浅谈沥青路面损坏原因及热再生技术的应用

摘要：热再生技术主要应用于沥青路面的维修施工，是通过加热系统对沥青路面的加热，使沥青混凝土材料分解再组合，实现就地加热、拌合、摊铺、碾压的施工过程，可以及时有效地处理沥青路面各种损坏，实现废料再利用，降低公路养护成本，提高公路技术状况，保障公路安全畅通。

关键词：沥青路面损坏热再生技术

中图分类号： C35 文献标识码： A

1.概述

截止到2010年底，全国公路总里程突破400万公里，达400.82万公里，随着公路事业的快速发展，沥青混凝土路面因具有表面平整、行车舒适、噪音小、施工周期短、耐磨、养护维修简便等特点，而被越来越多地应用到公路建设中，但是沥青路面建成后，不论是半刚性基层还是刚性基层，路面都会产生多种形式的损坏，包括横裂、纵裂、龟裂、块裂、拥包、坑槽、车辙等，它们几乎伴随公路的整个使用周期，并随着路龄的增长而加重。沥青混凝土路面出现损坏，应及时进行修补，否则雨水及其他杂物就会沿裂缝进入基层结构及路基，导致路面承载能力下降，加速路面局部或大范围损坏，缩短公路使用寿命。沥青路面常用的修补方式有挖补、灌缝、灌封、稀浆封层等，这里我们介绍一种近年来新兴的沥青路面修补工艺----热再生技术。热再生技术主要应用于沥青路面的维修施工，是通过加热系统对沥青路面的加热，使沥青混凝土材料分解再组合，实现就地加热、拌合、摊铺、碾压的施工过程，可以及时有效地处理沥青路面各种损坏，实现废料再利用，降低公路养护成本，提高公路技术状况，保障公路安全畅通。

2.常见路面损坏及原因分析

2.1 裂缝、块裂、龟裂

裂缝发展的一般规律：完好路面细微裂缝较宽裂缝块状裂缝龟裂

2.1.1 强度裂缝

由于路基、路面整体强度不足而引起的裂缝，通常表现为弯沉较大，伴随出现沉陷、车辙等损坏。沥青混凝土的强度由两部分组成:矿料之间的嵌挤力和内摩阻力，以及沥青-矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力。

2.1.2 沥青面层弯拉疲劳裂缝

由于路面材料弯拉强度不足，在车轮荷载反复作用下，路面发生弯拉疲劳裂缝，这种裂缝先在纵向出现，进而发展为块状裂缝，如果继续发展就演变为龟裂。

2.1.3 老化裂缝

由于材料自身原因、使用年限或气候温度影响等自然因素，造成沥青材料老化，张拉力度变小，变形能力减弱，路面被拉断，多呈现龟裂并伴有露骨、麻面。

2.1.4 低温收缩裂缝

进入冬季后，天气温度较低，路面发生较大的收缩应力，在大量行车荷载作用下也会出现疲劳断裂，常见的表现形式为大面积龟裂。

2.1.5 反射裂缝

原有路面基层，特别是半刚性基层出现裂缝，反射到沥青路面上来。

2.2 路面沉陷

2.2.1 均匀沉陷

由于路基、路面在自然因素和行车作用下，达到进一步密实和稳定，引起的沉降，一般不会引起路面破坏。

2.2.2 不均匀沉陷

由于路基、路面不密实，碾压不均匀，接头衔接不好，施工时路基灰土拌合不均匀，在水的浸蚀下或行车荷载作用引起的不均匀变形。

2.3 路面车辙

2.3.1 沥青混合料配合比不完善，沥青种类和标号以及集料粒径选择不当，或沥青用量过大，造成沥青混合料的高温稳定性不足，在夏季容易形成车辙。

2.3.2 沥青路面施工时压实不够，在行车作用下逐步压实形成车辙。

2.3.3 路面基层强度不足，在重载车辆反复作用下，基层断裂或产生永久性变形，形成车辙。

2.3.4 沥青路面在长期行车荷载和环境条件的综合影响下，表面出现磨耗、松散，集料颗粒逐渐脱落，形成车辙。

2.4 路面坑槽

2.4.1因工程施工产生的坑槽

由于基层拌合、摊铺不均匀，压实度不足；灰土或二灰碎石中石灰消解不彻底；混合料离析、压实不足、施工中汽油柴油漏洒等均可造成通车后路面产生坑槽。

2.4.2裂缝发展为坑槽

由于路面裂缝未及时灌缝处理，路表水渗入到基层，在车里反复作用下，造成沥青面层与基层脱离，进一步发展为支离破碎的龟裂，最终在行车作用下剥落，形成坑槽。

2.4.3 突发事故产生的坑槽

由于交通事故、汽柴油漏洒、失火、机械撞击等突发事故产生的路面坑槽。

2.5 波浪拥包

2.5.1沥青面层中沥青含量过多、粘度和软化点偏低，矿料级配不良、细料偏多，致使面层材料自身的高温抗剪强度不足，在行车作用下就会产生波浪拥包，在路口、收费站等刹车频繁路段尤其明显。

