就地热再生技术在车辙病害中的治理研究

就地热再生技术在车辙病害中的治理研究

宋闽江

江苏东交工程检测股份有限公司，江苏南京，210042

摘要：在早期道路病害中，车辙是普遍现象之一，车辙的出现严重影响了行车的安全性，降低了道路的使用寿命。本文主要以具体案例为例，对一般车辙和深度车辙分别研究就地热再生治理方法。

关键词：车辙；就地热再生；压实功

引言

连云港快速公交BRT一号线于2012年10月通过交工验收并正式运营，主线全长34公里，起于海州客运站，止于在海一方公园，全线设置中间站27对，由西向东贯穿连云港整个城区。

BRT道路拓宽改造工程中原有行车道改造设计路面结构为：

铣刨2cm旧沥青路面，加铺4cmSMA-13；

新建BRT停靠站路面结构为：

4cmSMA-13+5cmAC-16+7cmATB-25+20cm水泥混凝土+36cm水稳；

凌州广场~宋跳段拓宽行车道路面结构为：

4cmSMA-13+6cmAC-20+2cm橡胶沥青应力吸收层+24cm水泥混凝土+36cm水稳；

宋跳段~朝阳路段拓宽行车道路面结构为：

4cmSMA-13+5cmAC-16+6cmAC-20+1cm下封层+36cm水稳。

经过近21个月的运营使用，BRT停靠站专用道沥青路面出现车辙推移，交叉口红绿灯停止线出现车辙，特别是2013年7-8月份夏季高温加大了沥青路面病害发展的速度和范围，影响了BRT的运行舒适性和安全性。

1车辙原因分析

根据现场调查，除了BRT站台以及交叉口处存在车辙外，其余正常行驶路面基本无车辙。结合路面设计资料以及现场情况，初步分析车辙产生的原因如下：

①高温气候影响

在BRT站台和交叉口处不断地频繁启动制动，再加上持续性的高温天气，加剧路面车辙复发。有关研究表明，高温制动情况下产生的剪应力是常温制动下产生剪应力的3.11倍。制动条件下，温度对路面剪应力的影响很大，或者说温度敏感性很高。连续的高温使得路面积聚的热量不能很快的释放出去，沥青混合料在持续高温环境下，粘聚力降低，抗剪强度降低，从而导致车辙的复发。

②启动制动的影响

启动制动时对路面是非常不利的，根据有关文献研究，在高温条件下，车辆启动制动产生的剪应力是行驶过程中的2.81倍~3.08倍，再加上高温的影响，加剧了车辙复发的速率。

BRT多在专用车道上运营，为完全渠化方式，车轮作用位置相对集中。同时BRT车轮具有的大、重、长等外部特点以及定点停靠的运营特点，车辆在进站之前就开始刹车，出站加速起步，这就必然要求BRT路面能够承受比其他道路更大的抗剪切变形能力。

③结构原因

由于原路面基层为混凝土基层，刚度较大，基层未产生变形，BRT车道车辙变形主要发生在沥青面层。

④施工原因

根据了解，由于快速公交道路拓宽改造工程线路长，分项工程多，后期存在赶工期现象，施工管理难度大。BRT停靠站道路实施的时间均放在后期，沥青拌合站原材料、混合料质量存在一定的变异性。

2就地热再生治理车辙的优势

采用就地热再生工艺处治车辙有如下优点：

①利用老路面沥青混合料的性能变化；

相比新沥青混合料，老沥青混合料沥青和骨料裹附性能好，稳定性好，抵抗高温变形能力优于新沥青混合料。沥青混合料在使用过程中沥青会逐渐发生老化，在指标上表现为针入度下降、延度下降、软化点升高，这一特性是有利于高温抗车辙能力。

②利用使用阶段的荷载对路面的压密作用

道路使用一段时间后，轮迹带在车辆荷载的作用下发生变形，但是它同时也吸收了车辆荷载的压实功，即目前路面的轮迹带处混合料更稳定、压实度更密实、抗车辙能力更高。在这种情况下，若采用铣刨、重新摊铺的混合料轮迹带还要重新接受车辆荷载的碾压，还会继续变形直至达到稳定或一个新的平衡状态，再进入一个稳定期。针对这种情况，就地热再生治理车辙的理念是，既然路面产生车辙后，轮迹带比其它位置更密实，那么我们不破坏或者尽可能少地破坏轮迹带已经吸收的压实功（即不对其铣刨）而是对其加以利用。沥青路面运营过程中吸收大量的压实功，特别是轮迹带处。热再生施工过程中保留了路面下面层吸收的压实功，减少施工对已吸收压实功的扰动，保证波谷处的密实度。

