泡沫瀝青路面施工技術(shù)

趙小光

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 032600)

1 工程概況和施工方案

1.1 工程概況

某公路連接著四個縣市，并在某鎮(zhèn)和318國道匯合，自2011年建設(shè)以來，隨著該路段交通量的迅速增長，其瀝青路面已經(jīng)呈現(xiàn)出了不同程度的損壞情況，且隨著使用時間的延長，路面損壞情況也越來越嚴(yán)重。本次施工需要對老舊的瀝青路面層進行銑刨，并將其作為冷再生施工之中的柔性基層，在此基礎(chǔ)上加鋪AC-16C的瀝青面層，加鋪厚度是5 cm。

1.2 施工方案

具體施工過程中，應(yīng)用到的是冷再生施工技術(shù)，也就是先將需要的水泥和碎石等材料撒到路面上，然后將原來厚度為10 cm的瀝青路面進行銑刨處理，通過拌和、攤鋪和壓實來使其成為新瀝青路面的柔性基層，基層的厚度是12 cm，然后以此為基礎(chǔ)，加鋪5 cm的AC-16C瀝青面層。通過該方案的應(yīng)用，可以讓原來的瀝青路面增高7 cm，并在瀝青路面層和柔性層之間進行瀝青粘層的設(shè)置，通過再生加工處理技術(shù)對老舊的瀝青路面進行處理，使其病害得以有效消除。

2 機械設(shè)備

在本次施工之中，主要設(shè)備是維特根公司的WR2500冷再生機，輔助設(shè)備有1臺平地機、1臺18 t的單鋼輪振動壓路機、1臺20 t的腳輪壓路機、2輛灑水車和1輛瀝青罐車。

3 材料的配比設(shè)計

施工材料主要包括瀝青、水泥、碎石、石屑、礦粉和水。

3.1 取樣和篩分

在具體的施工過程中，首先應(yīng)該通過WH2500冷再生機對施工現(xiàn)場進行銑刨取樣，在取樣過程中，應(yīng)該在取樣槽的中部進行均勻取樣，并注意防止離析現(xiàn)象出現(xiàn)。同時，也應(yīng)該用塑料袋將一定量的樣品提取出來，將其密封，再將密封之后的樣品帶回到實驗室之中對其含水量進行檢測，最后將樣品烘干，并對烘干之后的樣品進行篩分，以此來為后續(xù)的級配設(shè)計創(chuàng)造便利條件[2]。表1是本次工程之中的路面材料銑刨篩分結(jié)果。

表1 路面材料銑刨篩分結(jié)果

3.2 級配設(shè)計

在國內(nèi)，關(guān)于泡沫瀝青混合料，目前依然沒有比較明確的級配設(shè)計范圍，綜合考慮國內(nèi)外的各種研究觀點，筆者認(rèn)為，集料含量在0.075 mm以下將會對泡沫瀝青混合材料的特征起到十分顯著的影響作用，因此，在具體的施工過程中，施工單位應(yīng)該對0.075 mm以下的顆粒進行合理控制，使其含量在5%～20%。其具體的級配設(shè)計范圍如表2所示。

表2 0.075 mm顆粒具體級配設(shè)計范圍

通過表2可知，在銑刨料之中，細(xì)砂含量和粗砂含量都比較少，所以必須要在其中加入骨料和石屑，骨料可以選擇15～25 mm的石灰石，石屑可以采用5 mm以下的石灰石。為提升泡沫瀝青冷再生混合材料的抗水損壞能力及其強度，施工單位應(yīng)該在其中加入1.5%的水泥。

在本次工程之中，混合料的最終配比為：銑刨料：骨料：石屑：水泥=68.5∶10∶20∶1.5。

3.3 擊實試驗

在具體的施工之前，施工單位應(yīng)該做好夯擊試驗，以此來保障材料和技術(shù)的合理性。在本次工程的夯擊試驗之中，施工單位嚴(yán)格按照《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》(JJG E51—2019)之中的相關(guān)規(guī)定進行試驗，并通過該試驗對泡沫瀝青混合料的最大干密度及其最大含水量予以確定。在本次工程之中，泡沫瀝青的最大干密度是2.134 g/cm3，最大含水量是6.1%。

3.4 發(fā)泡試驗

在本次工程的泡沫瀝青發(fā)泡試驗之中，應(yīng)用到的是WLB10發(fā)泡機。首先在不同的條件之下對瀝青進行發(fā)泡性測試，并對其半衰期指標(biāo)及其膨脹率指標(biāo)進行綜合考慮，最終得出了最佳的發(fā)泡條件。在本次工程之中，泡沫瀝青發(fā)泡的最佳條件為：用水量：20%；溫度：150 ℃。

