探究沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用

摘要：改革开放以来，我国一直在加强道路建设，各个地区的公路建设取得了显著的成就，加强了地区之间的联系，带动了区域经济发展。但是随着公路的建设，也出现了一系列问题，比如沥青、砂石等筑路资源开始紧缺，同时在道路建设中还会对周边环境以及植被产生影响，造成生态环境破坏。就地热再生从性质上来说属于公路预防性养护技术的范畴，对降低环境破坏，减少资源使用起到了重要的作用。因此，本文主要就沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用展开讨论，并分析了就地热再生技术的相关概述等内容，希望给相关的管理人员提供一定的借鉴价值，带动我国社会经济发展。关键词：沥青路面；就地热再生技术；高速公路养护高速公路是连接不同地区经济贸易往来的桥梁，随着社会经济的发展，各个地区的高速公路也如同雨后春笋般发展起来，呈现出一片欣欣向荣的繁荣景象，满足了地区发展的需要。但是在高速公路的养护工作中还存在一系列的问题，比如建养脱节、养护资金投入大等等，这都会给相关的路政部门造成巨大的困扰。因此，在高速公路建设的背景下，我国有必要加强对就地热再生技术的应用研究，延长高速公路的寿命，通过对技术的研究，掌握技术特点，并将其广泛推广和应用。一、就地热再生技术的相关概述就地热再生技术是一种预防性养护技术，主要是技术人员运用就地再生设备对沥青路面进行加热、翻松，掺入一定量的新沥青和新沥青混合料等，再经过热态拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青路面再生利用的技术。（一）就地热再生技术的应用优势1.能够提高路面修补质量层面完全连接体系是沥青混凝土路面设计的基本原则，如果沥青层面间不连续或者不连接，层面剪应力就会增大，很容易导致沥青混凝土层面的剪切受到破坏。但是在当前，养护人员通过加强对就地热再生技术应用，能够对高速公路局部发生病害的地方加热处理，使修补区域与周边区域充分黏合，并且形成一个整体，进一步提高了路面修补的质量和水平，可以延长公路的使用寿命。2.恢复原有沥青混凝土的柔韧性高速公路长期受到车辆的碾压、气候环境的影响，导致公路路面沥青老化，内部材料结构发生形变，在柔韧度以及抗变形能力等方面明显降低，很容易产生交通事故，不利于交通行业的健康发展。针对这一问题，养护人员通过加强对就地热再生技术的应用，可以提高沥青路面的柔韧性，使其恢复原有的韧性，也可以提高路面的安全性。3.有利于修复沥青路面表层病害沥青路面表层病害是高速公路面临的主要问题，比如高速公路路面存在的车辙、裂痕等等，如果不能及时养护路面，将会增大路面受到破坏和损伤的情况，养护人员在养护工作中加强对就地热再生技术的应用，可以及时修补高速公路潜在的风险，对沥青路面表层病害进行控制。（二）就地热再生施工工艺对比1.整形再生法施工整形再生法施工又被称为表面再生法，其施工工艺是养护人员利用加热机将沥青路面加热到一定的温度，利用复拌机将路面翻松，然后将翻松的路面材料搅拌均匀，最后将搅拌均匀的路面材料铺到路面上，用压路机将其碾压成型。整形再生法施工的最大优点是施工工艺简单，在成本投入力度上不大，对交通产生的影响也不大，其缺点是对原有路面结构的要求加高，只能解决沥青路面小范围或者破坏程度不大的路面，对于面层混合料级配不佳造成的病害无法起到根治的效果。2.重鋪再生法施工重铺再生法施工就是在整形再生法施工技术的基础上，用现场热再生设备的复拌机将沥青路面材料翻松，将其整平后，再在上面铺设一层磨耗层，最后用压路机将其压实。重铺再生技术的优点是能够保持公路路面的结构性能，恢复路面的平整度，所以这项施工技术大多用于维修翻新破损较为严重的施工路面，但是这种施工方式需要有混合料拌和楼配合作业。3.复拌再生法施工复拌再生法是指养护人员运用就地热再生技术将路面加热到一定温度，使路面松动，然后将翻松的旧沥青路面混合料运用传送设备送入搅拌机，养护人员再按照一定的比例对搅拌机中的新热沥青材料以及再生剂加入搅拌机与原有的旧沥青混合料充分搅拌，最后再摊铺到路面，用压路机压实。