淺析泡沫瀝青廠拌冷再生的應用

趙玉霞

（甘肅省金昌公路管理局，甘肅 金昌 737100）

0 引言

泡沫瀝青廠拌冷再生技術就是在瀝青路面回收料中根據設計級配加入適量的摻料（新的粗細集料，水泥等）后，通過專門設施噴入泡沫瀝青，無需加熱狀態下均勻拌和后，利用傳統機械設備進行運輸、攤鋪、壓實、檢測、修整、養生而成型滿足一定規范需求的再生路面層。該技術可以充分利用舊路面銑刨材料，達到解決基層裂縫反射，減少環境污染，實現資源再生利用，縮短施工工期，降低養護成本的目的。

1 工程概況

省道212線雅（布賴）金（昌）段是內蒙古雅布賴鹽場至甘肅省金昌市省道主干線的重要路段，全長115.3公里，按平原微丘區三級公路標準設計施工，路基寬8.5 米，改造通車投入使用至今已運行14年，客貨運量逐年攀升，重型車輛所占比例達70%，大大加速了路面破壞進程，特別是K61+750-K62+250段地處巴丹吉林沙漠腹地，騰格里沙漠邊緣，屬大陸沙漠干旱氣候，干燥、多風、沙塵災害頻頻發生，為全國沙塵暴第I原頻發區之一。冬季寒冷，夏季炎熱，日溫差及季節溫差大，區內平均氣溫8.920C，極端最高氣溫380C，最低氣溫-280C，降雨量稀少，蒸發量遠遠大于降雨量，風沙頻率大，路面已不同程度出現縱橫向裂縫、龜網裂、推移等病害，為響應國家提倡充分應用廢舊材料，減少養護成本，解決水穩基層裂縫對路面使用性能的影響，我局2018年選用該段為試驗路段，首次嘗試應用12厘米厚的泡沫瀝青廠拌冷再生基層施工。

2 泡沫瀝青冷再生配合比設計

泡沫瀝青冷再生混合料是由泡沫瀝青、舊路面銑刨料、粗集料、細集料、水泥、礦粉按一定比例經過廠拌機拌合而成，其材料的好壞直接影響到混合料的性能，因此，在實施泡沫瀝青冷再生技術過程中，我們嚴把泡沫瀝青生產、各種原材料的質量關，確保試驗路段的施工質量。

2.1 各種原材料的選用與控制

2.1.1 瀝青

泡沫瀝青所使用的瀝青是一般項目所使用道路石油瀝青，本項目所使用的瀝青為90#A級SK瀝青，其指標均滿足要求，具體詳見表1。

表1 道路石油瀝青（90#A）技術要求及實測值

2.1.2 泡沫瀝青的生產原理

我單位委托外單位在試驗室將基質瀝青分別加熱到1500C、1600C、1700C時通過維特根WLB10泡沫瀝青試驗機與冷水接觸，形成大量氣泡，使瀝青的體積發生膨脹，形成大量的瀝青泡沫，經過很短的時間瀝青泡沫破裂，在1min內瀝青又恢復原狀的反復試驗，綜合考慮滿足泡沫瀝青膨脹率和半衰期指標，建議采用160℃瀝青與冷水（冷水用量是瀝青用量的2.5%）在氣壓的作用下通過發泡室生產泡沫瀝青。

