徐工就地热再生机组在内蒙古高速公路成功应用

2021年9月8日，“热风微波复合加热就地热再生机组技术交流会暨现场观摩会”在内蒙古自治区乌兰察布市隆重举行。来自长安大学、中国工程机械工业协会筑养路机械分会、公路建设与养护技术材料及装备交通运输行业研发中心(徐工集团)、江苏集萃道路工程技术与装备研究所有限公司以及内蒙古自治区公路、市政系统的管理、养护、施工、设计、咨询单位60余位专家、领导参加了该会议，并现场观摩了热风微波复合加热就地热再生机组在二广高速公路(G55)乌兰察布段的实际应用情况。

热风微波复合加热就地热再生机组技术交流会现场

项目概况 二广高速公路(G55)是我国高速公路网中的第6纵，北起中蒙边境的内蒙古自治区锡林郭勒盟二连浩特市，南至广东省广州市，是纵贯中国南北的交通大动脉。二广高速于2007年建成通车，距今已经运行了14年。

二广高速公路(G55)建成初期，乌兰察布段路面状况较好，道路养护主要以日常养护为主。随着交通流量的増大和使用年限的増长，2020年以来，该路段道路表面层逐渐出现不同程度的纵缝、横缝、龟裂、脱油等常见路面病害，导致通行能力下降，甚至个别病害路段已严重影响过往车辆的行驶安全。为改善路面不良状况，提高行车舒适度，二广高速公路(G55)乌兰察布段管理单位——内蒙古高等级公路建设开发有限公司通过前期勘察、设计，决定对部分路段采用具有绿色环保优势的就地热再生技术进行维修，以实现资源再利用、提高路用性能、延长使用寿命目的。

该路段为上行K343+000—K360+000的超、行车道，全长17km，为沥青混凝土路面和水稳碎石基层的铣刨、同步碎石封层以及黏层的洒布、7cm粗粒式沥青混凝士和5cm中粒式沥青混凝土摊铺、表面层中粒式沥青混凝土的热再生，其中对沥青混凝土路面上面层实施深度4～5cm的就地热再生，施工面积约136000m2。

徐工热风微波复合加热就地热再生机组施工现场

施工方案 该施工段道路由上到下的结构依次为：4cm改性中粒式沥青混凝土AC-16(表面层)、5cm改性中粒式沥青混凝土AC-20(中面层)、 7cm粗粒式沥青混凝土AC-25(下面层)、20cm水泥稳定碎石基层、32cm水泥石灰粉煤灰稳定砂砾底基层、20cm天然砂砾垫层。如果按照传统的铣刨加铺方案进行修补，不仅施工成本高，而且将浪费大量的上面层优质材料。

近年来，管养单位不断对路面裂缝进行修补，致使原路面上遍布灌封胶材料，需要在进行就地热再生施工前予以清除，同时还要对块裂、龟裂病害严重的部分路段挖除重建。为保证施工质量，该项目施工方——内蒙古路桥集团有限责任公司根据道路病害情况并结合交通组织方案，对局部路段提前采取了面层除胶、结构补强等措施。其中，对涂有灌封胶的路面裂缝处，先利用小铣刨机进行薄层铣刨后，再人工清除;对局部坑槽、沉陷、翻浆处，通过人工挖至基层后，再利用快硬混凝土修补至中面层，以快速恢复道路结构强度。

基于徐工热风微波复合加热就地热再生机组高效加热、保温和拌和能力，施工方决定除了对道路沥青表面层的4cm中粒式沥青混凝土进行就地热再生外，同时还添加14%新料,并根据路段状况添加新改性沥青做复拌再生，以提升再生后的道路性能。

原路面上遍布纵横交错的灌封胶材料

施工流程 在施工现场，由4台就地加热机、1台就地热铣刨机、1台就地微波加热机、1辆沥青混合料运输车、1台就地复拌机、1台沥青摊铺机、2台双钢轮压路机和1台胶轮压路机组成的徐工热风微波复合加热就地热再生机组一字排开，场面蔚为壮观。沥青路面加热、再生剂喷洒、热铣刨、新料添加、新旧料拌和、摊铺、压实等诸多施工环节，犹如产品流水线一般，有序、高质、高效地完成了任务。施工只占用1条车道，过往车辆可在另一条车道上正常通行，大大缓解了施工带来的交通压力。徐工“热风微波复合加热就地热再生新技术及成套工艺”庞大井然的施工机群、独特高效的施工方式和卓越不凡的施工效果给现场嘉宾留下了深刻印象。

徐工热风微波复合加热就地热再生机组正在施工中

首先，位于机组前方的4台就地加热机以3m/min左右的作业速度，对路面进行加热。就地热再生施工的技术是沥青再生、骨料再用。为防止因加热温度过高或过低而导致路面原材料老化或加热深度不够，每台就地加热机分别设置了不同的加热温度，即：第1台加热温度为130～150℃、第2台加热温度为160～180℃、第3台加热温度为190～200℃、第4台恒温控制在200℃左右，使路面温度得以逐步提高，既避免面层沥青因过热而出现老化现象，又使热能有效地向下传递，从而保证了路面预期加热效果并为后序施工打下良好的基础。