这种施工方式的优点是改良集料级配，重新控制沥青含量，能够改善路面结构的性能指标，也可以形成全断面都均匀的再生面层，但是缺点是该项施工对设备的要求高，施工程序复杂，在成本投入上也相对较高。二、高速公路养护中存在的问题（一）建养脱节高速公路的建设和养护工作之间是相辅相成的关系，在实际建设施工中，建设单位和养护单位并不是一个主体，在设计施工阶段，设计人员往往没有考虑到后期的养护工作，这在无形中增加了后期养护工作的难度，为后期养护工作的顺利开展埋下了安全隐患。建设、管理和养护工作是保障高速公路行业发展的基础，只有将建设、管理以及养护工作统筹起来，发挥三者之间的相互监督、相互制约以及相互协调作用，才能够提升高速公路养护的有效性。但是在当前我国在高速公路的养护方面存在建养脱节的现象，养护部门和建设部门并没有形成统一整体，降低了高速公路养护工作的效率。（二）养护资金投入大物质基础决定上层建筑，物质基础也是一切工作顺利开展的保障，对于高速公路养护工作来说也是如此，高速公路养护工作离不开资金的投入，但是目前我国在高速公路养护方面的投资力度不足，相关部门更加侧重前期的高速公路建设，在后期的养护工作上不重视，这也就使得我国部分高速公路养护部门缺乏有效的资金支持，没有充足的资金购买现代化的机械设备，养护质量也难以保障。（三）养护机械化程度不高高速公路养护工作的难度不断增大，为了降低养护工作难度，提高养护工作的效率和水平，我国公路养护部门开始加强对现代化养护机械设备的应用，取得了显著的效果，同时也提升了养护的质量，在另一方面，养护机械化程度也是衡量我国高速公路养护工作发展水平的重要指标，但是通过对高速公路养护工作的机械化程度进行研究发现，我国很多地区的养护机械化水平不高，降低了高速公路养护工作的效率和水平。之所以会产生这些问题主要有以下几个原因：首先，我国的养护机械设备在研究和应用方面与西方国家还存在一定的差距，这也就导致我国在运用养护机械设备上存在一定的短板。其次，部分公路养护人员的观念有待更新。受到传统观念的影响，公路养护人员依然采用传统的管理方式，运用传统的手工作业方式进行，降低了工作效率。（四）缺乏专业养护人才高速公路的行车速度快，通行路程长，危险性大，这也增加了高速公路养护的难度，高速公路养护人员不仅要掌握一定的公路养护知识，还要有丰富的经验，当高速公路养护工作存在问题，可以在第一时间采取措施解决，所以高速公路养护需要有专业化的养护人才队伍，但是在实际的高速公路养护工作中发现，目前高速公路养护人员队伍并不健全，比如缺乏专业化的养护人才，养护人员的责任意识不强等等，导致这些问题存在的原因主要有以下几个：第一，高速公路养护人才招聘工作不到位。招聘是进行人才引进的重要途径，也是壮大专业养护人员队伍的重要保障，但是我国高速公路养护部门在专业人才招聘方面需要进一步优化，需要从社会和高校中招聘一批懂养护、有经验的人才队伍。第二，高速公路养护人才队伍培训工作不到位。随着交通运输行业的发展，高速公路养护工作越来越重要，养护人员的专业素质和专业能力直接影响高速公路养护质量，养护部门只有加强人才队伍建设，才能够充分发挥人才优势，提升养护质量。但是目前我国公路养护部门缺乏完善的人才培养体系，也没有对养护人员进行定期性、针对性教育，影响了高速公路养护工作的发展。三、沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用（一）养护施工技术方案完善的养护施工技术方案能够提高高速公路养护的质量和水平，保障各项工作有序推进，同时也能够降低成本的投入，并且沥青路面就地热再生技术施工本身具有较强的复杂性，更需要完善的养护施工技术方案。为保障沥青路面就地热再生技术的有效性，沥青路面部门首先要制定科学的养护施工技术方案。在养护施工技术方案中包含工程概况、路面调查、路况分析及处理方案、施工组织、施工注意事项、工期计划以及施工安全管理等内容。以施工组织为例，在此次养护施工中，养护部门对项目工程组织结构进行了人员设置，项目经理负责统筹协调，下设现场负责人、技术负责人，主要负责对就地热再生技术施工监管，现场负责人和技术负责人负责对加热再生组、摊铺碾压组、质量监控组、安全管理组以及设备保障组工作进行监督。