泡沫瀝青技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場冷再生中的應(yīng)用

昝 曉 雷

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西 太原 033000)

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泡沫瀝青技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場冷再生中的應(yīng)用

昝 曉 雷

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西 太原 033000)

介紹了泡沫瀝青的基本概念，分析了泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生混合料的配合比設(shè)計方案，并從施工準(zhǔn)備、再生施工、路面初壓、整平、養(yǎng)生等方面，探討了泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生施工要點，有利于提高路面修復(fù)的質(zhì)量。

泡沫瀝青，現(xiàn)場冷再生，路面，施工工藝

我國公路四通八達(dá)，數(shù)量眾多，基本上都是由瀝青面層和半剛性基層結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)公路的某些路段出現(xiàn)問題和故障時，假如公路的整體情況處于一個良好的狀態(tài)，就只需要對故障路段進(jìn)行維修；如果公路的整體狀況不良時，則需要考慮對全部受損嚴(yán)重路段進(jìn)行銑刨，然后將用于修補的材料鋪設(shè)于上。這種情況的出現(xiàn)需要耗費很多的修補材料，并且修補過程中還會產(chǎn)生大量的瀝青層廢料，這些廢料不易被自然消化，會對環(huán)境造成不良影響。然而，泡沫瀝青技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場冷再生中的應(yīng)用卻很好地提高了公路修復(fù)的經(jīng)濟(jì)性，對以往的傳統(tǒng)瀝青技術(shù)是一項很大的改進(jìn)和提升。

1 泡沫瀝青的基本概念

泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生技術(shù)就是指利用瀝青發(fā)泡工藝對路面損壞需要重新修補的部分進(jìn)行銑刨，同時將相關(guān)材料諸如水泥、泡沫瀝青等相關(guān)材料在施工現(xiàn)場進(jìn)行適當(dāng)攪拌，然后直接將攪拌后的施工材料直接攤鋪在路面上，并施以一定的碾壓使其成型，最后將按照事先設(shè)計的一定厚度的瀝青罩面鋪設(shè)在路面上。泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生技術(shù)是現(xiàn)在公路修復(fù)過程中被普遍應(yīng)用的技術(shù)，它有很多優(yōu)點：1)它能夠充分利用破損公路的原有材料，從這一點來說，泡沫瀝青技術(shù)十分經(jīng)濟(jì)高效，不僅節(jié)約了材料的投入，而且還節(jié)約了必然存在的材料運輸費用等相關(guān)費用；2)泡沫瀝青技術(shù)在施工過程中并不會產(chǎn)生過多的污染物，消耗的能源相比傳統(tǒng)修補方式也大大減小了；3)運用泡沫瀝青技術(shù)修補路面時對行車的干擾不大，并且重新鋪設(shè)的瀝青路面基層具有一定柔性，可以降低路面發(fā)生反射裂縫的幾率，進(jìn)而延長公路的使用壽命。

一般情況下會對受損嚴(yán)重的一級以下公路的修補采用泡沫瀝青技術(shù)。有研究表明，一些投入使用時間較長的公路基層強(qiáng)度仍然處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，只有當(dāng)路面已經(jīng)嚴(yán)重受損到影響其正常使用的程度時才有必要應(yīng)用泡沫瀝青技術(shù)對其進(jìn)行修補。在這里筆者擬對某一高速公路嚴(yán)重受損的路段進(jìn)行修補：該路段再生寬度20 m，橫向坡度2%，路面原本的瀝青層厚度為12 cm，就地應(yīng)用泡沫瀝青冷再生技術(shù)生成的瀝青層厚度為15 cm，最后進(jìn)行瀝青混凝土罩面。