3.5 泡沫瀝青最佳用量的確定

在用量的確定過程中，施工單位將級配設(shè)計作為依據(jù)，以此來實現(xiàn)級配方案的確定。具體確定時，分別在最佳的條件之下用1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%的瀝青用量進行試驗，將泡沫瀝青噴入，然后對其充分拌和，進而獲得泡沫瀝青的冷再生混合料，并通過馬歇爾雙面擊實法擊實75次[3]，使其成型，對每一種瀝青用量都制作6～7個試件，成型后靜置一日，脫模后放在40 ℃的烘箱之中持續(xù)養(yǎng)生3日，對這5種用量之下的試件分別進行干濕劈裂強度測定，最后將測定出的干濕劈裂強度數(shù)據(jù)作為依據(jù)，確定出最佳的瀝青用量為3%。

4 施工工藝

4.1 路面清理和病害調(diào)查

處理之前，一定要將路面上的雜物清理干凈，同時應(yīng)該做好路面病害的詳細(xì)調(diào)查。調(diào)查過程中，主要的內(nèi)容包括路面的坑槽、龜裂、泛油、網(wǎng)裂和車轍等，同時也應(yīng)該對樁號、位置等做好詳細(xì)記錄，這樣才可以為后期施工之中的病害處理提供足夠的便利。

4.2 測量放樣

施工前，施工單位一定要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計圖紙，用坐標(biāo)法來進行放樣，做好邊線和中線的定位。同時也應(yīng)該對斷面做好高程測量，兩個測量點之間的距離為10 m。通過這樣的方式，才可以有效保障基層設(shè)計和標(biāo)高設(shè)計都與本次工程的設(shè)計圖紙相符合。

4.3 骨料攤鋪

在測量放樣之后，下一道工序就是骨料攤鋪。具體施工中，施工人員需要嚴(yán)格按照工程設(shè)計所規(guī)定的級配標(biāo)準(zhǔn)，將骨料和石屑拌和均勻，然后用車輛運送到施工現(xiàn)場。骨料攤鋪需要采用人工攤鋪，施工人應(yīng)該在被處理的路面上將骨料均勻攤鋪開，攤鋪厚度控制在20 mm。

4.4 水泥攤鋪

本次工程的水泥鋪設(shè)之中，主要應(yīng)用的是方格網(wǎng)法，根據(jù)工程設(shè)計，將水泥配比控制在1.5%。為了讓水泥用量得到精確控制，施工單位一定要對水泥用量做到精確確定。確定時，可以將原來瀝青路面的厚度、密度、骨料密度以及設(shè)計配合比作為依據(jù)，對水泥的干密度以及綜合使用劑量加以確定。通過這樣的方式，就可以計算出原來路面的水泥用量，再計算出一袋水泥能夠攤鋪的面積，最后按照方格網(wǎng)法來進行水泥鋪設(shè)。通過這樣的方式，可以讓水泥用量得到合理控制，保障水泥的攤鋪質(zhì)量。

4.5 泡沫瀝青的拌和攤鋪

1)因為本次所選用的冷再生機最大工作寬度是250 cm，最大工作深度是50 cm，路段實際的施工寬度是900 cm，實際施工深度是12 cm。所以在具體施工之中，冷再生機需要進行四幅縱向施工，施工深度可以保障一次到位，但是相鄰兩幅施工之間要有20～30 cm寬的重疊。施工過程中，拌和機的運行速度應(yīng)該控制在每分鐘8～10 m。

2)冷再生機、瀝青罐車以及灑水車應(yīng)該停放在被處理瀝青路段的起點位置，并通過縱向串聯(lián)的方式連接起來，待本次施工通過了批準(zhǔn)之后，才可以直接進行現(xiàn)場的施工作業(yè)。具體施工中，施工單位應(yīng)通過冷再生機來拌和原來路面上的材料、水泥、輔料、泡沫瀝青以及水等，使其得到充分拌和。借助于冷再生機之中的泡沫瀝青傳輸系統(tǒng)和泡沫瀝青噴灑系統(tǒng)，可以生產(chǎn)出泡沫瀝青，并將其直接噴灑到冷再生機拌和罩之中。連接在冷再生機后面的罐車會采用軟管輸送的形式將拌和用水直接輸送到冷再生機之中，冷再生機之中的微機系統(tǒng)會嚴(yán)格按照最佳含水量來進行噴灑量的精確計量。施工單位應(yīng)盡可能保障施工的連續(xù)性，減少無故停機的時間，保障每一個施工段都可以在水泥初凝之前完工。

