泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)在某高速公路改擴(kuò)建中的應(yīng)用

郭俊娥

陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院（714000）

泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)在某高速公路改擴(kuò)建中的應(yīng)用

郭俊娥

陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院（714000）

泡沫瀝青冷再生技術(shù)是將銑刨的廢料進(jìn)行回收,經(jīng)過冷再生處理后用于路面建設(shè)，通過介紹該技術(shù)在某高速公路改擴(kuò)建的應(yīng)用，建議在以后高速公路改擴(kuò)建施工中推廣使用該技術(shù)。

泡沫瀝青；冷再生技術(shù)；施工；高速公路

泡沫瀝青冷再生是將一定的常溫水注入熱瀝青,使其發(fā)生膨脹，形成大量的瀝青泡沫，并在很短的時(shí)間內(nèi)讓瀝青泡沫破裂。當(dāng)泡沫瀝青與集料接觸時(shí)，瀝青泡沫化為數(shù)以萬計(jì)的“小顆粒”，散布于細(xì)集料的表面，形成黏有大量瀝青的細(xì)料填縫料。經(jīng)過拌和壓實(shí),這些細(xì)料能填充粗料之間的空隙，并形成類似砂漿的作用，使混合料達(dá)到穩(wěn)定[4]。

1 工程概況

某高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目線路全長130 km,雙向八車道。面層部分采用瀝青混合料，分三層施工，下面層采用A-70#道路石油瀝青，ATB-30結(jié)構(gòu)，厚度為12 cm；中上面層采用SBS改性瀝青，采用A-90#道路石油瀝青，中面層混合料為AC-20結(jié)構(gòu)，厚度為6 cm,下面層混合料為SMA-13結(jié)構(gòu)，厚度為4 cm。

該高速公路互通匝道使用15 cm泡沫瀝青混合料代替12 cm厚ATB-30下面層,這樣增加了瀝青穩(wěn)定層的厚度，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、抗疲勞和抗水損害的能力，而且還可以有效地抑制二灰碎石基層材料干縮和溫縮變形引起的反射裂縫問題。

2 泡沫瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

控制發(fā)泡量是泡沫瀝青冷再生技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn),量多或者量少都會(huì)影響路面強(qiáng)度。溫度、水量、氣壓是決定發(fā)泡量的重要因素，經(jīng)過研究，水溫160℃、水量2%、氣壓5.0 MPa為最佳發(fā)泡條件，瀝青用量則控制在2.1%為宜。

2.1 目標(biāo)合成級(jí)配設(shè)計(jì)

取具有代表性銑刨的舊料RAP樣品,進(jìn)行室內(nèi)篩分試驗(yàn)，分析調(diào)整其級(jí)配組成，若銑刨舊料級(jí)配組成不能滿足該級(jí)配范圍的要求,則加入部分新料，將級(jí)配調(diào)入該級(jí)配范圍，最終確定設(shè)計(jì)合成級(jí)配。

2.2 瀝青發(fā)泡特性試驗(yàn)

對(duì)選用的瀝青，在不同溫度、不同用水量條件下進(jìn)行發(fā)泡試驗(yàn)，測定泡沫瀝青的膨脹率和半衰期,要求膨脹率不小于10，半衰期不小于8 s，并由這兩個(gè)指標(biāo)確定瀝青發(fā)泡的最佳溫度為160℃，最佳用水量為2%。

2.3 配合比設(shè)計(jì)

1）通過銑刨廢料及現(xiàn)場進(jìn)購的石屑級(jí)配情況，經(jīng)摻配確定出2～3條泡沫瀝青再生料級(jí)配，并確定各種材料比例，見表1。2）通過重型擊實(shí)試驗(yàn),確定合成級(jí)配的最佳含水量為5.8%，最大干密度為2.42 g/cm2。

表1 通過以下篩孔質(zhì)量百分率（%）

3 泡沫瀝青的施工要點(diǎn)

