泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用

□文/楊 云 劉 志

泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用

□文/楊 云 劉 志

隨著我國(guó)公路建設(shè)水平和規(guī)模的不斷發(fā)展和建設(shè)時(shí)間的增加，很多高等級(jí)公路已陸續(xù)進(jìn)入維修養(yǎng)護(hù)和改造階段，每年路面修繕改造會(huì)產(chǎn)生大量的瀝青廢棄料。泡沫瀝青冷再生技術(shù)能夠充分利用這些資源，實(shí)現(xiàn)舊瀝青混合料的“廢物利用”，減少資源的浪費(fèi)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，該技術(shù)也可以將半剛性路面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴嵝月访娼Y(jié)構(gòu)，可以起到延長(zhǎng)瀝青壽命的效果。

泡沫瀝青；冷再生；循環(huán)利用

泡沫瀝青冷再生技術(shù)是指使用泡沫瀝青代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油瀝青并將原瀝青路面面層進(jìn)行洗刨，將洗刨料作為集料，摻加部分新集料和水泥等活性填料混合、碾壓作為路面的基層或墊層使用，從而實(shí)現(xiàn)舊路面充分利用的一種技術(shù)工藝。該技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相比，充分利用了原路面的洗刨材料，將原老化瀝青的活性進(jìn)行了激活，可以實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，起到了節(jié)約資源，降低工程成本等作用。

泡沫瀝青冷再生技術(shù)在提高道路性能等方面也有一定的作用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者也對(duì)此做了不少相關(guān)研究，張秋芳[1]通過(guò)對(duì)泡沫瀝青冷再生材料以及泡沫瀝青冷再生材料技術(shù)的研究，說(shuō)明了泡沫瀝青冷再生技術(shù)對(duì)增加半剛性路面柔度、提高基層穩(wěn)定度，延長(zhǎng)瀝青壽命等作用。徐金枝[2]等針對(duì)該技術(shù)在高速公路的應(yīng)用及評(píng)價(jià)，說(shuō)明了該技術(shù)在快速開(kāi)放交通和減少路面收縮縫產(chǎn)生方面的優(yōu)點(diǎn)。為探索和研究泡沫瀝青技術(shù)在公路大修中的應(yīng)用，在G205天津段(寧河北辰界—外環(huán)線)國(guó)道改造示范工程中，采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)中的廠拌再生工藝進(jìn)行大修。

1 工程概況

該工程道路等級(jí)一級(jí)，道路全長(zhǎng)為16.325 km，路面寬度24～28 m。道路路面結(jié)構(gòu)為4 cmAC-13SBS改性瀝青混凝土+8 cmAC-25SBS改性瀝青混凝土+18 cm泡沫瀝青再生+18cm二灰碎石+15cm12%石灰土+ 15 cm10%石灰土。

2 施工工藝

泡沫瀝青冷再生技術(shù)的施工方法可以分為廠拌法和就地再生方法兩種，在此采用廠拌法進(jìn)行施工，具體施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廠拌泡沫瀝青冷再生施工工藝

2.1 原路面銑刨及銑刨料的預(yù)處理與堆放

使用德國(guó)維特根W2000型銑刨機(jī)對(duì)原路面進(jìn)行銑刨，銑刨寬度2 m、厚度12 cm。在該過(guò)程中，控制銑刨機(jī)的銑刨速度對(duì)控制材料的集配等方面起到了重要作用。為此，在舊路面全面再生前，根據(jù)銑刨機(jī)功率和不同集配要求，對(duì)不同的銑刨速度進(jìn)行了試驗(yàn)研究，最終將銑刨速度確定在在7～8 m/min區(qū)間。

洗刨后，路槽要平整堅(jiān)實(shí)且預(yù)留一定的橫坡，避免薄夾層的產(chǎn)生。攤鋪再生混合料前，應(yīng)安排人員對(duì)路槽進(jìn)行清掃和檢查，對(duì)強(qiáng)度不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

