泡沫瀝青就地冷再生基層在磨思二級公路的應(yīng)用

馮云

【摘 要】通過介紹磨思二級公路泡沫瀝青就地冷再生基層的施工，分析了公路泡沫瀝青就地冷再生基層施工技術(shù)要點和需要注意的問題。

【關(guān)鍵詞】公路；泡沫瀝青；冷再生；基層；應(yīng)用

泡沫瀝青就地冷再生是指采用專用機械設(shè)備對瀝青路面進行現(xiàn)場冷銑刨，破碎，摻加一定比例的再生結(jié)合料、活性填料、新集料（必要時）經(jīng)常溫拌和、攤鋪、壓實形成新路面結(jié)構(gòu)層的技術(shù)。瀝青路面就地冷再生技術(shù)具有如下顯著優(yōu)點而在近幾年得到推廣和應(yīng)用：可用于處治多種路面病害類型； 在不改變路面縱橫線形的前提下改善路面的結(jié)構(gòu)承載力；與傳統(tǒng)的路面維修技術(shù)相比，冷再生技術(shù)可減少路面施工過程中對能源、集料、瀝青等的需求，從而可以降低工程成本；可以減少環(huán)境污染，節(jié)約自然資源，解決廢物堆置問題等，利于環(huán)保；施工工期相對較短，減少對交通的影響，降低工程造價。磨思二級公路由于行車量大，交通環(huán)境復(fù)雜，路面大修時必須維持通車，施工難度大，通過研究對比，采用泡沫瀝青就地冷再生技術(shù)能相對降低施工難度，有利于維持通車，保證施工質(zhì)量。

一、項目概況

（一）歷史背景

國道213線磨思二級公路段于1997年12月17日正式建成通車，是昆曼大通道中的一段，原路面為3cm瀝青混凝土+4cm瀝青碎石+30cm水泥穩(wěn)定碎石基層。磨思二級公路起于寧洱縣黃莊村（元磨高速公路止點），途經(jīng)磨黑鎮(zhèn)、寧洱縣城、同心鄉(xiāng)、止于普洱市，全長70.7公里，是寧洱縣和普洱市經(jīng)濟和社會發(fā)展不可缺少的一條經(jīng)濟干線。項目施工時磨思二級公路已通車近13年，公路嚴重超期服役，造成部份路段嚴重變形、龜裂、縱向裂縫、橫向裂縫、塊狀裂縫分布較多，坑槽、沉陷、車轍很多，路面損壞嚴重，必須通過大、中修來恢復(fù)其使用功能。

（二）項目地理位置

本次大修路段位于普洱市寧洱縣，自然區(qū)劃屬V5區(qū)。寧洱縣（原普洱縣）位于云南省南部，普洱市中部，地處無量山南部邊緣，地理位置位于東經(jīng)100°43′至101°37′，北緯22°41′至23°36′。東部及東北部以把邊江與墨江縣分界，西南部以小黑江與景谷縣為鄰，南部與思茅區(qū)接壤，東南部與江城縣相連，北部接鎮(zhèn)沅縣。東西寬91公里，南北長101公里。

（三）技術(shù)標準

1.公路等級：二級公路。

2.路面設(shè)計荷載：BZZ-100。

3.交通量及組成：經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和查閱歷年交通量調(diào)查資料確定軸載換算的車型和交通量為：北京BJ130為1762輛/晝夜；東風(fēng)EQ140為988輛/晝夜；紅巖CQ261為378輛/晝夜；東風(fēng)CS938為338輛/晝夜；三湘CK6560為2466輛/晝夜；黃海DD690為189輛/晝夜。年增長率為8%。經(jīng)計算得路面營運第一年（2010年）雙向日平均當量軸次為1898次，設(shè)計年限內(nèi)（12年）的累計當量軸次為854.54萬次 ，設(shè)計彎沉值Ld=43.4（1/100mm）。