3.1 泡沫瀝青再生結(jié)構(gòu)層的施工

3.1.1 總體施工方案

采用維特根KMA200廠拌設(shè)備進(jìn)行泡沫瀝青再生混合料的集中拌和,并由自卸車運(yùn)至現(xiàn)場,2臺(tái)ABG525攤鋪機(jī)半幅全寬鋪筑。

3.1.2 施工前的準(zhǔn)備工作

1）封閉交通。2）準(zhǔn)備原道路:①清除下承層表面（包括不需要再生的相鄰行車道和路肩）的石塊、垃圾、雜草等雜物；②清除積水。3）舊路面銑刨與銑刨料的堆放:對(duì)舊路面進(jìn)行既定深度的銑刨，銑刨速度控制在6～7 m/min。4）下承層準(zhǔn)備:①路面銑刨后，清除所有夾層，清掃所有松動(dòng)材料；②對(duì)原路面進(jìn)行彎沉測試，根據(jù)控制指標(biāo)要求，對(duì)破損基層進(jìn)行處理，保證處理位置的壓實(shí)。5）測量準(zhǔn)備:復(fù)核水準(zhǔn)點(diǎn)高程，檢查下承層標(biāo)高，用粉筆標(biāo)出導(dǎo)向線，在攤鋪段外測沿邊線定邊樁，每隔10 m測定一點(diǎn)控制高程和橫坡度，計(jì)算和標(biāo)定鋼絲懸掛高度。

3.2 再生混合料的拌和

3.2.1 熱瀝青供應(yīng)

1）選擇保溫性能好的瀝青儲(chǔ)存罐或?yàn)r青罐車。2）瀝青裝車溫度160～170℃,現(xiàn)場瀝青溫度不得低于150℃。3）避免長時(shí)間瀝青保持180℃以上。

3.2.2 水的供應(yīng)

1）必須有穩(wěn)定連續(xù)的干凈水供應(yīng)6噸/小時(shí)。2）利用水車的水泵往KMA200補(bǔ)水。

3.2.3 水泥供應(yīng)

1）根據(jù)日水泥消耗量，及時(shí)補(bǔ)充水泥。2）水泥可以在工作中連續(xù)添加，但必須保證罐內(nèi)剩余水泥數(shù)量不低于1/3。

3.2.4 KMA廠拌

利用維特根KMA200進(jìn)行再生混合料的拌和。裝入KMA200的各組成材料通過設(shè)備的微機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整比例以符合設(shè)計(jì)級(jí)配。RAP中的超粒徑顆粒由一定尺寸的過濾篩孔進(jìn)行去除，以保證混合料的級(jí)配和性能。瀝青罐車和水車與KMA200相接，提供混合料所需的泡沫瀝青。進(jìn)行瀝青發(fā)泡之前，應(yīng)檢查罐車中的瀝青溫度是否符合要求，若低于發(fā)泡溫度則不予使用。通過KMA200上的試驗(yàn)噴嘴可檢驗(yàn)現(xiàn)場瀝青發(fā)泡效果。

3.3 運(yùn)輸要求

1）泡沫瀝青混合料采用干凈、有金屬底板的自卸汽車運(yùn)輸，車槽內(nèi)以及車輛底部及兩側(cè)均應(yīng)清掃干凈。2）車輛的運(yùn)輸能力應(yīng)大于拌和能力和攤鋪能力,使攤鋪機(jī)連續(xù)均勻不間斷地進(jìn)行鋪筑。3）運(yùn)料車應(yīng)分兩次進(jìn)行卸料，第一次卸料斗起升高度為其總起升高度的一半,第二次將隨著攤鋪機(jī)的不斷前進(jìn)和進(jìn)行混合料攤鋪,配合攤鋪機(jī)逐漸起升料斗進(jìn)行卸料。4）運(yùn)輸過程中，運(yùn)料車輛均有蓬布覆蓋并扣牢。

