泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)分析

趙志勇

摘 要：冷再生是瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)的重要類型之一，不僅具有重要的經(jīng)濟(jì)價值，還能夠保護(hù)生態(tài)環(huán)境，因此，開展泡沫瀝青路面冷再生養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)研究具有重要的意義和應(yīng)用價值。本文在充分了解泡沫瀝青冷再生混合料性能的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，對泡沫瀝青冷再生施工工藝進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：泡沫瀝青;冷再生;公路工程;施工工藝

中圖分類號：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

在市場經(jīng)濟(jì)背景下，我國交通道路網(wǎng)逐步完善，更加健全。隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，公路建設(shè)事業(yè)也取得了輝煌的成績，迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。瀝青路面作為常見的路面類型之一，是我國90%以上高等級公路的路面首選。由于交通量日益增多，瀝青路面使用壽命受到了嚴(yán)重影響，甚至早期病害問題愈加嚴(yán)重，如車轍、裂縫、坑槽等，若養(yǎng)護(hù)不及時、不合理，極易引發(fā)更大危害。泡沫瀝青冷再生工藝在路面大面積維修中，不僅能夠最大限度利用舊瀝青混合料，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境，避免廢料污染，達(dá)到節(jié)約資源，降低成本的目的。

1 泡沫瀝青冷再生混合料性能分析

水泥對泡沫瀝青冷再生混合料性能影響較大，水泥摻量不同，則對瀝青混合料的性能影響程度也有所不同。本文采用四種不同水泥摻量進(jìn)行混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性對比分析，由此確定最佳水泥摻量。

（1）高溫穩(wěn)定性。泡沫瀝青冷再生混合料高溫穩(wěn)定性檢驗時，采用動穩(wěn)定度指標(biāo)，經(jīng)車轍試驗結(jié)果可知，當(dāng)水泥含量為0%時，動穩(wěn)定度平均值為2 461次/mm;水泥含量為1%時，動穩(wěn)定度平均值為3 103次/mm;水泥含量為2%時，動穩(wěn)定度平均值為3 410次/mm;水泥含量為3%時，動穩(wěn)定度平均值為3 462次/mm。相比規(guī)定值≥2 400次/mm，水泥含量0%～3%時均可滿足要求。當(dāng)摻加水泥后，泡沫瀝青冷再生動穩(wěn)定度將隨著水泥摻量的增加而增加，其原因在于摻加水泥后，泡沫瀝青冷再生混合料強(qiáng)度、剛度將隨之增大，從而提升其抗車轍性能。

（2）低溫抗裂性。當(dāng)瀝青老化后，其粘度將大幅下降，從而影響混合料的低溫性能。為此，于泡沫瀝青冷再生混合料而言，當(dāng)摻加廢舊瀝青材料或采用冷拌方式的情況下，必定會影響混合料的低溫性能。為測定摻加水泥后泡沫瀝青冷再生混合料的低溫性能，本文采用低溫彎曲試驗進(jìn)行分析，最大彎拉應(yīng)變?yōu)闄z測指標(biāo)，所得結(jié)果為水泥含量為0%時，混合料最大彎拉應(yīng)變平均值為2 945 με;水泥含量為1%時，混合料最大彎拉應(yīng)變平均值為2 890 με;水泥含量為2%時，混合料最大彎拉應(yīng)變平均值為2 690 με;水泥含量為3%時，混合料最大彎拉應(yīng)變平均值為2 245 με。相比規(guī)范值，最大彎拉應(yīng)變值≥2 500 με，其中水泥含量為3%時，不符合規(guī)范要求。通過分析可知，水泥含量越高，泡沫瀝青冷再生混合料破壞應(yīng)變越小，表明摻加水泥后，將會對泡沫瀝青冷再生混合料低溫抗裂能力造成不利影響。尤其是3%水泥摻量的情況下，其最大彎拉應(yīng)變值為2 245 με，小于規(guī)范要求。換言之，摻加水泥之后，再生混合料將會具備剛性材料特性，溫度下降，再生混合料極易被破壞。

（3）水穩(wěn)定性。泡沫瀝青冷再生混合料水穩(wěn)定性檢測，本文采用了兩種試驗方法，即浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗。具體結(jié)果如表1所示。

