沥青路面热再生施工技术研究

摘 要：近些年来由于我国经济快速发展，沥青混凝土路面逐渐成为我国的主要公路路面形式。但是随着交通量的不断增大，大量沥青混凝土路面出现了较为严重的路面病害，但是由于交通量的限制，完全封闭路段进行公路的养护与维修变得不切合实际。所以沥青路面热再生技术作为沥青路面养护维修的重要手段起到了关键的作用。文章根据对沥青路面热再生技术的理论研究结合多年具体施工经验对沥青路面热再生技术进行了以下几点研究：（1）通过对沥青路面热再生技术进行相应的理论研究与分析，研究了现有的热再生技术方法的优缺点以及使用特点；（2）根据理论研究结果对现有的沥青路面热再生技术进行相应的技术研究与分析，结合实际施工条件与应用提出相应的改进措施；（3）通过利用有限元分析软件以及线性回归软件对沥青路面热再生技术进行相应的模拟分析对比，从投资回收期以及现场实际情况方面分析其经济型与工程可行性。

关键词：沥青混凝土路面；路面养护维修；热再生技术；有限元；线性回归

1 概述

公路决定了我国的经济发展速度，对于我国的经济发展有着极其重要的作用[1]。随着我国的经济快速发展，维护好已建成的路网成为公路系统重要的日产工作之一[2]。国外由于工程发展起步早，所以在沥青路面热再生技术方面的研究早在1915年就已经开始。1973年石油危机时期，美国在全国开始使用热再生技术[3]。1974年，日本开始对沥青路面热再生技术进行研究，并提出了相关规范[4]。澳大利亚则在1997年提出了新型的热再生技术，使得热再生材料使用寿命可以达到传统沥青材料，甚至在抗剪切力方面更胜一筹[5]。我国最早是在1982年开始引进沥青热再生技术，随着我国公路技术的发展与进步，逐渐提出了A型热再生剂等一系列热再生材料[6]。近些年来我国不仅在热再生剂方面作出了突出的研究成果，在热再生施工机械方面也取得了长足的进步[7]。热再生技术逐渐成为了我国沥青路面修复的主要应用技术之一。

2 沥青路面热再生技术研究与分析

沥青材料在长期使用条件下，会由于外界因素的影响直接导致沥青出现大量不可逆的化学反应，最终导致沥青材料无法满足上部荷载对路面的承载力要求。所以热再生技术是基于利用化学技术对沥青经过化学反应产生的化合物进行相应的逆化反应，从而恢复原有材料的力学性质。

2.1 沥青材料老化原理研究与分析

沥青作为路面的主要承重材料，主要依靠自身稠度、粘度以及针入度等数据来判定其是否能有效的满足路面承载力要求。通过在实际工作中对老旧沥青进行马歇尔试验可以发现沥青材料的老化程度由以下几点因素影响：

（1）根据路面深度不同路面老化程度不同：根据研究可以发现随着路面深度的增加，沥青材料的老化程度也存在着不同的变化。在路面0～0.5cm之间，路面沥青材料的老化程度较小。在0.5～1cm沥青材料的老化程度及其严重，但是随着深度的增加，老化程度逐渐降低。

（2）根据使用年限不同沥青路面老化程度不同：根据常年施工经验可以发现，在不考虑交通量的前提下，路面沥青材料的老化程度与使用年限成正比变化趋势。且使用年限较长的沥青材料的粘度会明显的低于原有沥青材料。

（3）位置不同沥青老化程度不同：根据对路面不同部位的沥青材料进行相应的材料研究我们可以发现，主要承重部分的沥青材料老化速度会明显小于非承重部分。根据研究可以发现，由于交通荷载增大了路面沥青材料的密实度，从而有效的降低了沥青材料的老化速度。

2.2 沥青热再生原理研究与分析

对于旧沥青路面进行相应的热再生处理是将沥青的老化过程进行逆化反应。所以根据理论研究可以将热再生技术归为以下两类：

（1）逆化沥青粘度：通过一系列化学反应将老旧沥青材料度粘度通过化学反应恢复至原有材料的粘度，从而满足力学要求。

（2）逆化流变指数：通过设备改良老旧沥青材料的材料特性，将衰退的沥青流变指数逐步提高至满足通行要求。

3 沥青路面热再生技术改进措施研究与对比分析

根据对沥青路面老化原理研究与分析，并结合热再生技术原理的研究，结合实际施工经验对现有技术进行相应的改进并利用有限元分析技术对改进措施进行相应的模拟分析。将模拟结果利用线性分析技术分析改进结果。

3.1 沥青路面热再生技术改进措施研究

通过对理论进行相应研究结合实际施工经验，对现有的沥青路面热再生技术进行以下几点相应的改进：

（1）再生沥青混合料配合比改进：沥青混合料作为热再生的主要对象，混合料的配合比直接决定了热再生的质量与效果。结合实际施工经验，可以在进行热再生施工过层中按照5.8%的油石比例进行调配，加入再生剂后折合比例油石比为0.52%。

（2）再生沥青作业方案改进：在进行具体施工过程中，可以采用多步作业施工法进行相应的施工。通过多步施工技术可以保证施工工艺柔度，灵活快捷。

（3）热再生剂的掺配比例改进：根据实际施工经验总结，将热再生过程中混合料的热再生剂掺配比例设置为9%，可以发现掺配后的混合料的针入度为63。完全可以满足路面石油沥青的技术指标要求。

3.2 热再生改进技术的分析研究

利用有限元分析软件并结合线性回归技术进行统计分析，根据结果我们可以得到以下结论：

（1）通过利用有限元软件对试验路段进行分析，可以得到热再生后的沥青路面承载力满足设计要求且要是原有承载力大小的1.3倍。

（2）对现有的有限元分析软件模拟结果进行线性回归分析，通过利用软件对数据进行相应的拟合，我们可以看到热再生后的路面材料的耐久性远远大于原有技术进行修复的路面，耐久性指数为原有的指数的1.6倍。

4 结束语

根据对沥青路面热再生技术进行相应的理论分析，并结合实际施工经验总结，对现有的沥青热再生技术进行了相应的改进。根据有限元模拟技术与线性回归分析技术对改进措施进行试验路段的模拟分析我们可以发现改进后的热再生技术明显的增强了热再生料的再生效果。

参考文献

[1]高建立.高速公路沥青路面养护关键技术与工程实例[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]郭忠印.沥青路面施工与养护技术[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3]黄颂昌，彭明文，等.国内外沥青路面再生技术应用[J].公路交通科技：应用技术版，2006（11）：5-8.

[4]李海军，林广平，等.高等级公路沥青混凝土路面再生适用性[J].中国公路，2005（7）：183-188.

[5]屈朝彬，从保华.旧沥青路面现场热再生技术在石安高速公路上的应用[J].公路，2004（3）：73-77.

[6]季节，高建立，等.热再生沥青混合料的配合比设计[J].中国公路，2004（3）：73-77.

[7]熊巍，卢何.热再生沥青混合料的路用性能试验研究[J].公路，2006（10）：191-194.