4.路基寬：8.5米。

5.路拱橫坡：2%。

6.設(shè)計路面結(jié)構(gòu)：采用《公路路面設(shè)計程序系統(tǒng)》（HPDS2006）驗算，把泡沫瀝青冷再生層作為設(shè)計層位，驗算結(jié)構(gòu)層厚度為15～17cm，為方便施工、保證質(zhì)量，統(tǒng)一取用18cm厚泡沫瀝青冷再生基層+1cm瀝青碎石同步封層+4cm細料式瀝青混凝土面層。

二、配合比設(shè)計

（一）取料：采用施工設(shè)備在施工現(xiàn)場老路面取料（RAP），取料時必須取至設(shè)計再生深度（18cm），以保證試驗的可靠性。

（二）瀝青發(fā)泡特性試驗：本次設(shè)計采用茂名90#B級瀝青，其三大指標見下表：

由表2和圖1可以看出，瀝青發(fā)泡特性一般，滿足泡沫瀝青的最低發(fā)泡標準，即膨脹率>10倍，半衰期>8S；本次檢測確定了瀝青發(fā)泡條件：溫度在160℃時，最佳發(fā)泡用水量2.5%。

（三）混合料的級配設(shè)計

泡沫瀝青冷再生混合料用集料采用磨思二級公路瀝青路面銑刨料（RAP），其顆粒級配見

表3及圖2：

由表3和圖2可以看出，磨思二級公路的瀝青路面銑刨料（RAP）已經(jīng)滿足規(guī)范要求的泡沫瀝青混合料中粒式級配范圍，不需要再添加新集料。因此，確定合成集料配比為100%RAP料。

（四）活性填料

根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）的規(guī)定，本工程參考其它工程施工經(jīng)驗，決定采用云南元江棟梁水泥有限責任公司生產(chǎn)的礦渣硅酸鹽水泥P.S.A32.5為活性填料，摻量1.3%。

（五）確定最佳含水率和最大干密度

由圖可以看出，最佳含水率為6.2%；最大干密度為2.093g/cm3。

（六）確定泡沫瀝青用量

通過不同泡沫瀝青用量的冷再生混合料劈裂強度試驗，確定最佳泡沫瀝青用量，試驗結(jié)果見表4：

綜合技術(shù)和經(jīng)濟考慮，泡沫瀝青用量確定為2.5%。

（七）試驗結(jié)論

綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟方面的因素，最終確定配合比方案見表5：

三、施工準備工作

（一）施工組織機構(gòu)

施工單位成立項目經(jīng)理部，配備項目經(jīng)理、項目總工、質(zhì)檢負責人、試驗負責人、合同負責人、安全保通負責人、后勤負責人，管理人員根據(jù)需要配備，機械操作人員12～14人，民工約30人。

（二）施工機械設(shè)備

工程應(yīng)準備WR 2500 S或WR 2000冷再生機組一臺；22～26t振動鋼輪壓路機1臺；22～26t輪胎壓路機1臺；可裝載10t以上水車2輛；PQ230C平地機1輛；可裝載15t以上熱瀝青罐車2輛；后勤小貨車2輛；工作用車（越野車或皮卡車）2輛。工作前應(yīng)對各種機械進行調(diào)試，確保各種機械處于性能良好狀態(tài)。

（三）施工材料

根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果計算出水泥、瀝青用量，準備足夠的瀝青和水泥，防止斷料、等料等窩工現(xiàn)象的發(fā)生。

