泡沫瀝青冷再生技術(shù)在養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

高楊雪

（衡水市交通運(yùn)輸局公路服務(wù)中心，河北 衡水 053099）

泡沫瀝青冷再生技術(shù)是對(duì)舊瀝青路面材料及水泥穩(wěn)定基層材料進(jìn)行回收利用。采用這種技術(shù)，不但可以充分利用舊材料的剩余價(jià)值，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少資源浪費(fèi)，對(duì)減少施工產(chǎn)生的揚(yáng)塵、縮短施工工期有積極的作用，還可以增加路面結(jié)構(gòu)的柔性，延長(zhǎng)道路瀝青使用壽命。

一、項(xiàng)目背景

本文以河北省道鄭昔線邢德線路口至肅臨線路口段大修工程L4標(biāo)段為例，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)公路，全長(zhǎng)10.631km。對(duì)全路段開(kāi)展大修，補(bǔ)強(qiáng)處理8m舊路，銑刨12cm面層,18cm二灰碎石基層,6cm石灰土底基層，補(bǔ)18cm廠拌二灰碎石冷再生+18cm水穩(wěn)碎石，之后全幅鋪10cm廠拌泡沫瀝青冷再生+5cm中粒式改性瀝青混凝土+4cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土。其中k4+938.5-k11+064段，銑刨全幅11.4m舊路、12cm面層。

二、泡沫瀝青冷再生技術(shù)的特點(diǎn)與性能指標(biāo)

泡沫瀝青冷再生混合料可用于下面層和基層使用，性能良好，能將瀝青面層和基層材料全厚式再生，并使原來(lái)半剛性的基層變成半柔性。該技術(shù)只需加入熱瀝青，不用加熱、烘干集料，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。同半剛性基層相對(duì)比，體現(xiàn)出養(yǎng)護(hù)用時(shí)短，工期短，對(duì)道路交通正常運(yùn)行影響小。

瀝青發(fā)泡特性評(píng)價(jià)的兩個(gè)主要指標(biāo)是膨脹率和半衰期。膨脹率和半衰期這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)缺一不可，不可只采用一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，若達(dá)到較好的發(fā)泡效果，需兩個(gè)值均高。通常，膨脹率要大于或等于10倍，半衰期要大于或等于8s。

三、配合比設(shè)計(jì)

（一）材料要求

施工前，銑刨原舊路面，顆粒大小應(yīng)均勻，選出樣品，檢測(cè)瀝青含量、含水率、舊料級(jí)配、砂當(dāng)量。

級(jí)配不良時(shí)要加入新料（屑粉）進(jìn)行改善，對(duì)新加料應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范和規(guī)程開(kāi)展取樣試驗(yàn)。

水泥使用32.5MPa礦渣硅酸鹽水泥，應(yīng)檢驗(yàn)標(biāo)號(hào)、終凝時(shí)間。水泥的初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)（宜在6小時(shí)以上），應(yīng)干燥、疏松。

設(shè)計(jì)配合比過(guò)程中，發(fā)泡基質(zhì)瀝青的膨脹率和半衰期最小值分別為10倍和8s，選取的基質(zhì)瀝青經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)滿足要求。如表1、圖1～圖3所示，對(duì)于不同的溫度和不同的發(fā)泡用水量；膨脹率和半衰期不同，如表2所示。

表1 溫度不同時(shí)瀝青發(fā)泡試驗(yàn)結(jié)果

表2 溫度不同時(shí)的瀝青最佳發(fā)泡用水量及其發(fā)泡特性

圖1 155℃瀝青發(fā)泡試驗(yàn)結(jié)果

圖2 160℃瀝青發(fā)泡試驗(yàn)結(jié)果

圖3 165℃瀝青發(fā)泡試驗(yàn)結(jié)果

如表2所示，在155℃、160℃、165℃情況下，對(duì)應(yīng)發(fā)泡用水量分別為3.2%、3.1%、3.0%，瀝青的膨脹率、半衰期均符合規(guī)范要求。按照最佳發(fā)泡效果應(yīng)使兩個(gè)值均比較大的原則，得到瀝青的發(fā)泡溫度為165℃，發(fā)泡用水量為3.0%。