施工过程主要包含两个阶段：第一阶段是初次整平。由于施工路段的路面遭到破坏，所以在采用就地热再生技术施工之前，要做好整平工作。第二阶段是全线就地热再生施工。在设备配置上根据工程项目的实际情况选择2台HeatMaster16型号的加热王，1台HeatMaster7型号的加热王，1台RoadMaster6000的公路王，1台PF5500的摊铺机。（二）就地热再生技术施工要点1.加热机加热加热机加热的主要目的是软化路面，这也是就地热再生技术施工的关键环节，在运用加热机进行加热中需要把握好以下几点：首先，控制好加热机之间的间隔，一般情况下，应该将压路机的距离控制在1米的范围内，路面养护人员还要控制好加热的宽度，宽度要比在再生宽度两侧各宽5-10厘米。其次，养护人员要控制好加热机的温度。如果加热机的温度过高，很容易导致旧路面过度老化，如果温度过低，原来的路面级配在铣刨过程中很容易被破坏，因此，养护人员必须意识到控制加热机温度的重要性，同时加强对红外测温枪的应用，随时对温度进行测试，保障养护工作中对加热机温度实现全程性监控。再次，养护人员还要控制好加热机的行走速度，将加热机速度控制在每分钟1.5米到2.5米之间，保障路面加热均匀。最后，养护人员要根据工程实际情况选择热再生的加热方式。在当前热再生加热的方式主要包含红外线辐射加热、热风循环加热、红外线热风并用加热三种方式，不同的加热方式产生的效果不同，优势也不同，比如以热风循环加热方式为例，这种方式不仅能够提高沥青路面的加热深度，也能够保障路面加热的均匀性，而且热风加热具有对加热温度自动控制的功能，大大提高了温度控制的有效性，但是这种加热方式的加深深度依然没有红外线辐射加热的深，加热效率也不高。2.路面加热翻松、添加再生剂、添加沥青路面在加热结束后的第二道工序是翻松，目前路面翻松的方式主要包含热铣刨和热刨松两种。冷铣刨后的路面可以重建路面的纵向和横向坡度，为随后的加铺层准备一个较平整的底平面，使加铺层的厚度基本保持不变，从而使加铺后的面层获得很高的平整度。铣刨后的路面也有着很好的粗糙度和抗滑阻力，一方面可以保证新旧路面牢固结合，另一方面也为临时通车提供了条件。此外薄层的路面铣刨拉毛也可用来修复磨光的路面，使之重新恢复必要抗滑能力。在地面加热翻松结束后，养护人员再添加再生剂和沥青。在添加新料的过程中，养护人员要严格控制新料与旧料的比重，在条件允许的情况下，可以通过电子控制系统对添加量进行调节和控制，保障配料的科学性和合理性。3.新旧料复拌新旧料复拌的效果直接影响高速公路养护的质量和水平，因此，养护人员必须要做好新旧料复拌工作。首先，铣刨机在完成一个复拌机就位后，自卸车以及复拌机应该依次进入工作区，复拌机进入工作区域前，人工将行车方向1.5m内的铣刨料向前倒，铣刨面清理平整，以便使复拌机刮板落平，将路面铣刨料全部集起。自卸车将新沥青混合料卸到复拌机前置料斗中，然后自卸车前行跟在铣刨机之后。复拌机的料斗通过刮板按照设计量将新沥青混合料均匀添加在梯形料斗上，最后完成搅拌工作。4.摊铺在摊铺作业中，养护人员可以选择一台ABG8620沥青摊铺机进行作业，同时养护人员要随时检查路面摊铺的宽度、深度以及平整度等情况，对不合格的地方进行修补。在正式攤铺之前，摊铺机要调整好位置，保障最佳的工作状态。在摊铺速度山应该保障摊铺机的接料斗前缘与复拌机顶推杆保持最小距离并保持相同的速度。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的轴中心为度，使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布，避免摊铺层出现离析现象。5.碾压碾压是沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的最后一项工作内容，碾压工作是保证沥青面层质量的重要环节，在碾压工作上应该确定初压、复压、终压的压实遍数、速度以及温度，碾压工作按照由低边向高边、先外后中的顺序均匀进行。在碾压过程中，压路机与摊铺机两者之间的距离应该不大于10米，压路机使用大吨位的振动双钢轮压路机，碾压时应该尽可能减少喷水。在温度控制上，初压温度要控制在