銑刨料產(chǎn)出后，應(yīng)對(duì)其中超顆粒粒徑含量和材料變異性進(jìn)行檢測(cè)，不滿足要求的采用二次破碎的方法進(jìn)行處理，在運(yùn)輸過(guò)程中一定要注意保持銑刨料的干燥、潔凈以及粒料的級(jí)配變異性。銑刨料按照設(shè)計(jì)要求分兩檔（0～15 mm和15 mm以上的）堆放并嚴(yán)格控制銑刨料的堆放高度，避免二次離析。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及驗(yàn)證

1）原材料。采用AH-70A道路瀝青；水泥采用初凝時(shí)間不小于3 h，終凝時(shí)間在6 h以上的42.5 MPa普通硅酸鹽水泥；銑刨料、石屑要求符合標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1-表4。

表1 瀝青檢測(cè)結(jié)果

表2 瀝青發(fā)泡性能試驗(yàn)結(jié)果

表3 銑刨料檢測(cè)結(jié)果 %

表4 石屑檢測(cè)結(jié)果 %

2）生產(chǎn)配合比調(diào)試。根據(jù)銑刨料、集料及水泥的集配情況，參考目標(biāo)配合比，最終確定的集料配合比設(shè)計(jì)為75%的銑刨料＋25%的石屑(0～5 mm)＋1.5%水泥，泡沫瀝青用量（3.0±0.1）%，發(fā)泡溫度（160±2）℃，發(fā)泡用水量3.0%，見(jiàn)圖2。配合比采用馬歇爾擊實(shí)法成型試驗(yàn)，以馬歇爾穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)泡沫瀝青混合料強(qiáng)度的關(guān)鍵指標(biāo)。

圖2 泡沫瀝青再生混合料集配曲線

3）驗(yàn)證（試驗(yàn)路段）。正式攤鋪泡沫瀝青冷再生混合料前，首先在施工段內(nèi)鋪筑了200 m試驗(yàn)路段。驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)材料的級(jí)配和生產(chǎn)配合比，確認(rèn)按照生產(chǎn)配合比鋪筑后檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求；檢測(cè)攤鋪厚度及速度，計(jì)算再生層的松鋪系數(shù)并檢驗(yàn)各種施工機(jī)械的效率及組合方式的匹配程度能否滿足使用要求。

2.3 泡沫瀝青混合料拌和

在混合料拌和過(guò)程中，要注意經(jīng)常觀察拌和是否均勻，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)條狀或結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象，立即停止生產(chǎn)，進(jìn)行檢查調(diào)試。工作班結(jié)束時(shí)，應(yīng)對(duì)本班的材料使用量和混合料拌和量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并記錄，計(jì)算用量與設(shè)計(jì)容許值之間的差別，是否符合要求進(jìn)行評(píng)定。對(duì)不符合要求的，盡快做出相應(yīng)調(diào)整。泡沫瀝青再生混合料拌和完成時(shí)，盡快運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)等處理。

2.4 泡沫瀝青混合料運(yùn)輸

混合料的運(yùn)輸宜采用較大噸位運(yùn)料車(chē)，使其運(yùn)力稍有富余。在施工過(guò)程中，攤鋪機(jī)前方要有運(yùn)料車(chē)等候。運(yùn)輸過(guò)程中，混合料要采用苫布進(jìn)行覆蓋，防止材料水分的蒸發(fā)或遭雨水侵蝕。

過(guò)去很多農(nóng)村飲水工程硬件不配套，工程建成后一些群眾在水表前加三通或其他方式偷水，還有的工程高位蓄水池沒(méi)有水位控制系統(tǒng)，工程管理人員較多，工程管理難度較大。針對(duì)農(nóng)村飲水工程點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)和水源距離遠(yuǎn)、管線跨度大、供水點(diǎn)情況不同的實(shí)際情況，寧夏大膽引入先進(jìn)的信息科技，加強(qiáng)工程硬件設(shè)施建設(shè)，如聯(lián)戶水表井、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等，逐步破解管理難題。