2 泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生混合料的配合比

首先對該受損高速公路路段的瀝青路面銑刨材料、水泥、礦粉、機(jī)制砂等進(jìn)行篩分，對照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》在篩分結(jié)果和瀝青發(fā)泡試驗結(jié)果的基礎(chǔ)之上進(jìn)行級配曲線圖的設(shè)計。在對混合料干密度重型擊實進(jìn)行試驗的時候，運用含水量為6.8%，6.3%，5.5%，5.1%，4.4%進(jìn)行配比試驗。根據(jù)試驗結(jié)果得到泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生混合料的最大干密度和最佳含水量，在這個試驗中表現(xiàn)為最大干密度2.109 g/cm3，最佳含水量5.1%。筆者進(jìn)行的研究采用的是AH-90號瀝青，在165 ℃的溫度條件下使瀝青發(fā)泡機(jī)在2.4%和2.8%的用水量下進(jìn)行試驗。試驗結(jié)果為：2.4%用水量的情況下瀝青的膨脹率為24倍，半衰期為70 s；2.8%用水量的情況下瀝青膨脹率為30倍，半衰期為82 s。由此可見在此試驗中應(yīng)該在165 ℃的溫度條件下使用2.8%的用水量實施瀝青發(fā)泡。

泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生技術(shù)的應(yīng)用要嚴(yán)格按照一定的配合比例進(jìn)行材料的配比，并且需要施工隊伍按照規(guī)范要求對不同的泡沫瀝青分別進(jìn)行試驗，當(dāng)這一步達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍之后再進(jìn)行下一步對瀝青的凍融劈裂和干濕劈裂強(qiáng)度的檢測。經(jīng)過24 h的浸水劈裂強(qiáng)度、干劈裂強(qiáng)度等的檢測之后，最終確定本次泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生施工混合料的配合比：泡沫瀝青2.3%，溫度165 ℃，用水量2.8%，水泥1.4%，礦粉3.4%，原路面銑刨料75%。

3 泡沫瀝青現(xiàn)場冷再生技術(shù)的施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備工作

第一步是要封閉欲修復(fù)的公路路段，在顯眼位置放置交通指示牌。然后清除再生層下方的軟弱夾層，清潔公路路面上的灰塵、積水、石塊等會影響施工進(jìn)程的雜物。對到位的施工機(jī)械設(shè)備，要先施行調(diào)試，使其滿足施工需求，并且根據(jù)使用的先后將其按順序擺放好，提高施工效率，然后將瀝青再生機(jī)的管路連通，打開所有相關(guān)管道通路的閥門使其中的空氣被充分地排除。最后，施工人員應(yīng)當(dāng)將預(yù)先設(shè)定的冷再生混合料的配合比輸入控制系統(tǒng)，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，保障每項程序的正常運作。

3.2 機(jī)械撒布石料

將按照一定配合比混合均勻的水泥、礦粉和機(jī)制砂等石料運送至需要修補的高速公路地段，利用機(jī)械進(jìn)行整體厚度約為3.5 cm的撒布。

3.3 再生施工

大約按照每分鐘8 m的速度對欲修護(hù)公路路段的瀝青層進(jìn)行銑刨。在開始使用再生機(jī)之前，施工人員要對再生料的溫度、攪拌程度等進(jìn)行控制和觀察，同時對待修路面的銑刨速度，原有瀝青的分布狀況，銑刨速度，路面實際狀況進(jìn)行觀察以便及時發(fā)現(xiàn)問題，并將這些可能會對施工造成影響的因素告知再生機(jī)操作人員，使操作人員能夠及時調(diào)整再生機(jī)的各項參數(shù)，比如調(diào)整再生機(jī)的噴水量，這將大大提高施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

3.4 初壓路面

利用單鋼輪振動壓路機(jī)對完成冷再生的路面進(jìn)行初步碾壓，以1.5 km/h～3 km/h的速度碾壓2次～3次。一般情況下施工隊伍都會選擇流水作業(yè)的方式進(jìn)行就地的瀝青路面冷再生以保證施工程序的連續(xù)。并且流水作業(yè)方式能盡可能的減少鋪設(shè)石料和進(jìn)行碾壓之間的時間差，這樣就能減少兩道工序之間水分的蒸發(fā)量，從而使施工質(zhì)量得以提高。其實現(xiàn)實生活中再生混合料的含水量往往設(shè)置得比最佳含水量高1%，就是為了彌補從混合料攪拌到初壓路面之間蒸發(fā)的水分。