四、施工管理

（一）原路面病害處治

根據(jù)磨思二級公路的現(xiàn)狀，原路面病害處治的目的主要有四點，一是用級配碎石填平原路面坑塘并壓實，鏟除原路面擁包，從而達到老路面基本平整的目的，經(jīng)冷再生機組施工后，新路面有較好的平整度；二是排除老路結(jié)構(gòu)層積水，磨思二級公路行車量大，車輛剎車水經(jīng)舊路面裂縫滲入路面結(jié)構(gòu)中，影響再生后的路面材料（RAP）含水率，導(dǎo)致彈簧、無法壓實的情況，施工前7d在原路緣石每隔一定距離切割開口，把舊路結(jié)構(gòu)層中的水排除，從而均衡再生后的路面材料（RAP）含水率，便于壓實；三是處治舊路面彎沉特異點，保證路面再生后基層的下承層有足夠強度。四是根據(jù)磨思二級公路行車量大，剎車水多的現(xiàn)狀，每30m設(shè)一道橫向盲溝，排除路基結(jié)構(gòu)層中的水，防止水損害路面結(jié)構(gòu)層。

（二）就地冷再生基層施工

根據(jù)磨思二級公路的交通量和路面寬度，確定每個作業(yè)段長度150～200m。相鄰兩幅搭接寬度不少于10cm。采用冷再生機組，對原路面進行銑刨、破碎并加入水泥、水、泡沫瀝青進行拌和，經(jīng)整型、碾壓、整平等工序，一次性實現(xiàn)老路面再生成型。攤鋪出的混合料如出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂痕，應(yīng)用人工及時消除，施工工藝流程見圖4。

施工中要隨時檢查再生路面松鋪厚度，確保就地冷再生層基層厚度滿足設(shè)計要求。隨時檢查瀝青溫度不得低于160℃。施工現(xiàn)場要安排經(jīng)驗豐富的試驗人員，及時調(diào)整混合料（RAP）含水率，壓實過程中如發(fā)現(xiàn)彈簧、松散、起皮現(xiàn)象時，如及時翻開重新拌和，必要時可加少量水泥，使混合料（RAP）含水率滿足要求，能及時壓實。初壓時含水率應(yīng)大于最佳含水率1～2%，且在混合料表面濕潤時開始碾壓，如表面干燥，可適量灑水，初壓采用鋼輪壓路機，復(fù)壓采用輪胎壓路機，輪胎壓路機獨有的搓揉作用能增加基層密實度。施工時應(yīng)采用流水作業(yè)，盡量減少再生到壓實之間的延遲時間。

施工現(xiàn)場應(yīng)安排專人負責記錄每天施工面積和水泥、瀝青、水的消耗量，將理論用量和實際用量作對比，根據(jù)對比結(jié)果作出相應(yīng)調(diào)整，使理論值盡量接近實際使用值，節(jié)約工程成本。

（三）施工試驗檢測

（四）施工過程質(zhì)量檢查項目

施工過程中要進行平整度、縱斷面高程、再生層厚度、寬度、橫坡控制，對外觀質(zhì)量跟蹤檢查。其中重點控制的項目是再生層厚度和外觀質(zhì)量，再生層厚度要求碾壓前和碾壓后均要檢測，每個作業(yè)段每5m一個檢測點，嚴格控制施工質(zhì)量和施工成本；外觀質(zhì)量要求表面平整密實，無浮石、無彈簧，無明顯的壓路機輪跡，不符合要求及時進行修正。

（五）養(yǎng)生

根據(jù)實際情況，施工單位封閉養(yǎng)生時間為24h，24h后開放交通，同時限制行車速度和急剎車，設(shè)提示牌限制剎車淋水。養(yǎng)生時間至少7d，但可以取出完整芯樣或基層含水率低于2%時可提前結(jié)束養(yǎng)生。

五、檢查驗收

泡沫瀝青就地冷再生基層施工完成后，以1公里為一個評定路段，進行施工質(zhì)量檢查驗收。檢查的項目有平整度、縱斷面高程、厚度、寬度、橫坡度、外觀質(zhì)量和壓實度。相對于水泥穩(wěn)定碎石基層而言，泡沫瀝青就地冷再生基層水泥劑量較小，抗剎車淋水剝蝕能力相對較弱，冷再生基層施工質(zhì)量檢查驗收合格后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層，防止冷再生基層急劇磨損形成基層車轍，埋下施工質(zhì)量隱患。