2.5.2基层局部含水量过大，水分滞留于基层，或基层浮土过多，或透层沥青洒布不合要求等原因，影响面层和基层之间的结合，在行车水平力的作用下，使路面产生推移而导致局部不规则隆起的变形。

2.5.3不同类型路面交接处，如沥青砼路面和水泥砼路面交接处，由于两者强度不同，受外界温度影响变形不同，在重载车辆的作用下，沥青砼容易受到推挤而产生波浪拥抱。

3.热再生设备的组成及工作原理

3.1常见的热再生设备通常由加热系统、沥青喷洒系统、动力系统、发电系统、升降系统、电控系统等组成。

3.1.1 加热系统：通过液化天然气等材料的燃烧产生蓝光热辐射，对沥青路面进行加热，达到软化分解的目的。

3.1.2 沥青喷洒系统：可以将液化沥青喷洒到加热后的老化沥青路面上，从新拌合混合料，提高原有沥青混凝土的沥青含量；同时还可以通过喷洒柴油清除喷管内的沥青，有效阻止沥青固化后堵塞喷管。

3.1.3 动力系统：通过动力系统可以很方便地在近距离内转移作业地点，提高了工作效率。

3.1.4 发电系统：可以实现加热设备的电力输出与储存，满足设备的电力需求。

3.1.5 升降系统：用来提升或降落加热板。

3.1.6 电控系统：用来实现设备的操作及控制。

CLYJ-TA1600多功能型拖挂式加热板

3.2热再生技术的工作原理

热再生技术是一种高效、环保、节能的沥青路面修补新工艺，通过将液化天然气等可燃气体输送到加热板内部，内部电子打火，将气体点燃产生蓝光热辐射，热量通过加热板传递到损坏路面，同时利用间歇式加热方式使路面均匀受热软化，根据原路面沥青砼情况，决定是否添加石子、矿粉或乳化沥青，然后进行人工拌合、摊铺，压路机碾压，使新旧路面结合密实，温度适当后，即可开放交通。

4.热再生技术的施工工序

4.1 检查、运输热再生设备

全面检查热再生设备是否完好，燃油及液化气是否充足，启动系统及点火系统是否正常工作等，选择合适的拖运车辆，注意运输途中设备的安全。

4.2 加强作业区安全管理

严格按照交通部的《公路养护安全作业规程》的有关规范要求摆放施工标志，标志要齐全规范，施工人员必须穿着安全标志服，施工车辆按要求停放整齐，与施工无关的人员、车辆禁止进入作业区。

4.3 清扫路面

对存在损坏的路面先用扫帚进行清扫，然后采用强力吹风机吹干净，尤其是路面缝隙内要保证干净清洁，确保沥青混合料无杂物。

4.4 加热板工作

通过升降系统将加热板放置到路面损坏位置，要全部覆盖损坏范围，一次覆盖不完全的，可分多次加热，但为了路面修补的完整性，必须压茬加热，一般加热8-12分钟（可适当延长）即可将3-5CM厚的沥青砼加热到140-170℃，确保老路面沥青砼充分软化。这也是热再生技术的关键步骤。

4.5 转移热再生设备

加热完毕，为了减少热量浪费，立即将加热板转移到其他路面损坏处，重复以上施工过程；施工停止后，必须将加热板及时抬离路面，避免将未损坏的路面加热软化。

4.6 加入适量乳化沥青、矿粉或石子

根据损坏路面沥青混凝土的情况，可选择是否加入乳化沥青、矿粉或石子。一般情况下，如果原路面沥青混凝土老化，沥青含量偏低，可通过添加乳化沥青提高沥青含量，以保证路面的稳定性；如果原路面沥青混凝土出现拥抱、泛油等软化现象，说明沥青含量偏高，可通过添加矿粉、石子等集料提高路面强度；如果路面损坏处存在坑槽、沉陷等缺料的情况，可在加热时将其他废旧的沥青混凝土块放到加热板下一起加热，用来补充原材料的不足。