3.5 整平路面

運用平地機(jī)整平路面，使公路路面的各項指標(biāo)符合施工規(guī)范。平地機(jī)操作人員在操作機(jī)器的時候應(yīng)當(dāng)使其從淺到深進(jìn)行平整，總共大約要進(jìn)行3次平整，才能將再生料刮平，輪胎的痕跡基本消除。

3.6 復(fù)壓路面

平地機(jī)完成對路面的平整工作之后要用到雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行路面碾壓。雙鋼輪壓路機(jī)操作人員在這一步需要將壓路機(jī)的機(jī)械參數(shù)設(shè)置成高頻率低振幅，以進(jìn)行高效率的碾壓，共4次。

3.7 終壓路面

觀察復(fù)壓結(jié)束后路面的實際狀況，如有需要的話對再生層的表面進(jìn)行灑水，然后再使用膠輪壓路機(jī)碾壓約4次，這個階段能夠確保再生層不出現(xiàn)離析的情況，并且能夠保證路面的平整和結(jié)構(gòu)的緊密。若進(jìn)行終壓路面的操作時發(fā)現(xiàn)有小范圍的彈簧現(xiàn)象，現(xiàn)場施工人員應(yīng)當(dāng)掀開再生層進(jìn)行晾曬，蒸發(fā)掉一部分水分再進(jìn)行終壓路面的操作；如果有小范圍的再生路面因為水分含量過少而無法成型則應(yīng)當(dāng)噴灑適量的水分。

3.8 自然養(yǎng)生

在此階段內(nèi)對維修路段仍然施行道路管制，使該路段的混合料進(jìn)行充分的凝結(jié)。一般情況下不需要再對路面做出其他措施，讓其進(jìn)行超過7 d的自然養(yǎng)生。

3.9 瀝青混凝土罩面

最后一步為在再生層上覆蓋上一層瀝青混凝土罩面。瀝青混凝土罩面的結(jié)構(gòu)分為三層，從下往上依次是中粒式瀝青混凝土、SBS改性瀝青封層、細(xì)粒式改性瀝青混凝土。

4 結(jié)語

泡沫瀝青技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場冷再生中的應(yīng)用使公路的修復(fù)過程更加經(jīng)濟(jì)和高效，一方面使受損公路恢復(fù)平整，另一方面這個過程不再像以前那樣產(chǎn)生大量污染和廢棄物，減少了對環(huán)境的不良影響。未來我國公路的修復(fù)都將會在此技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行或改善。

[1] 周愛軍.泡沫瀝青技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場冷再生中的應(yīng)用[J].施工技術(shù),2006(10):60-62.

[2] 張遠(yuǎn)君.泡沫瀝青在就地冷再生中的應(yīng)用技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué),2008.

[3] 賈韶麗.泡沫瀝青技術(shù)在瀝青路面現(xiàn)場冷再生中的應(yīng)用[J].市政技術(shù),2009(6):629-631.

[4] 周洪飛.瀝青路面現(xiàn)場冷再生基層技術(shù)的應(yīng)用研究[D].長春：吉林大學(xué),2006.

[5] 譚小平.泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用研究[D].重慶：重慶交通大學(xué),2014.

Application of foamed asphalt technology in asphalt pavement cold in-place recycling

Zan Xiaolei

(Shanxi Highway Engineering Supervision Technology Consulting Co., Ltd, Taiyuan 033000, China)

The paper introduces basic concepts of foamed asphalt, analyzes mixing proportion design scheme of foamed asphalt cold in-place recycling, and explores foamed asphalt cold in-place recycling construction points from aspects of construction preparation, recycling construction, preliminary pavement pressure, evenness and regimen, which will be good for improving pavement restoration quality.

foamed asphalt, cold in-place recycling, pavement, construction technology

1009-6825(2016)30-0153-02

2016-08-15

昝曉雷(1986- )，男，工程師

U416.217

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