③上下面层采用热粘结方式，使上、下两层沥青混合料牢固的粘结成一个整体，不存在弱界面，提高层间抗剪强度。沥青路面层间接触为热粘结且施工中会对原路面充分加热后翻松，没有松散夹层，层间界面处有骨料嵌挤，做到无缝粘结。经东南大学试验检测，与传统的喷洒粘层油后罩面相比，采用层间热粘结技术的试验段，其芯样的界面抗剪强度由0.27MPa提高到0.64MPa。

④纵向接缝为热接缝

就地热再生施工时，加热宽度大于施工深度，使得纵向接缝为热接缝，保证接缝不渗水，降低因水损害等因素造成混合料强度降低的可能性。

3一般深度车辙治理方案

对于车辙深度＜4cm的车辙，使用一次性热再生施工，根据路面情况采用整形施工工艺，添加新料为改性SMA-13沥青混合料，新料添加3‰抗车辙剂。

（1）耙松后的路面通过再生设备自带熨平板的刮料板、分料板对耙松的路面材料进行横向重新分配后再初步整形。该刮料板、分料板会将车辙拥起到波峰的沥青混合料推回到车辙带的波谷，波谷比波峰略高2cm左右。

（2）为了保证施工后接缝无错台，熨平板在熨平的过程中将接缝处（宽约20cm，深2cm）的混合料推到波谷处。同时配合人工对接缝处的混合料进行修正，以保证再生设备后跟随摊铺机的摊铺效果。

（3）RM6000之后的HM-7、料车及摊铺机履带必须行走在高出的波谷混合料带上，对波谷进行初次压实。

（4）在初次压实后添加新沥青混合料碾压成型。

4重度车辙治理方案

对于深度大于4cm的车辙治理，尤其是已经产生严重推移的车辙治理，先对原路面车辙路段推移产生波峰的部分进行铣刨处理，波谷处回填改性AC-25沥青混合料（添加3‰抗车辙剂），之后再进行热再生整形治理。添加新料为改性SMA-13沥青混合料，新料添加3‰抗车辙剂。

（1）铣刨波峰

对于车辙深度大于4cm的路段，推移到波峰处混合料多以细料为主，这些细料对路面的抗车辙能力有一定的削弱作用。因此热再生之前要先对波峰处进行铣刨，可采用50cm宽的铣刨机进行铣刨。因热再生治理是需要在波谷处填充新的粗粒径沥青混合料，为了保证原路面标高，铣刨后原波峰区域的高度应该比原路面低1～2cm。

（2）波谷处填充新的粗粒径沥青混合料

由于施工路段路病以车辙为主，而且深度较大，为了保证施工质量，热再生时需要先对波谷处回填改性沥青AC-25粗粒径沥青混合料（添加3‰抗车辙剂），通过对路面加热、耙松后回填改性沥青AC-25粗粒径沥青混合料，其后进行压实，碾压时不需要收光。

（3）二次整形施工

在初次治理的基础上，对已经初次治理后的路段进行二次整形治理施工，对初次治理后的路面进行加热、耙松，添加少量新沥青混合料碾压成型，新沥青混合料为改性SMA-13并添加抗车辙剂。

整形就地热再生是采用就地热再生机组将路面加热、喷洒再生剂、耙松、熨平，同时将少量的新沥青混合料直接摊铺于再生混合料之上，两层一次压实成型。采用该种工艺施工后的路面平整，能够有效消除车辙、裂缝、坑槽、麻面等路面表层病害，恢复路面结构承载力，提高道路使用性能，延长使用寿命。

5结语

对于车辙的治理，就地热再生具有充分利用了老料的稳定性能、轮迹带处的压实功、以及层间粘结抗剪强度高等优点，有效延长了道路的使用寿命。

参考文献：

[1]李健.改性沥青路面就地热再生关键技术研究[D].东南大学,2016.；

[2]李铉国.沥青路面就地热再生工程关键技术研究[D].东南大学,2015.

[3]杨建明,杨仕教,熊韶峰,何建.旧沥青路面再生研究的现状与工艺[J].南华大学学报(理工版),2003(01):11-15..