3)施工中，質(zhì)檢人員需要全過程緊隨冷再生機，檢查混合料，對其拌和的厚度、均勻性、骨料之中泡沫瀝青的分散狀況、水泥劑量以及含水量等及時進行檢查。推鋪厚度應(yīng)該參考原來路面來確定，并用鋼板尺進行檢查，嚴(yán)格避免薄皮找平的情況發(fā)生。

4)具體施工之中，施工單位應(yīng)該采取分段施工的形式，將每個施工段的長度控制在100～150 m。在每一段的施工過程中，都應(yīng)該保障施工的連續(xù)性，避免無故停機情況，以此保障施工時間，進而在混凝土初凝之前完工。

4.6 初壓和整平施工

在完成了瀝青拌和攤鋪之后，施工單位需要采用單鋼輪振動壓路機在冷再生機之后進行靜壓，靜壓一遍之后再應(yīng)用平地機及時粗整平一次，然后再分別進行一次的穩(wěn)壓和找平工作。在此過程中，應(yīng)該注意平地機從深到淺進行切削。在每一個再生寬度之內(nèi)，通常都需要進行2～3遍的整平工作才可以使其平整度符合設(shè)計要求。在整平過程中，一定要保障整平精度、設(shè)計標(biāo)高以及平整度等與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符，嚴(yán)格遵循寧刮勿補的施工原則，避免出現(xiàn)薄層貼補的情況。如果找平的厚度太薄，在修補之前，應(yīng)該先用齒靶將穩(wěn)壓之后的局部低洼位置表面靶平，其深度大約在5 cm左右，然后對其進行修補。這樣才可以避免泡沫瀝青路面出現(xiàn)起皮、離析或松散現(xiàn)象，保障施工質(zhì)量。

4.7 碾壓成型施工

1)因為混合料之中添加了泡沫瀝青，所以在具體的碾壓施工過程中，施工單位應(yīng)該將熱拌和瀝青混合料的相關(guān)施工技術(shù)作為參考，首先通過膠輪壓路機對路面進行4次碾壓，借助于該壓路機的揉搓效果，可以讓柔性路面基層的壓實度達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，這是碾壓施工之中最為關(guān)鍵的一步，其碾壓效果對于冷再生泡沫瀝青基層壓實度能否合格有著決定性作用。

2)在完成了膠輪碾壓之后，應(yīng)該用水車灑水一遍，讓泡沫瀝青再生層表面保持濕潤，然后再通過鋼輪壓路機碾壓2遍，以此保障路面的平整度。

3)所有的碾壓工作都應(yīng)該保障在水泥初凝前一氣呵成，保障其壓實度與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符，嚴(yán)格禁止施工過程中出現(xiàn)隔天碾壓或者是中斷碾壓的情況。

4)待碾壓完成之后，相關(guān)單位應(yīng)該及時對其壓實度進行檢測。

4.8 接縫處理

因為冷再生機拌和過程中會在相鄰兩幅之間出現(xiàn)20～30 cm的重疊，因此，在具體施工之中，為避免重疊部位出現(xiàn)拌和不均勻情況，施工單位應(yīng)該做好段落間的搭接工作。如果施工中連續(xù)搭接作業(yè)達(dá)到50 cm，或者是中途停工超過5 h，亦或是隔天施工，則應(yīng)該做1 m以上的搭接工作。同時也要將水泥摻在搭接的位置，并對接茬做好處理，避免出現(xiàn)跳車、松散等的情況，以此保障泡沫瀝青路面的施工質(zhì)量。

4.9 路面養(yǎng)生

因為本次施工所應(yīng)用到的穩(wěn)定劑是水泥，所以良好的路面養(yǎng)生將會對基層強度產(chǎn)生很大影響。具體養(yǎng)生過程中，可以采用棉被覆蓋和灑水的方式，讓泡沫瀝青路面基層時刻保持在濕潤狀態(tài)，并封閉交通7天以上。在養(yǎng)生期間，相關(guān)單位應(yīng)該24小時進行持續(xù)性的交通管制。

4.10 試驗檢測

在泡沫瀝青路面的施工之前和施工之中，科學(xué)的試驗檢測是保障其施工技術(shù)的關(guān)鍵。因此，相關(guān)單位一定要對泡沫瀝青混合料進行抽樣試驗檢測，以此保障泡沫瀝青路面的施工質(zhì)量。表3是本次施工之中相關(guān)的抽樣試驗檢測情況。

表3 抽樣試驗檢測情況

5 結(jié)束語

本文以某公路泡沫瀝青路面的施工實例為根據(jù)，對泡沫瀝青的施工技術(shù)進行分析。通過泡沫瀝青路面施工技術(shù)的合理應(yīng)用，可以有效保障施工效果與工程質(zhì)量。這對于泡沫瀝青路面應(yīng)用效果的提升及其使用壽命的延長都有著十分積極的意義。

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