2.1.3 粗集料

粗集料應潔凈、干燥、表面粗糙，并滿足粗集料的質量要求，為此，我們采用紅光碎石場10-20mm的粗集料，其指標均滿足粗集料質量要求，具體詳見表2。

2.1.4 細集料

細集料應潔凈、干燥、無風華、無雜質，并有適當的顆粒級配，為此，我們采用紅光碎石場0-3mm的石屑，其指標滿足細集料質量要求，具體詳見表3。

2.1.5 回收瀝青路面材料（RAP）

我們采用大型精銑刨機將原有5cm瀝青路面進行銑刨，及時調節行進速度與銑刨深度，避免銑掉下層無機結合料基層現象發生，確保回收瀝青混合料（RAP）粒徑穩定，及時用車輛將銑刨料拉至拌合場后，用篩分設備將銑刨料按要求進行篩分，確保銑刨料潔凈、無雜質，其砂當量檢測為58%，滿足《公路瀝青路面再生技術規范》要求大于50%的要求。為確保瀝青混合料回收料（RAP）堆放均勻，堆放時我們沿水平方向攤開，逐層堆放。取料時應從堆料的底部開始向上在全高范圍內鏟裝。

表2 粗集料質量要求及實測值

表3 細集料質量要求及實測值

2.1.6 水

本項目采用符合要求的飲用水。

2.2 泡沫瀝青冷再生配合比設計

2.2.1 填料與添加劑

本項目活性添加劑采用42.5普通硅酸鹽水泥，購買的水泥均為疏松、干燥，無聚團、結塊、受潮變質現象；同時，為滿足混合料級配要求，在混合料中要加入少量的礦粉。

2.2.2 混合料級配確定

本次設計我們嚴格按照《公路瀝青路面再生技術規范》JTG-2008中泡沫瀝青冷再生混合料設計要求進行配合比設計，首先將各種原材料進行篩分，通過東方星軟件進行混合料試配，使材料滿足泡沫瀝青冷再生混合料設計級配要求，然后按比例進行稱量混合篩分驗證，根據篩分試驗結果，受面層銑刨料級配限制和銑刨料利用率最大的需要，我們最終確定采用銑刨料：10-20mm碎石∶0-3mm石屑∶水泥∶礦粉=70∶10∶15.5∶1.5∶3

2.2.3 確定瀝青最佳用量

根據《公路瀝青路面再生技術規范》JTG-2008要求，初步選用瀝青含量為1.5%，2.0%，2.5%，3.0%的泡沫瀝青混合料制作試件，測量其穩定度、流值、干試件劈裂強度、濕試件劈裂強度與干濕劈裂強度比，具體試驗結果詳見表4，最終確定最佳瀝青用量為2.5%。

2.2.4 配合比結論

1）混合料的最佳配比為：銑刨料∶10-20mm碎石∶0-3mm石屑∶水泥∶礦粉=70∶10∶15.5∶1.5∶3

2）最佳瀝青用量為2.5%。

3 泡沫瀝青廠拌冷再生施工及主要事項

3.1 施工準備

3.1.1 修建泡沫瀝青混合料拌合站

因我們租用了維特根KMA220 移動式廠拌冷再生設備，施工前澆筑了廠拌冷再生設備安裝的基礎、配了水泥罐和加熱瀝青罐、硬化了部分場地。

表4 泡沫瀝青混合料最佳瀝青含量試驗報告一覽表

3.1.2 儲備銑刨料與新集料

我們根據設計配比，計算出銑刨料與新集料的所需量，及時儲備了銑刨料、粗細集料，因移動式冷再生設備兩個料倉，且粗細集料用料相對少，故對粗細集料按配比摻量進行了提前預拌和，做到拌和均勻、無離析現象。

3.1.3 檢測需鋪再生層的路面

在鋪筑泡沫瀝青再生層前，我們組織人員對鋪筑的水穩基層（底基層）進行全面檢測驗收，其各項指標符合規范要求。

3.2 泡沫瀝青混合料拌和

為確保生產出合格的泡沫瀝青混合料，我單位租了一臺維特根KMA220移動式廠拌冷再生設備，為彌補在運輸、攤鋪、碾壓過程中水分的損失，在拌和時添加3.1%～3.6%的水，每天我們將基質瀝青加溫到150℃-165℃時方可啟動冷再生設備，通過兩臺裝載機將銑刨料與新集料分別放入該設備的兩個級配料倉內，利用微電腦控制皮帶轉速將材料傳送到攪拌鍋內，同時加入泡沫瀝青和水進行攪拌后用皮帶輸送到15T以上的自卸汽車上，做到拌和后的冷再生混合料均勻一致，無結團成塊、無液體流淌現象。拌合中應注意隨時檢查各料倉、出料口、瀝青噴嘴、瀝青泵、管道等是否受堵，發現問題應及時停產清理。

