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1、 就地热再生科技处治高速公路车辙病害研 究 1 前言1.1 我国高速公路沥青路面养护面临的新形势道路交通运输是国家的基础性、先导性产业，关系国民经济和社 会发展的全局。经过几十年的发展，我国道路基础设施日益完善， 特别是高速公路的建设发展迅速，自 1988 年沪嘉高速公路通车， 实现了我国大陆高速公路零的突破以来，以高速公路为标志，我国 道路行业进入了突飞猛进、最具活力的崭新阶段。其中十一 五期间，我国高速公路由 4.1 万公里发展到 8.5 万公里，五 年新增 4.4 万公里，仅次于美国，居世界第二位。高速公路行业的快速发展，对国民经济的发展起着不可替代的支 撑作用，为我国经济社会的进步提供
2、了强有力的保障，但是在道路 建设事业取得巨大成就的同时，道路养护维修的问题日益凸显，亟 待解决。我国在 20 世纪 90 年代陆续建成的高速公路均已经进入 了中修或者大修时期。传统的道路养护维修方式占用了大量的自然 资源并消耗了大量的能源，对我国生态环境产生着直接或间接的负 面影响，如何在保证道路养护维修质量的同时，尽可能地减少对环 境的污染、对资源的浪费，是十二五期间道路行业 亟待研究解决的重要问题，也是每个道路行业人员必须面对并重视 的问题。随着我国高速公路修建水平和养护要求的不断提高，高速公路沥 青路面的低温稳定性和水稳定性正逐年得到改善。相比而言，高温 稳定性则很难得到提高，这也使得车
3、辙成为目前高速公路沥青路面 最主要的病害，尤其是高速公路收费站、服务区匝道等路段，车辆 慢速、频繁制动会大大增加沥青路面在区域路面所承受的剪切应力， 从而产生很大的路面变形，即深度车辙。根据统计我国高速公路养 护 80%的资金都用在车辙的治理上。1.2 沥青路面就地热再生技术的发展及研究现状1.2.1 国外就地热再生技术的发展及应用情况沥青路面的再生应用技术在发达国家相对成熟，早已得到相当广 泛的应用。1997 年国际经济合作组织的调查结果显示，欧美主要发 达国家路面再生利用率都达到和超过 75，荷兰、比利时等欧洲国 家甚至还实现了 100完全再生利用。沥青混合料再生利用的试验研究，最早是 1
4、915 年在美国开始的。 但此后由于大规模的新路建设，再生技术的发展趋缓。直到 1973 年，石油危机的爆发，沥青供应紧张，再加上严格的环保法制，使 得砂石材料的开采受到限制，筑路用的砂石材料供不应求，以致砂 石材料价格上涨，1974 年美国开始大规模研究和推广沥青混合料再 生技术。沥青路面在美国是最大的再生产品，根据美国联邦公路局 报道，在重新罩面式拓宽项目中每年要使用铣刨料 9100 万吨中的 7300 万吨旧沥青路面材料 RAP），重复利用率达 80。由于沥青 混合料再生利用大有可为，为此相关的研究工作得到了美国联邦公 路局的大力资助。此外，美国交通运输研究委员会、美国材料与试 验协会、
5、美国沥青路面工程师协会，也经常主持召开有关沥青混合 料再生利用的各种学术会议，有力地推动了该项研究工作的进展和 交流。1981 年美国交通运输委员会编制出版了路面废料再生指南 ；同年，美国沥青协会出版了沥青路面热拌再生技术手册。2 就地热再生关键技术简析2.1 就地热再生技术介绍2.1.1 就地热再生工艺类型就地热再生技术可以划分为整形再生、复拌再生和补强再生三种 工艺类型。整形再生 repaving）：是指采用一系列的加热机来加热 软化沥青路面，然后翻松已经加热的路面，根据原路面材料的试验 结果，添加再生剂并确定其添加比例，再生剂与原路面材料充分拌 和后，摊铺一定数量的新沥青混合料，新沥青混
6、合料和再生混合料 一次碾压成型。2.1.2 就地热再生工艺特点1、技术优势1）提高了路面修补质量。就地热再生技术进行病害处治时，由 于对病害区域和周围区域都进行加热，实现了修补区域和四周侧面、 底面的热粘结，消除了原先传统处治方法存在的弱接缝和弱界面， 极大地提高了修补后新旧路面的结合力，提高了路面修补质量。2）提高了路面养护工作效率。传统的路面病害处治方式，工序 比较复杂，有时候为了一个病害要调用多台大型设备，而采用就地 热再生技术，一台沥青路面热再生修补车就可以进行全过程处理。 对于较长路段的病害处理，可以使用大型就地热再生机组进行处理， 其施工速度可达 310 米/分钟，效率远高于传统铣
7、刨重铺的方法。 而且，施工时占用的工作面小，不受大的交通流量限制，施工结束 后即可撤离现场，开放交通。3 我国高速公路车辙病害的研究现状. . 173.1 车辙的分类及危害. . 173.2 车辙产生的原因及影响因素分析. . 183.3 车辙的传统处治方法及不足. . 224 就地热再生技术处治高速公路车辙的适用性研究 . 234.1 就地热再生技术适用性分析流程. . 234.2 高速公路原路面车辙病害成因调查. . 234.3 就地热再生技术处治高速公路车辙病害适用性分析. . 255 基于高温稳定性基础上的沥青老化及再生研究. . 305.1 沥青老化原因. . 305.2 老化沥青的
8、再生. . 325.3 沥青老化及再生对沥青混合料高温性能的影响. . 388 结论与展望8.1 结论本文通过总结我国高速公路的车辙类型、特征、出现的位置，进 而分析产生车辙的原因，分析就地热再生技术处治车辙的适用性； 通过沥青老化对沥青混合料高温稳定性影响的研究，确定老化沥青 的恢复指标和恢复程度；根据不同类型、不同大小车辙的特点分析， 采用针对性的就地热再生工艺进行处治，达到对症下药的目的。本 文以南京绕城公路就地热再生工程为依托展开课题研究，通过试验 分析对原路面老化沥青混合料进行准确的评价；通过现场施工的不 断总结对就地热再生工艺进行不断完善，达到处治车辙病害的最佳 效果。通过以上研究
9、，有以下结论：1）沥青路面就地热再生技术是一项高效、环保、节约投资、对 交通干扰小、有利于沥青路面层间连接、改善路面级配、降低孔隙 率、延缓路面老化、避免接缝漏水的新技术。此项技术适用于对旧 路面表层 4-6cm 厚的沥青混合料进行再生，原路面基层结构要良好， 并具有足够的强度和承载能力，以及良好的排水系统的路面大中修 工程。2）沥青混合料在沥青发生老化后，其高温稳定性得到提高，有 利于抵抗车辙的产生和发展。就地热再生技术能有效利用沥青老化 后沥青混合料的良好高温稳定性，通过添加就地热再生专用再生剂 在保证混合料良好高温稳定性的基础上，恢复混合料低温抗裂性及 水稳定性至规范要求，从而提高就地再生沥青混合料的综合性能。 从混合料层面突出就地热再生技术处治车辙的性能优势，这是铣刨 重铺新料所无法比拟的。(