4.7 拌合、摊铺沥青混合料

使用加热后的铁耙子、铁锨等工具将原路面沥青砼充分拌合并摊铺平整，注意新路面与周边路面的衔接，控制好松铺厚度。

4.8 压路机碾压

采用小型震动压路机碾压，两遍静压，两遍震动，再两遍静压，确保沥青砼路面的压实度。碾压完成后，应及时将施工作业区清理干净。

4.9 开放交通

为了保证沥青砼强度，待新铺路面降到适当温度后（一般低于50℃），即可撤除施工标志，开放交通。

5.热再生技术施工案例对比分析

2012年11月，大范围的公路养护挖补工程已经结束，但由于气温较低，部分路段使用年限较长，路面老化，且交通量较大，在挖补修复后，再次出现坑槽、龟裂等损坏，但损坏面积较小。为了尽快修复路面损坏，保障公路安全畅通，我们采用热再生技术进行施工，施工时间1天，修复路面损坏16处，约28平方，面层厚度4CM。热再生技术施工费用明细如下表：

项目名称 单位 数量 单价（元） 合计（元） 备注

人工费 工日 3 100 300 清扫、拌合、摊铺

机械费 三轮车 台 1 200 200 拉工具及施工标志

拖拉机 台 1 200 200 拖拉热再生设备

吹风机 台 1 200 200 吹净路面

热再生设备 台 1 150 150 液化气及柴油费

压路机 台 1 600 600 碾压沥青砼

拖盘 台 1 600 600 拖运压路机

材料费 乳化沥青 吨 0.014 3500 49 增加粘结性

总 计 2299

根据以往施工经验，如果该路段采用传统的挖补施工方案，则施工费用明细如下表：

项目名称 单位 数量 单价（元） 合计（元） 备注

人工费 工日 5 100 500 清扫路面、清运废料、洒油摊铺、

机械费 三轮车 台 2 200 400 运废料、拉工具及施工标志

拖盘 台 1 600 600 拖铣刨机及压路机

吹风机 台 1 200 200 吹净路面

铣刨机 台 1 3500 3500 铣刨路面

运输车 台 1 1000 1000 运输沥青砼

压路机 台 1 600 600 碾压沥青砼

沥青洒布机 台 1 500 500 洒布热沥青

材料费 热沥青 吨 0.028 5000 140 增加粘结性

沥青砼 吨 2.63 400 1052 填补路面

总 计 8492

通过对两种施工工艺的对比分析，不难看出，热再生技术在处理小面积沥青砼路面损坏时优势明显，工序简单，成本较低。

6.热再生技术的优势

6.1 操作简单

热再生设备简单易懂，一般情况下，学习一个小时，即可熟练操作。与传统的施工工艺相比，热再生技术工序更简单，施工更方便。

6.2 施工成本较低

通过本文案例可以看出，由于热再生工艺简单，施工方便，故人员、机械、材料等费用远远低于传统施工工艺。尤其是废旧沥青砼可以实现100%回收再利用，减少了资源浪费。

6.3 施工质量较好

热再生设备施工时，其工作温度一般保持在140-170℃之间，最高175℃，不用担心糊料现象及沥青混凝土温度太低而不能使用的情况。同时，由于温度较高，修补后的路面能够与周边路面更好地结合，防水效果更好，经压路机碾压后，路面平整密实，提高了公路使用质量。

6.4 环保性较好

6.4.1 可以废料再利用，节约资源。

6.4.2 不存在传统作业中出现的大量粉尘，减少了对人体及自然环境的污染。

6.4.3 热再生设备工作时，几乎听到不任何噪音，而传统的施工机械，例如铣刨机，在工作时噪音非常大。

6.4.4 热再生技术施工时使用的机械较少，尾气排放较少，而传统的施工方式需要机械较多，向空气中排放的尾气也较多。

6.5 对车辆通行影响较小

热再生设备施工时，作业区占用路面空间较小，对车辆正常通行影响较小；而传统的施工方式，使用机械较多，施工时需封闭半幅公路，影响车辆通行。而且，热再生技术工作效率较高，在20余分钟即可完成（加热、耙松、拌合、摊铺、碾压）施工作业，对公路交通影响时间较短。

7.结束语

目前，热再生技术作为一种新兴的沥青路面修补工艺在公路养护行业中还未普及，但是该技术可以实现沥青路面四季施工、低成本施工、环保施工等，及时有效地完成公路修补任务，保障了公路舒适畅通，延长了公路使用寿命，符合时展的要求。现阶段，热再生技术由于一次性加热面积较小的局限性，还不太适合大面积的路面修补施工，但是在公路养护初期或路面损坏较少的情况下还是非常适用的，值得进一步推广应用。

参考文献：

1.公路养护技术规范，北京，人民交通出版社，2009年

2.公路技术状况评定标准，北京，人民交通出版社，2008年

3.公路沥青路面施工技术规范，北京，人民交通出版社，2004年

4.王元清热再生技术在沥青路面病害修补中的应用，经营管理者，2011年5月

作者简介：冯雷鸣，男，（1984.10-），助理工程师，昌邑市公路局，主要从事干线公路的养护施工和管理工作。