熱再生技術(shù)在公路路面修補中的應用研究

孫令偉

(海南省交通工程質(zhì)量監(jiān)督管理局，海南 ?？?571100)

傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護多采用銑刨重鋪方式進行路面修復，不僅工程耗時長，機具動員也需花費大量人力、物力，加上施工過程會產(chǎn)生大量瀝青刨除廢料，亦連帶出現(xiàn)粉塵、廢氣、噪音污染及影響交通等環(huán)境問題。熱再生修補瀝青混凝土路面工法(以下簡稱熱再生修補路面工法)使用經(jīng)驗及成果分析，透過以熱燙板方式對路面進行加熱、翻松、拌合、夯實的施工步驟即可完成對常見路面破損的修復。

1 項目概況

某公路全長99.349 km，路基寬8.5 m(10.0 m)，滿鋪瀝青混凝土路面，設計速度為60 km/h，總投資約6.5億元。項目于2018年1月開工，2019年6月交工。公路開放運行1年多，部分路面由于氣候、荷載及施工質(zhì)量因素，開始出現(xiàn)路面下陷，出現(xiàn)坑洞的現(xiàn)象，如圖1所示。鑒于公路投入使用僅一年有余，無法采用整體化路面改造方式進行修補，可行的方案采用局部坑洞填補，針對病害部分以點為單位進行修補。

圖1 公路路面典型病害

2 熱再生技術(shù)的特點

熱再生修補路面工法具有節(jié)能環(huán)保且施工機具操作簡單的優(yōu)點，可有效降低道路施工對外圍環(huán)境沖擊，針對路基良好屬路面損壞的坑洞、龜裂等常見破壞類型皆可修復，完成整個修補作業(yè)時間約僅需25～30 min即可恢復交通；且因工法以熱接方式修補，交界處黏結(jié)較密合而抗水能力佳，施工后質(zhì)量更加穩(wěn)定、持久耐用。但工法受限于加熱板尺寸及加熱傳遞深度僅限于面層，對于修補范圍廣大及路基本身結(jié)構(gòu)不良的道路破壞型態(tài)仍有成效的限制，故針對不同道路損壞類型，養(yǎng)護部門如何選擇合適對應修復方式的分析管控層面更為重要。

3 熱再生修補路面工法應用

3.1 施工方法

熱再生修補路面工法不同于傳統(tǒng)施作，傳統(tǒng)施作工序需先于瀝青廠將材料加熱拌合，再由運送料車將加熱后的瀝青混凝土載運至工地現(xiàn)場辦理道路刨除后加鋪施工；熱再生修補施工步驟即先透過加熱板于現(xiàn)地即直接以高溫將原有道路面層瀝青混凝土加熱至軟化點后鏟松，再進行鏟松的舊有瀝青混凝土粒料與添加的常溫瀝青混凝土拌合，并添加適當乳化瀝青，修補范圍抹平后再以前后式夯土機壓實完成，完成整個工法修補時間約25～30 min[1]。

3.2 試驗段試驗說明

(1)使用機具

試驗段使用的加熱板(或稱熱燙板)型號：PHR2×4。機具外觀尺寸：1 770 mm×580 mm×1 000 mm。其熱再生機具的加熱板尺寸面積依承商承購機型大小而有不同，本次試辦研究采用0.68 m2機型，實際可施作尺寸：長1.1 m，寬0.45 m，總面積0.495 m2。

(2)試驗段地點

為確認熱再生修補路面工法的可行性與適用情形，試辦地點先擇定3處通行車流量較低，對周遭安全影響不大的地點，且車行往來較無重型車輛行駛的公路進行試驗評估。

3.3 試驗效果

試驗完工后約2個月時，施作區(qū)塊范圍四側(cè)邊中其中一側(cè)的兩處邊角有部分出現(xiàn)粒料脫離情形；完工后約3個月時，施作區(qū)塊另一側(cè)其中一邊角(第3處邊角)處亦出現(xiàn)部分粒料脫離情形。經(jīng)持續(xù)觀察至6個月后，均無再有持續(xù)擴大脫料及破損狀況，且其損壞情形尚不影響行車通行安全，且平整性尚屬良好。經(jīng)持續(xù)追蹤試辦結(jié)果并初步分析，由于整體施作位置經(jīng)半年期觀測仍未出現(xiàn)嚴重破損、凹陷或龜裂情形，評估其工法可行，如圖2。

但根據(jù)試驗效果，仍有若干值得注意之處。

(1)熱再生修補路面工法仍須針對熱燙板施作中的交界處特別留意，如已超出加熱板有效范圍(約熱燙板外緣內(nèi)縮10 cm左右)的損壞情形，則仍將容易于界面處先行出現(xiàn)損壞。

(2)封層涂布下的熱再生修復效果有限，因熱再生修復路面屬于熱接方式密合，未涂布封層之區(qū)塊仍有足夠穩(wěn)定性，而界面處則可能因本次試辦封層厚度為單層較薄，故未有出現(xiàn)影響成效成果。

(3)由于熱再生修補路面工法受限于加熱傳遞深度僅限于面層，對于修補屬路基或損壞型態(tài)已出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不良類型的道路破壞，仍將導致路面在修補后耐用性有限而持續(xù)損壞情形。