2.5 泡沫瀝青混合料的攤鋪

混合料的攤鋪采用攤鋪機(jī)自動(dòng)找平的方式進(jìn)行。攤鋪機(jī)在攤鋪工程中應(yīng)保持?jǐn)備佀俣仍?～5 m/min的范圍內(nèi)且不間斷停頓，保證攤鋪的均勻且預(yù)防再生混合料的離析。一旦發(fā)現(xiàn)有裂縫、波浪、拖痕等現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)立即停止作業(yè)，找到原因立即排除并且在攤鋪過(guò)程中要時(shí)刻檢查攤鋪厚度是否合格且均勻；路拱、橫坡是否滿足要求，對(duì)于發(fā)現(xiàn)存在缺陷的部位，應(yīng)盡快進(jìn)行修補(bǔ)，如果問(wèn)題十分嚴(yán)重，則應(yīng)更換混合料整層除去后重新攤鋪。

2.6 泡沫瀝青混合料的碾壓及成型

混合料攤鋪后要及時(shí)壓實(shí)，壓實(shí)時(shí)的工藝流程：雙鋼輪壓路機(jī)靜壓→單鋼輪壓路機(jī)高幅低頻強(qiáng)振壓實(shí)→單鋼輪壓路機(jī)高頻低幅弱振壓實(shí)→視表面干燥情形決定是否灑水→輪胎壓路機(jī)壓實(shí)。

2.7 過(guò)程主要控制指標(biāo)及質(zhì)量驗(yàn)收數(shù)據(jù)

主要控制指標(biāo)包括泡沫瀝青膨脹率、半衰期，集料性質(zhì)及混合料路用性能等指標(biāo)。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均滿足了規(guī)范要求，見(jiàn)表5。

表5 主要控制指標(biāo)實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

2.8 注意事項(xiàng)

1）泡沫瀝青冷再生技術(shù)施工氣溫應(yīng)保持在10℃以上，盡量在夏天施工，但不可在雨天施工。如果施工過(guò)程中下雨，應(yīng)立刻停工，并將已完成的路段用防雨設(shè)置進(jìn)行遮蓋。

2）由于泡沫瀝青混合料中添加了水泥等活性物質(zhì)，所以應(yīng)該在這些活性填料的初凝時(shí)間之內(nèi)完成拌和攤鋪碾壓的過(guò)程。

3）再生材料的潔凈度及粒徑對(duì)再生的整體性和強(qiáng)度的形成都很關(guān)鍵，所以在銑刨料時(shí)嚴(yán)格控制銑刨厚度、速度并注重生產(chǎn)配合比驗(yàn)證的環(huán)節(jié)。

4）壓實(shí)度直接影響再生路面的使用性能是控制泡沫瀝青再生混合料質(zhì)量的重要指標(biāo)，施工時(shí)壓實(shí)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5）混合料攤鋪時(shí)注意含水量的控制。

3 結(jié)論

泡沫瀝青冷再生混合料可以作為瀝青路面的基層或者墊層使用，通過(guò)實(shí)際工程的應(yīng)用，表現(xiàn)出良好的效果和路用性能。泡沫瀝青冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)起來(lái)有以下幾點(diǎn)。

1）采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)，增加了路基的穩(wěn)定性，同時(shí)將剛性基層轉(zhuǎn)化為半柔性基層，減少了反射裂縫的發(fā)生，提高了道路的使用壽命。

2）泡沫瀝青冷再生技術(shù)僅需要對(duì)瀝青進(jìn)行加熱，部分集料采用原路面洗刨料，節(jié)省了能源，做到了就路面的最大化利用。

3）與傳統(tǒng)半剛性基層施工和養(yǎng)護(hù)相比，施工期、養(yǎng)護(hù)期都大幅縮減，這樣對(duì)正常交通所產(chǎn)生的影響就相應(yīng)減少，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

[1]張秋芳.泡沫瀝青冷再生材料在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].交通世界：建養(yǎng)，2016，（10）：136-138.

[2]徐金枝，崔文社，郝培文，等.泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(9)：52-55.

[3]TJGF 41—2009，公路瀝青路面泡沫瀝青冷再生技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JTGF 41—2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[5]JTGD50—2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[6]JTGF 40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[7]JTGE20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[8]JTGF 80/1—2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

□劉 志/天津市雍陽(yáng)公路工程集團(tuán)有限公司。

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C

1008-3197（2016）06-65-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.022

2016-11-28

楊 云/女，1973年出生，高級(jí)工程師，天津市雍陽(yáng)公路工程集團(tuán)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。