3.4 攤鋪要求

1）普通攤鋪機(jī)即可攤鋪泡沫瀝青再生混合料，且熨平板不必預(yù)熱。2）為了保證路面的厚度和提高基層的平整度，瀝青混合料再生基層采用鋼絲引導(dǎo)的高程控制方式。3）攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)產(chǎn)量、運(yùn)力配置情況、攤鋪寬度和厚度等條件，做到勻速、連續(xù)不間斷地?cái)備仭?）泡沫瀝青混合料的攤鋪應(yīng)保持連續(xù)、均勻、不間斷的攤鋪，并使混合料在布料槽中的高度，保持在中軸以上。5）雨天不能攤鋪，若氣溫低于10℃，也應(yīng)停止攤鋪。

3.5 碾壓

在壓實(shí)過程中應(yīng)根據(jù)表面是否出現(xiàn)過振現(xiàn)象而調(diào)整壓實(shí)遍數(shù)；振動(dòng)壓實(shí)結(jié)束，膠輪壓實(shí)過程中根據(jù)表面含水量決定是否補(bǔ)充水分;碾壓應(yīng)從低側(cè)到高側(cè)，從外側(cè)到內(nèi)側(cè)進(jìn)行，壓路機(jī)起步和剎車動(dòng)作要緩，初壓速度宜為1.5～3 km/h，復(fù)壓和終壓速度宜為2～4 km/h。

3.6 養(yǎng)生

碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢測合格后即開始自然養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不宜少于7 d,如出現(xiàn)再生層含水率低于2%或再生層可取出完整的芯樣也可以提前結(jié)束養(yǎng)生,之后進(jìn)行上覆瀝青層的鋪筑。鋪筑上層時(shí)應(yīng)噴灑粘層油。

4 優(yōu)勢

與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):1）泡沫瀝青具有混合料存儲(chǔ)時(shí)間長、抗剪切強(qiáng)度高、粒料對(duì)水的敏感度小等優(yōu)勢。同時(shí)，泡沫瀝青冷再生技術(shù)還可有效解決路面裂縫，傳統(tǒng)公路養(yǎng)護(hù)造價(jià)高、浪費(fèi)資源、污染環(huán)境等缺陷。2）新技術(shù)還可以提高施工進(jìn)度。泡沫瀝青采取自然養(yǎng)生，在暑期兩天內(nèi)就可完成，而傳統(tǒng)的灑水養(yǎng)生，時(shí)間長達(dá)7天。3）在節(jié)約能源方面，泡沫瀝青的優(yōu)勢非常明顯，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，下面層瀝青用量是3.5%，中面層瀝青用量4.4%，而采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)，充分利用廢料，節(jié)約碎石，鋪筑在硬路肩取代了中、下面層，只需瀝青用量2.1%，相當(dāng)于節(jié)省了一半用量。

5 結(jié)語

作為一項(xiàng)新技術(shù),泡沫瀝青冷再生已經(jīng)在全國范圍內(nèi)開始試驗(yàn)、應(yīng)用，但在大規(guī)模高速公路養(yǎng)護(hù)施工中，尚無采用該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于改擴(kuò)建項(xiàng)目的先例。該高速公路改擴(kuò)建工程在全國首次采用了該項(xiàng)設(shè)計(jì)和施工，并在應(yīng)用部位、應(yīng)用層次指標(biāo)控制和應(yīng)用價(jià)值上的研究,有著更大的難度和更廣的空間。

[1]JTG F41-2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[2]DB 33/T 715-2008,公路泡沫瀝青冷再生路面設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)程[S].

[3]（JTJ 052－2000）T0716－1993,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[4]石世賽,等.泡沫瀝青及泡沫瀝青就地冷再生技術(shù)[J].養(yǎng)護(hù)機(jī)械與施工技術(shù),2010,6.