圖2 試驗段修補現(xiàn)場

4 熱再生修補路面工法應用效果分析

經(jīng)由試驗段的實驗結(jié)果的總結(jié)，本工法具有下列三項優(yōu)勢。

(1)循環(huán)使用

本工法施作方式僅須添補少量瀝青混凝土，無任何再生料產(chǎn)出問題，故原有路面材料屬100%回收利用，如廣泛推行可減少目前國內(nèi)刨除回收料過剩問題，具環(huán)保節(jié)能概念。

(2)耐久性較佳

相較傳統(tǒng)以常溫瀝青混凝土修補方式，熱再生修補路面工法以長方形熱燙板施工更為美觀整齊，且屬熱接方式修補，交界處黏結(jié)較為密合而抗水能力佳；傳統(tǒng)常溫瀝青混凝土修補如需四周平整需再以切割機四方切割，除工序繁瑣，切割機施作亦有噪音擾民問題[2]。本工法省去切割工序而提升施作速度，同時亦能避免施工噪音。另外，針對修補后的面層表現(xiàn)比較，一般常溫瀝青混凝土臨補因未如熱再生的熱接修復型態(tài)，常易出現(xiàn)補后跳料情形，更不適用于面層尚未破壞的凹陷或表層網(wǎng)狀龜裂等破壞類型，即便勉強填補，經(jīng)車輛幾次碾壓即會出現(xiàn)材料脫離，反造成用路人兩輪車輛打滑危險，而熱再生修補路面工法則較無此情形[3]。

(3)降低交通沖擊

本工法主要核心優(yōu)勢在于修復時間較快，不需有以往由刨除、搬運、滾壓各階段的大型機具，有效降低外圍環(huán)境或交通沖擊，一處位置約25～30 min內(nèi)可完成改善修補，撤除交維并恢復通車，無傳統(tǒng)銑鋪的粉塵、廢氣及噪音等污染，具有降低環(huán)境成本的條件。在養(yǎng)護部門執(zhí)行道路維護常見的擾民問題，熱再生修補路面工法的施工階段能使施工區(qū)周圍居民或行經(jīng)往來的路人接受[4]。

另外由于熱再生修補在國內(nèi)尚屬新工法，故設備仍需配合承包商重新采買添購，執(zhí)行的初期成本較高，且因加熱板尺寸規(guī)格及加熱傳遞深度限于面層范圍，故可修補的道路損壞類型仍較為局限，工法仍有下列三項缺點待克服。

(1)修補成本高

需額外購置加熱機具，施工成本仍較常溫瀝青混凝土修補高，本工法初期施工成本換算單價為673.57元/ m2，相較仍比一般5 cm方正銑鋪單價641.3元/ m2昂貴，道路養(yǎng)護部門于選擇指定修復工法上較難以寬心選用，而易傾向以道路重新銑刨方式修復。

(2)無法一車道修補

根據(jù)本工法熱再生修補的機型，其有效修補范圍的寬度目前仍未達1車道寬，與一般情況下要求局部銑刨加鋪方式應以1車道寬為修復基準相比，修復面積仍較?。浑m本工法已較一般常溫瀝青混凝土修補方式更美觀整齊，但未達1車道寬，路況將為道路補丁態(tài)樣，民眾難以接受[5]。

(3)施工能量小，適用道路損壞型態(tài)受限

施工能量部分，如相較傳統(tǒng)局部重新銑刨加鋪方式，本工法施工能量仍屬較小，除需針對路基良好處面層損壞類型較為適用，如路段同區(qū)塊鄰近處出現(xiàn)數(shù)量較多的破壞情形，因施工能量差異及受限熱燙板尺寸限制條件下亦較不適用。

5 結(jié)論與建議

第一，熱再生修補路面工法在國外道路路面修補上已有多年歷史，但現(xiàn)階段國內(nèi)尚未被廣泛使用。本次試驗路段選擇交通流量低，且無大型車輛通行及道路路基尚屬良好的市區(qū)道路進行試驗6個月后，未產(chǎn)生嚴重損壞，說明本工法具備較好的修補效果。后續(xù)試驗段以外的坑洞施工修補時，應選擇公路路基良好而面層損壞狀況的破壞類型進行修復，建議考慮“面層破損”且“破壞面積須小于熱燙板四邊各10 cm以內(nèi)”的情形。

第二，本工法除適用道路路基良好且損壞屬面層及面積小于熱燙板尺寸10 cm內(nèi)的破壞類型，建議應優(yōu)先選擇有緊急性的道路破損地點；雖執(zhí)行初期成本高，且無法達“一車道”方式改善，但其緊急修補的機動性高且便利，修補后耐久性較一般臨補時效長，適用修復面層破損類型更全面，故以本工法進行道路修復后，建議由巡路人員持續(xù)巡查追蹤該修復路況后續(xù)損壞情形，不需立即核派一車道的方正修補作業(yè)；如道路路基不良或損壞面積已大于熱燙板有效面積以上者，仍建議以原有冷包方式切割填補后，再派工以機具進場執(zhí)行一車道路基改善或方正銑鋪的方式進行修復，以維護用路人安全并延長確保該損壞處道路的耐久性及質(zhì)量。