泡沫瀝青冷再生技術的應用

□文/楊 云 劉 志

泡沫瀝青冷再生技術的應用

□文/楊 云 劉 志

隨著我國公路建設水平和規模的不斷發展和建設時間的增加，很多高等級公路已陸續進入維修養護和改造階段，每年路面修繕改造會產生大量的瀝青廢棄料。泡沫瀝青冷再生技術能夠充分利用這些資源，實現舊瀝青混合料的“廢物利用”，減少資源的浪費，保護生態環境。同時，該技術也可以將半剛性路面結構轉變為半柔性路面結構，可以起到延長瀝青壽命的效果。

泡沫瀝青；冷再生；循環利用

泡沫瀝青冷再生技術是指使用泡沫瀝青代替傳統的石油瀝青并將原瀝青路面面層進行洗刨，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，從而實現舊路面充分利用的一種技術工藝。該技術與傳統工藝相比，充分利用了原路面的洗刨材料，將原老化瀝青的活性進行了激活，可以實現材料的循環利用，起到了節約資源，降低工程成本等作用。

泡沫瀝青冷再生技術在提高道路性能等方面也有一定的作用。國內外學者也對此做了不少相關研究，張秋芳[1]通過對泡沫瀝青冷再生材料以及泡沫瀝青冷再生材料技術的研究，說明了泡沫瀝青冷再生技術對增加半剛性路面柔度、提高基層穩定度，延長瀝青壽命等作用。徐金枝[2]等針對該技術在高速公路的應用及評價，說明了該技術在快速開放交通和減少路面收縮縫產生方面的優點。為探索和研究泡沫瀝青技術在公路大修中的應用，在G205天津段(寧河北辰界—外環線)國道改造示范工程中，采用泡沫瀝青冷再生技術中的廠拌再生工藝進行大修。

1 工程概況

該工程道路等級一級，道路全長為16.325 km，路面寬度24～28 m。道路路面結構為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，在此采用廠拌法進行施工，具體施工工藝流程見圖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處理與堆放

使用德國維特根W2000型銑刨機對原路面進行銑刨，銑刨寬度2 m、厚度12 cm。在該過程中，控制銑刨機的銑刨速度對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，根據銑刨機功率和不同集配要求，對不同的銑刨速度進行了試驗研究，最終將銑刨速度確定在在7～8 m/min區間。

洗刨后，路槽要平整堅實且預留一定的橫坡，避免薄夾層的產生。攤鋪再生混合料前，應安排人員對路槽進行清掃和檢查，對強度不滿足設計規范要求的，進行補強處理。

銑刨料產出后，應對其中超顆粒粒徑含量和材料變異性進行檢測，不滿足要求的采用二次破碎的方法進行處理，在運輸過程中一定要注意保持銑刨料的干燥、潔凈以及粒料的級配變異性。銑刨料按照設計要求分兩檔（0～15 mm和15 mm以上的）堆放并嚴格控制銑刨料的堆放高度，避免二次離析。

2.2 生產配合比設計及驗證

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

表1 瀝青檢測結果

表2 瀝青發泡性能試驗結果

表3 銑刨料檢測結果 %

表4 石屑檢測結果 %

2）生產配合比調試。根據銑刨料、集料及水泥的集配情況，參考目標配合比，最終確定的集料配合比設計為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）%，發泡溫度（160±2）℃，發泡用水量3.0%，見圖2。配合比采用馬歇爾擊實法成型試驗，以馬歇爾穩定度和劈裂強度作為評價泡沫瀝青混合料強度的關鍵指標。

圖2 泡沫瀝青再生混合料集配曲線

3）驗證（試驗路段）。正式攤鋪泡沫瀝青冷再生混合料前，首先在施工段內鋪筑了200 m試驗路段。驗證現場材料的級配和生產配合比，確認按照生產配合比鋪筑后檢測各項指標均符合標準要求；檢測攤鋪厚度及速度，計算再生層的松鋪系數并檢驗各種施工機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

在混合料拌和過程中，要注意經常觀察拌和是否均勻，一旦發現出現條狀或結團等現象，立即停止生產，進行檢查調試。工作班結束時，應對本班的材料使用量和混合料拌和量進行統計并記錄，計算用量與設計容許值之間的差別，是否符合要求進行評定。對不符合要求的，盡快做出相應調整。泡沫瀝青再生混合料拌和完成時，盡快運輸至現場進行攤鋪、壓實等處理。

2.4 泡沫瀝青混合料運輸

混合料的運輸宜采用較大噸位運料車，使其運力稍有富余。在施工過程中，攤鋪機前方要有運料車等候。運輸過程中，混合料要采用苫布進行覆蓋，防止材料水分的蒸發或遭雨水侵蝕。

過去很多農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有水位控制系統，工程管理人員較多，工程管理難度較大。針對農村飲水工程點多、面廣、線長和水源距離遠、管線跨度大、供水點情況不同的實際情況，寧夏大膽引入先進的信息科技，加強工程硬件設施建設，如聯戶水表井、自動化控制系統等，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自動找平的方式進行。攤鋪機在攤鋪工程中應保持攤鋪速度在2～5 m/min的范圍內且不間斷停頓，保證攤鋪的均勻且預防再生混合料的離析。一旦發現有裂縫、波浪、拖痕等現象發生，應立即停止作業，找到原因立即排除并且在攤鋪過程中要時刻檢查攤鋪厚度是否合格且均勻；路拱、橫坡是否滿足要求，對于發現存在缺陷的部位，應盡快進行修補，如果問題十分嚴重，則應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壓實，壓實時的工藝流程：雙鋼輪壓路機靜壓→單鋼輪壓路機高幅低頻強振壓實→單鋼輪壓路機高頻低幅弱振壓實→視表面干燥情形決定是否灑水→輪胎壓路機壓實。

2.7 過程主要控制指標及質量驗收數據

主要控制指標包括泡沫瀝青膨脹率、半衰期，集料性質及混合料路用性能等指標。經過檢測，各項標準均滿足了規范要求，見表5。

表5 主要控制指標實測值與標準對比

2.8 注意事項

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

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

3）再生材料的潔凈度及粒徑對再生的整體性和強度的形成都很關鍵，所以在銑刨料時嚴格控制銑刨厚度、速度并注重生產配合比驗證的環節。

4）壓實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量的重要指標，施工時壓實度必須達到設計要求。

5）混合料攤鋪時注意含水量的控制。

3 結論

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，通過實際工程的應用，表現出良好的效果和路用性能。泡沫瀝青冷再生技術的優點總結起來有以下幾點。

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

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

3）與傳統半剛性基層施工和養護相比，施工期、養護期都大幅縮減，這樣對正常交通所產生的影響就相應減少，提高了經濟效益。

[1]張秋芳.泡沫瀝青冷再生材料在實際工程中的應用[J].交通世界：建養，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在高速公路中的應用[J].武漢理工大學學報，2006，28(9)：52-55.

[3]TJGF 41—2009，公路瀝青路面泡沫瀝青冷再生技術規范[S].

[4]JTGF 41—2008，公路瀝青路面再生技術規范[S].

[5]JTGD50—2006，公路瀝青路面設計規范[S].

[6]JTGF 40—2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[7]JTGE20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[8]JTGF 80/1—2004，公路工程質量檢驗評定標準[S].

□劉 志/天津市雍陽公路工程集團有限公司。

U414

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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，高級工程師，天津市雍陽公路工程集團有限公司，從事工程技術管理工作。