其次，紧随加热机的就地热铣刨机对原路面进行热铣刨。与常见的冷铣刨方式相比，热铣刨不破坏骨料原级配，更好地实现骨料再用，节约了材料成本。就地热铣刨机还自带除尘系统和再生剂喷洒系统，使其在铣刨的同时，还能有效去除铣刨产生的灰尘，并喷洒再生剂(该项目为沥青含量的8%)。

其后，就地微波加热机对热铣刨后的料堆和路面再次加热，以降低该路段风速快、风量大、温度低而导致料堆和路面热量散失大的不利影响。

为保持材料温度，在就地微波加热机尾部加装保温布

微波加热机后面的料车，向随其后的就地复拌机前端料斗添加新料。考虑到旧路面铣刨后的损失、原有路面车辙导致混合料的缺失和老化造成沥青含量的损失等原因，施工方经过多次试验，确定新料添加比例为14%，并根据路段状况添加新改性沥青。

然后，就地复拌机将添加的新料和旧料进行系统加热、拌和，并将拌和好的沥青混合料直接输送至后面的摊铺机。

最后，采用摊铺机和压路机对沥青混合料进行摊铺和压实。摊铺至路面上的混合料温度不低于130℃，再由振动压路机碾压成型。再生后的道路表面温度降低至50℃以下即可开放交通。

摊铺后的沥青混凝土材料温度达138℃

性能指标 据试验段相关检测数据显示，该就地热再生沥青路面的各项性能指标均满足规范要求，尤其是上面层较为关键的渗水系数和动稳定度2项指标表现优良。该工程试件空隙率为 4%，马歇尔稳定度达13.34 kN，流值仅3.36 mm，说明该就地热再生沥青路面抗渗水和抗抗车辙能力较强。从施工后所取芯样来看，材料分布均匀，结构致密，达到了预期效果。

设备优势 徐工热风微波复合加热就地热再生机组在二广高速公路(G55)乌兰察布段的成功应用，不仅很好地解决了因内蒙古地区温度低、温差大、风速快、风量大等原因造成的材料温度散热快的施工难题，而且还为内蒙古及高纬度、高海拔地区开展就地热再生技术应用起到了示范作用。

在该项目的施工过程中，徐工热风微波复合加热就地热再生机组展现了经济、环保、高效的设备特性，主要优势如下：

1)复合加热。采用“热风+微波”复合加热形式对路面进行加热，速度快、效率高，较好地解决了材料温度问题，有效提升了再生材料的和易性。

热风加热形式采用小分区、多单元、变功率、独立与协同控制的热风循环加热技术，各单元可独立控制与调节，实现了加热温度的精准控制，确保了铣刨底层温度不低于90℃，铣刨料温度不低于130℃。加热墙采用优化设计的出风孔，还加装了可实时监测出风温度的传感器，不仅可使出风口的温度保持一致，而且还可自动感知路面温度，以便有效地控制加热墙的出风和回风温度。加热过程中加热输出变功率大小依据路面温度自动调节，保障了加热过程节能、环保、高效。

微波加热具有选择性和较强的穿透能力。由于石料具有较好的吸波特性，而沥青几乎不吸收微波，因此采用微波加热方式可使热量更快速地穿透沥青直接加热骨料，再通过骨料将热量传递至沥青，使沥青混合料受热更均匀，不会造成“外焦里不熟”的夹生现象，无明火、无烟气和有害气体产生。同时，微波加热能够快速有效的蒸发混合料中的水分，还能使老化断裂了的沥青分子机械性能快速恢复80%以上，路用性能得到明显提高。此外，微波加热机可提高整体料堆温度15～20℃。

复拌机还通过其分集料加热墙、二次提温通道和拌缸加热墙，使材料在收集、输送、拌和过程中，多级提温，以确保再生混合料的施工温度。

2)绿色施工。 “热风循环加热技术” “微波RAP料整体提温技术”和“复拌多点补温与多级烟气治理”等环保技术的应用，显著提升了该机组绿色施工和能源循环利用的水平。

3)均匀拌和。该机组采用双卧轴变物料移动速度、变物料移动轨迹的连续强制搅拌技术，拌和能力强，拌和效率90～120t/h。

4)精准添加。该机组实现了再生剂和新沥青混合料的精准添加。其中，再生剂喷洒采用脉冲恒压喷洒、无级变宽度和变角度喷洒、喷洒量调频等控制技术，不仅喷洒均匀、精度高，而且还可根据作业速度自动调节喷洒量;新沥青混合料输料速度可调，同时刮板输料速度与设备前进速度联动，从而实现了新料的精准添加。

5)智能管控。该机组配备了智能化、网络化、数字化的施工与管理平台。通过该平台，可实现集群协同、远程监测，作业质量实时、连续检测，预警、过程回溯等功能，操作简单、方便，各单机还配有遥控操作，降低了操作人员的劳动强度。

徐工集萃热风微波复合加热就地热再生这一新的技术工艺与装备在二广高速公路(G55)乌兰察布段的成功应用，不仅提升了道路的施工效率与质量，而且也提升了内蒙古高速公路管养水平、丰富了养护手段、优化了工艺选择，为就地热再生技术在内蒙古地区的应用起到了示范和推动作用。

(通讯员 张江勇 夏永强)

注：本文刊载于《市政技术》2021年第10期，第3、4、5页