由表1可見，當(dāng)水泥含量為0%時，泡沫瀝青冷再生混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度均小于摻加水泥的混合料值，同時相比規(guī)范值≥75%，均無法滿足規(guī)范要求，表明未摻加水泥的情況下，泡沫瀝青冷再生混合料抗水損害能力較差。當(dāng)水泥摻量為1%～2%的情況下，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比均有所提升，但隨著水泥摻量的增加，增長趨勢逐漸趨于平緩。例如水泥含量為3%時，其凍融劈裂強(qiáng)度比僅比規(guī)范值大了一點(diǎn)，表明水泥摻量過大，將會降低混合料的水穩(wěn)定性。為提高泡沫瀝青冷再生混合料性能，應(yīng)在1%～2%之間確定水泥摻量。

2 工程概況

某公路工程為雙向四車道，隨著沿線經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量越來越大，目前已無法滿足當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸需求，需進(jìn)行改擴(kuò)建施工。改擴(kuò)建工程全長26.17 km，起訖樁號為K0+138～K26+311，由原有雙向四車道改為雙向八車道，施工中，不僅要新建路面施工，還要處治舊路病害。在銑刨處理舊路后，需進(jìn)行重新鋪筑，此時將有大量銑刨舊料產(chǎn)生，為減少資源浪費(fèi)，結(jié)合本工程現(xiàn)場施工特點(diǎn)，決定采用泡沫瀝青冷再生施工工藝。根據(jù)上述分析，為提高泡沫瀝青冷再生混合料性能，決定在混合料內(nèi)摻加1.5%水泥。

3 泡沫瀝青冷再生施工工藝

（1）施工準(zhǔn)備。施工下封層前，先清理干凈作業(yè)面雜物、浮塵，若存在局部被污染問題，需及時通過人工方式進(jìn)行清理。下封層施工可選擇同步灑布車，10.8 m為灑布寬度，相鄰段搭接寬度不得小于5 cm，或大于10 cm。為保證灑布均勻，減少風(fēng)力影響，可采用順風(fēng)向駕駛瀝青灑布車進(jìn)行熱瀝青均勻撒布，一般灑布量控制在1.2 kg/m2～1.5 kg/m2范圍，本工程采用1.3 kg/m2。

（2）新舊路面拼接。為保證新舊路面拼接效果良好，可選用水性環(huán)氧界面劑和水泥混合物對新舊路面接縫進(jìn)行縱向冷接縫處理。嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行拼接、壓實施工。在涂刷前，需清理干凈拼接部位，保證潔凈、無雜物。此外，還要進(jìn)行灑水濕潤，一般涂刷量為4 kg/m2～6 kg/m2，本工程以5 kg/m2為準(zhǔn)。

（3）拌和。泡沫瀝青冷再生混合料拌和時，可采用穩(wěn)定土拌和機(jī)改裝的WB-250型拌和機(jī)。經(jīng)試拌可確定拌和機(jī)的實際生產(chǎn)率，即150 t/h～250 t/h，并安設(shè)精度較高的電子稱量系統(tǒng)，自動控制各類材料的總量和流速，并通過數(shù)字顯示。針對超粒徑RAP材料，可直接通過冷料斗入口設(shè)置的篩網(wǎng)將其篩除，并設(shè)有泡沫瀝青發(fā)泡設(shè)備。在采用廠拌冷再生拌和方式時，需保證拌和生產(chǎn)前，拌和場地材料充足，可滿足攤鋪用料3 d～5 d左右。施工時，應(yīng)根據(jù)配合比設(shè)計，合理確定各類材料用量，保證混合料含水量滿足施工要求。

（4）運(yùn)輸。為保證后期攤鋪施工的連續(xù)性，在施工前，必須確定運(yùn)輸車輛數(shù)量，通過計算分析，為滿足泡沫瀝青再生混合料基層施工需有4輛以上運(yùn)輸車在攤鋪機(jī)前等待卸料。運(yùn)輸前，所有運(yùn)輸車輛及人員必須詳細(xì)核對攤鋪位置、運(yùn)輸路線、運(yùn)輸距離等條件。在路基行駛時，運(yùn)輸車輛的車輪很可能粘黏灰塵，這種情況下，為保證不污染作業(yè)面，在車輛進(jìn)入施工作業(yè)區(qū)域前，需將灰塵清理干凈。車輛在施工現(xiàn)場掉頭時，需設(shè)有明顯標(biāo)示，并指派專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)禁在完成施工的粘層油上進(jìn)行車輛掉頭。為避免運(yùn)輸過程中材料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，可將篷布覆蓋運(yùn)料車上，從而達(dá)到防雨、防塵的效果。