（二）配合比設(shè)計(jì)

對(duì)于舊路面銑刨料，首先將大于26.5mm的顆粒篩除，再進(jìn)行篩分，并對(duì)其他各料進(jìn)行篩分。根據(jù)篩分結(jié)果和級(jí)配范圍，結(jié)合計(jì)算，確定集料比例如表3所示。

表3 集料比例

此次針對(duì)8個(gè)不同的含水率，通過(guò)重型擊實(shí)試驗(yàn)，用最大干密度來(lái)確定混合料的最佳含水率為6.5%。試驗(yàn)結(jié)果如表4和圖4所示。

表4 重型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

圖4 擊實(shí)曲線圖

根據(jù)各檔料的摻配比例和最佳含水率，分別按照1.4%、1.8%、2.2%、2.6%、3.0%用量，加入泡沫瀝青，拌制泡沫瀝青冷再生混合料。按《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTGF41-2008），完成劈裂試驗(yàn)，結(jié)果如表5所示。

表5 劈裂試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，1.4%、1.8%、2.2%、2.6%、3%這5種泡沫瀝青用量的冷再生混合料，劈裂強(qiáng)度均大于0.89MPa，劈裂強(qiáng)度較好，可以滿足不小于0.4MPa或0.5MPa的規(guī)范技術(shù)要求。此外，干濕劈裂強(qiáng)度比都在90.2%以上，滿足不低于75%的規(guī)范技術(shù)要求。結(jié)合工程實(shí)際，并考慮到經(jīng)濟(jì)性和冷再生混合料的耐久性，瀝青用量選擇為2.2%，混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比為82.3%，滿足規(guī)范中70%以上的要求，混合料的抗水損害性能良好。

綜上，泡沫瀝青冷再生混合料配合比如表6所示。

表6 泡沫瀝青冷再生混合料配合比

四、施工

在準(zhǔn)備施工的前一周，施工方應(yīng)提前在施工路段各主要路口設(shè)置標(biāo)識(shí)牌，提醒司乘人員封閉交通的時(shí)間。在施工全過(guò)程中，要完全封閉交通。

按照設(shè)計(jì)的再生層厚度，原路面銑刨過(guò)程中，速度應(yīng)控制在4m/min至6m/min。銑刨的側(cè)面不能存在松動(dòng)顆粒，銑刨面要確保整潔。

采用裝有計(jì)量裝置的維特根KMA220連續(xù)式拌和機(jī)拌和，保證石屑、瀝青、舊料、水泥的準(zhǔn)確計(jì)量，而且料斗上的過(guò)濾網(wǎng)會(huì)清除超粒徑顆粒。

與水泥穩(wěn)定碎石混合料的攤鋪基本相同，一般采用攤鋪機(jī)攤鋪。攤鋪機(jī)速度應(yīng)控制在2m/min～3m/min。要均勻、連續(xù)、不間斷地?cái)備?，在布料槽中的混合料高度要在中軸以上。泡沫瀝青再生層松鋪系數(shù)為1.25～1.3，若出現(xiàn)離析和彈簧現(xiàn)象時(shí)，安排人員及時(shí)處理。

根據(jù)道路寬度和壓路機(jī)的寬度，結(jié)合實(shí)際情況，制定出碾壓方案，要使道路不同位置有相同的被碾壓次數(shù)，保證碾壓質(zhì)量。

五、結(jié)語(yǔ)

本文在充分分析泡沫瀝青冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)與性能指標(biāo)后，結(jié)合鄭昔線邢德線路口至肅臨線路口段大修工程L4標(biāo)段工程實(shí)際，通過(guò)試驗(yàn)得到了泡沫瀝青冷再生混合料配合比，并詳細(xì)介紹了施工工序，以高質(zhì)量完成工程建設(shè)任務(wù)，為公路養(yǎng)護(hù)工程積累經(jīng)驗(yàn)。