3.3 泡沫瀝青冷再生混合料的運輸

自卸車輛每次使用前后必須清掃干凈，在車廂板上噴涂隔離劑，為避免混合料離析，在車輛裝料時應前后移動位置，平衡裝料，同時，為避免混合料污染、雨淋、提前硬結和運輸過程中水分散失，混合料運輸及等待攤鋪過程中，我們采用篷布遮蓋。

3.4 泡沫瀝青冷再生混合料的攤鋪

我們租用一套ABG攤鋪設備進行全幅攤鋪廠拌冷再生混合料，攤鋪前及時檢查攤鋪機處于正常工作狀態，各參數達到設定位置。熨平板以高頻低幅為宜，初始壓實度在85%以上。本項目攤鋪速度與拌和樓的產量、施工機械的配套情況及攤鋪厚度等匹配，我們控制在2～4m/min范圍內，速度緩慢、均勻、連續不間斷的攤鋪，嚴禁熨平板預熱或加熱，以防止混合料中水分散失過快而影響混合料的和易性，且不得隨意變換速度或中途停頓。攤鋪過程中應隨時檢查攤鋪層厚度、路拱和橫坡，發現明顯離析、波浪、裂縫、拖痕時應分析原因，予以消除。

3.5 泡沫瀝青冷再生混合料的壓實

我局在S212 線試驗路段上采用18T單鋼輪壓路機先靜壓1遍，開啟低頻高幅壓實1-2遍，再開啟高頻低振模式復壓2-4 遍，再用膠輪壓路機終壓2-3 遍，用雙鋼輪壓路機靜壓收光，以消除輪跡。壓路機應以慢而均勻的速度碾壓，初壓速度控制在1.5～3km/h，復壓和終壓速度控制在2～4km/h。注意碾壓時可噴少量的水霧，以防止壓路機輪粘結冷再生混合料，且嚴禁調頭、急剎車及停放，若出現彈簧、松散、起皮等現象，應及時翻開重新拌和處理，使其達到質量要求，否則應將材料刨除廢棄。

3.6 養生

考慮本項目工期緊，我局試驗路段采用開設便道施工進行施工，故此段冷再生的養生采用封閉交通在其上噴灑慢裂乳化瀝青進行自然養生3-5天，能鉆芯出完整的芯樣，方可進入到下道工序。注意自然養生期間，要時刻關注天氣變化，如遇下雨天氣，必須對試驗路段采取覆蓋措施，嚴禁雨水滲入混合料中而影響成型。

4 使用泡沫瀝青廠拌冷再生技術的優勢

我局通過在S212線試驗路段的應用，總結出使用泡沫瀝青廠拌冷再生技術有以下幾大優勢：

1）舊路面銑刨料利用高達70%，可解決廢舊物的堆置問題，減少環境污染，實現資源的再生利用，符合材料循環利用的理念，具有非常廣闊的發展前景。

2）在泡沫瀝青再生過程中，混合料的生產、攤鋪均在常溫條件下操作，泡沫瀝青和砂石料都不需加熱，顯著降低有害物質排放，改善了施工條件，有利于現場施工人員的健康，有利于環境保護。

3）泡沫瀝青冷再生性能介于柔性與半剛性結構之間，對交通影響小的路段只需自然養生，無需長時間專門養生，而使造價相對較低，可彌補我省國省干線公路養護經費短缺的問題。

可見，我局在S12線試驗路段應用泡沫冷再生技術是一項環保型的施工技術，應在我省公路養護中廣泛推廣與應用，現總結以供同仁參考。