（5）攤鋪。攤鋪施工中，可采用2臺攤鋪機(jī)按照梯隊作業(yè)，保證攤鋪機(jī)能力和拌和能力相符，不應(yīng)出現(xiàn)等料等現(xiàn)象。按照測量掛線標(biāo)高方式控制攤鋪厚度，保證攤鋪平整度、厚度均可達(dá)到施工要求。為避免攤鋪機(jī)和運(yùn)料車碰撞，需保持安全距離。攤鋪速度不宜過快。若在攤鋪過程中，出現(xiàn)混合料離析或攤鋪不均勻等情況，需及時進(jìn)行處理。

（6）碾壓。根據(jù)施工要求，泡沫瀝青冷再生基層壓實度滿足設(shè)計要求98%以上，可分三個階段完成碾壓施工。初壓時，采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2遍靜壓，碾壓速度為33 m/min;復(fù)壓時，需采用兩種壓路機(jī)進(jìn)行結(jié)合施工，前期采用雙鋼輪壓路機(jī)按照“低頻高振”施工方案進(jìn)行施工，碾壓遍數(shù)為3遍，碾壓速度仍為33 m/min，后期采用26 t膠輪壓路機(jī)進(jìn)行2遍靜壓，碾壓速度為66 m/min;終壓的目的為消除明顯輪跡，因此，可采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍靜壓即可，碾壓速度同樣控制在33 m/min。

（7）養(yǎng)生。待完成上述施工后，即可進(jìn)入泡沫瀝青冷再生基層養(yǎng)護(hù)階段，養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)控制在7 d以上。若滿足以下任一條件便可提前開放交通，結(jié)束養(yǎng)護(hù)。第一，泡沫瀝青再生層鉆芯取樣所取芯樣完整;第二，泡沫瀝青再生層含水量在2%以內(nèi)。

4 項目實際測試跟蹤應(yīng)用效果分析

自本工程采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修之后，針對鋪筑泡沫瀝青混凝土路段進(jìn)行了連續(xù)3年的路面指標(biāo)跟蹤調(diào)查和檢測，如路面損壞狀況、路面平整度、路面車轍、路面結(jié)構(gòu)剛度，用于泡沫瀝青結(jié)構(gòu)各項路用性能評價與分析。

（1）路面損壞狀況。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，工后1年行車道破損率DR為0，車道路面無損壞現(xiàn)象。工后2年行車道破損率DR為0.002%，車道路面損壞率有所增長，但幅度相對較小。工后3年行車道破損率DR為0.4%，損壞率明顯增加，究其根本，原因在于單面層防水能力不足，當(dāng)雨水下滲到泡沫瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層和瀝青混凝土層之間時，將會有一個滑動層形成。在車輛荷載長期作用下，瀝青混凝土面層將會產(chǎn)生滑移，進(jìn)而出現(xiàn)局部擁包或坑槽，大幅增加路面損壞率。

（2）路面平整度。通過跟蹤檢測泡沫瀝青路段平整度指標(biāo)，工后路面行車道IRI平均值為1.772 m/km，工后1年路面行車道IRI平均值為1.925 m/km，工后2年路面行車道IRI平均值為2.29 m/km，工后3年路面行車道IRI平均值為1.394 m/km，整體來講，工后3年內(nèi)路面平整度變化幅度不大，表明泡沫瀝青混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性良好，且抗沉陷能力較強(qiáng)。同時，工后3年時對本路段進(jìn)行了單層瀝青混凝土罩面，有效提升了路面平整度水平，降至國際平整度指數(shù)IRI（1.5 m/km）以內(nèi)。

（3）路面車轍。通過近三年的跟蹤觀測，在采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)養(yǎng)護(hù)維修之后，路面車道的平均車轍深度不超過5 mm，說明泡沫瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層的抗車轍能力較強(qiáng)。

（4）路面結(jié)構(gòu)剛度。通過泡沫瀝青冷再生技術(shù)處理之后，路面彎沉值明顯降低，且經(jīng)過三年通車運(yùn)行，路面彎沉值未見明顯衰變，且仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，由此說明泡沫瀝青混凝土層具有良好的結(jié)構(gòu)剛度及結(jié)構(gòu)耐久性。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著公路使用年限的不斷增加，大量初期建設(shè)的公路工程已進(jìn)入大中修階段，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年高等級公路維修量高達(dá)15%，廢舊瀝青材料超過250萬噸，并呈逐年上漲趨勢?！肮?jié)能、環(huán)?！笔切聲r代公路建設(shè)的新要求，為減少資源浪費(fèi)，降低環(huán)境污染，泡沫瀝青冷再生技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)維修中得到了廣泛應(yīng)用與推廣。通過該技術(shù)的應(yīng)用，可有效改善路面使用性能，提升路面質(zhì)量，延長公路工程使用壽命。

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