泡沫瀝青冷再生施工技術在某高速公路改擴建中的應用

郭俊娥

陜西鐵路工程職業技術學院（714000）

泡沫瀝青冷再生施工技術在某高速公路改擴建中的應用

郭俊娥

陜西鐵路工程職業技術學院（714000）

泡沫瀝青冷再生技術是將銑刨的廢料進行回收,經過冷再生處理后用于路面建設，通過介紹該技術在某高速公路改擴建的應用，建議在以后高速公路改擴建施工中推廣使用該技術。

泡沫瀝青；冷再生技術；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,使其發生膨脹，形成大量的瀝青泡沫，并在很短的時間內讓瀝青泡沫破裂。當泡沫瀝青與集料接觸時，瀝青泡沫化為數以萬計的“小顆粒”，散布于細集料的表面，形成黏有大量瀝青的細料填縫料。經過拌和壓實,這些細料能填充粗料之間的空隙，并形成類似砂漿的作用，使混合料達到穩定[4]。

1 工程概況

某高速公路改擴建項目線路全長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結構，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結構，厚度為6 cm,下面層混合料為SMA-13結構，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,這樣增加了瀝青穩定層的厚度，增強了結構層的強度、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計

控制發泡量是泡沫瀝青冷再生技術的一個難點,量多或者量少都會影響路面強度。溫度、水量、氣壓是決定發泡量的重要因素，經過研究，水溫160℃、水量2%、氣壓5.0 MPa為最佳發泡條件，瀝青用量則控制在2.1%為宜。

2.1 目標合成級配設計

取具有代表性銑刨的舊料RAP樣品,進行室內篩分試驗，分析調整其級配組成，若銑刨舊料級配組成不能滿足該級配范圍的要求,則加入部分新料，將級配調入該級配范圍，最終確定設計合成級配。

2.2 瀝青發泡特性試驗

對選用的瀝青，在不同溫度、不同用水量條件下進行發泡試驗，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，并由這兩個指標確定瀝青發泡的最佳溫度為160℃，最佳用水量為2%。

2.3 配合比設計

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

表1 通過以下篩孔質量百分率（%）

3 泡沫瀝青的施工要點

3.1 泡沫瀝青再生結構層的施工

3.1.1 總體施工方案

采用維特根KMA200廠拌設備進行泡沫瀝青再生混合料的集中拌和,并由自卸車運至現場,2臺ABG525攤鋪機半幅全寬鋪筑。

3.1.2 施工前的準備工作

1）封閉交通。2）準備原道路: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:對舊路面進行既定深度的銑刨，銑刨速度控制在6～7 m/min。4）下承層準備:①路面銑刨后，清除所有夾層，清掃所有松動材料；②對原路面進行彎沉測試，根據控制指標要求，對破損基層進行處理，保證處理位置的壓實。5）測量準備:復核水準點高程，檢查下承層標高，用粉筆標出導向線，在攤鋪段外測沿邊線定邊樁，每隔10 m測定一點控制高程和橫坡度，計算和標定鋼絲懸掛高度。

3.2 再生混合料的拌和

3.2.1 熱瀝青供應

1）選擇保溫性能好的瀝青儲存罐或瀝青罐車。2）瀝青裝車溫度160～170℃,現場瀝青溫度不得低于150℃。3）避免長時間瀝青保持180℃以上。

3.2.2 水的供應

1）必須有穩定連續的干凈水供應6噸/小時。2）利用水車的水泵往KMA200補水。

3.2.3 水泥供應

1）根據日水泥消耗量，及時補充水泥。2）水泥可以在工作中連續添加，但必須保證罐內剩余水泥數量不低于1/3。

3.2.4 KMA廠拌

利用維特根KMA200進行再生混合料的拌和。裝入KMA200的各組成材料通過設備的微機控制系統自動調整比例以符合設計級配。RAP中的超粒徑顆粒由一定尺寸的過濾篩孔進行去除，以保證混合料的級配和性能。瀝青罐車和水車與KMA200相接，提供混合料所需的泡沫瀝青。進行瀝青發泡之前，應檢查罐車中的瀝青溫度是否符合要求，若低于發泡溫度則不予使用。通過KMA200上的試驗噴嘴可檢驗現場瀝青發泡效果。

3.3 運輸要求

1）泡沫瀝青混合料采用干凈、有金屬底板的自卸汽車運輸，車槽內以及車輛底部及兩側均應清掃干凈。2）車輛的運輸能力應大于拌和能力和攤鋪能力,使攤鋪機連續均勻不間斷地進行鋪筑。3）運料車應分兩次進行卸料，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的不斷前進和進行混合料攤鋪,配合攤鋪機逐漸起升料斗進行卸料。4）運輸過程中，運料車輛均有蓬布覆蓋并扣牢。

3.4 攤鋪要求

1）普通攤鋪機即可攤鋪泡沫瀝青再生混合料，且熨平板不必預熱。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的高程控制方式。3）攤鋪速度應根據拌和機產量、運力配置情況、攤鋪寬度和厚度等條件，做到勻速、連續不間斷地攤鋪。4）泡沫瀝青混合料的攤鋪應保持連續、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℃，也應停止攤鋪。

3.5 碾壓

在壓實過程中應根據表面是否出現過振現象而調整壓實遍數；振動壓實結束，膠輪壓實過程中根據表面含水量決定是否補充水分;碾壓應從低側到高側，從外側到內側進行，壓路機起步和剎車動作要緩，初壓速度宜為1.5～3 km/h，復壓和終壓速度宜為2～4 km/h。

3.6 養生

碾壓完成并經壓實度檢測合格后即開始自然養生，養生時間不宜少于7 d,如出現再生層含水率低于2%或再生層可取出完整的芯樣也可以提前結束養生,之后進行上覆瀝青層的鋪筑。鋪筑上層時應噴灑粘層油。

4 優勢

與傳統施工技術相比，具有以下優點:1）泡沫瀝青具有混合料存儲時間長、抗剪切強度高、粒料對水的敏感度小等優勢。同時，泡沫瀝青冷再生技術還可有效解決路面裂縫，傳統公路養護造價高、浪費資源、污染環境等缺陷。2）新技術還可以提高施工進度。泡沫瀝青采取自然養生，在暑期兩天內就可完成，而傳統的灑水養生，時間長達7天。3）在節約能源方面，泡沫瀝青的優勢非常明顯，在傳統設計中，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，充分利用廢料，節約碎石，鋪筑在硬路肩取代了中、下面層，只需瀝青用量2.1%，相當于節省了一半用量。

5 結語

作為一項新技術,泡沫瀝青冷再生已經在全國范圍內開始試驗、應用，但在大規模高速公路養護施工中，尚無采用該項技術應用于改擴建項目的先例。該高速公路改擴建工程在全國首次采用了該項設計和施工，并在應用部位、應用層次指標控制和應用價值上的研究,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規范[S].

[2]DB 33/T 715-2008,公路泡沫瀝青冷再生路面設計與施工技術規程[S].

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

[4]石世賽,等.泡沫瀝青及泡沫瀝青就地冷再生技術[J].養護機械與施工技術,2010,6.