

用铁铲清除路面泥块、杂物，用扫帚、

吹风机将路面清理干净；以免杂物混入再

生混合料内。

（5）加热旧路面

加热机加热旧路面时，要严格控制加

热温度、行走速度及车辆间距。

（6）耙松

控制耙松深度，检查耙松边缘温度，

耙松层地面应由足够的粗糙度。

（7）喷洒再生剂

准确地按设计剂量喷洒再生剂，随

耙松深度变化实时调整再生剂用量。

（8）再生料与新料拌合

再生剂与旧沥青混合料经再生机翻

松装置翻松，并收集入再生复拌机搅拌

锅内，进行第二次强制搅拌。

（9）再生料摊铺

拌合好的再生混合料通过

再生机第一搅龙将混合料均匀

的输送到第一熨平板前并摊铺

到再生路面上。

（10）碾压

采用双钢轮振动压

路机和轮胎压路机配合进行初

压，复压，终压。

（11）开放交通

路面温度降低到50℃以下时，开放交通。

七、结语

就地热再生技术实现了旧路面材料100%的就地再生利用，充分做到了 “石料再用、沥青再生”的目标，既节省了大量的原材料，同时也不需要运输废弃料和准备废弃料堆放场地。不但节省了运输费用，也避免了占用土地，更避免了环境污染，符合国家的环境保护政策，也符合国家建设节约型社会、实现循环经济的要求，满足建设资源节约型和环境友好型的交通行业建设需要。
采用就地热再生技术，工序简单，工艺流程紧凑，其施工效率优于传统铣刨摊铺的施工方法，具有转场快捷、施工速度快的特点。施工时只需封闭一个车道，其余车道可以开放交通，最大限度地减少了路面维修施工给交通带来的干扰和影响，保证了道路的通行能力，大大降低了施工安全隐患。
另外，采用就地热再生技术，由于再生层与原路面下承层材料的结合是热粘结，两者嵌挤成为一个整体，避免了层间结合不良的问题。而铣刨摊铺的传统方法，其层间结合为冷结合，势必存在弱结合面，结合面的剪切强度远不如就地热再生的热粘结方式。此外，采用就地热再生技术施工时，纵向接缝均为热粘结，与传统铣刨摊铺施工工艺的冷接缝完全不同，彻底避免了接缝处雨水下渗而与层间界面脱离产生的病害。在整个就地热再生施工过程中，专用设备的行进速度，加热温度、耙松深度、再生剂用量、新料加辅的用量均采用电脑控制联量控制相对比较简单，基于上述技术优势，嘉鹏公司以科技研发为保障，丰富的施工经验、高效务实的团队，得到了越来越多业主单位的认可，嘉鹏公司愿和所有业主、同行们一起推动全国再生技术的发展。