泡沫沥青厂拌冷再生最佳压实厚度与压实机械的选择

泡沫沥青厂拌冷再生最佳压实厚度与压实机械的选择

方宇星

温州市鹿城区公路管理局浙江温州32500

摘要：泡沫沥青又叫膨胀沥青，是将一定的常温水注入热沥青，使其发生膨胀，形成大量的沥青泡沫，经过很短的时间，沥青泡沫破裂。当泡沫沥青与集料接触时，沥青泡沫间化为数以万计的“小颗粒”，散布于细集料的表面，形成黏有大量沥青的细料填缝料，经过拌和压实，这些细料能填充于粗料之间的空隙，并形成类似砂浆的作用，使混合料达到稳定。泡沫沥青混合料优点主要表现在可以对沥青面层和基层材料进行全厚式再生，RAP材料100%利用，泡沫沥青再生技术仅需加热沥青，不需要加热和烘干集料，节省能源；与半刚性基层相比，其养护时间短，施工期短，对交通影响小。但RAP材料为铣刨沥青混和料，受常温下内聚力影响，不易被压实，故压实机械的压实功和压实厚度是施工成功与否的重要因素。

关健词：泡沫沥青；压实机械；压实厚度

一、研究背景

泡沫沥青冷再生技术是对回收沥青路面材料和水泥稳定基层材料进行再生利用。仅能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费，同时，也将半刚性路面结构转为半柔性结构，延长了道路沥青的使用寿命。泡沫沥青冷再生技术在浙江省温州地区的国省道大中修的应用中有成功也有失败，在其中一县的省道应用中，在施工后的半年内，整个施工面出现松散，最后不得不全部铣刨清除后采用其他路面结构，造成巨大损失；在另外一个县市的省道中应用中也出现了芯样松散的现象。而在330国道鹿城段的2013年和2014的大中修中却取得成功，随机取芯的芯样完整，芯样压实度都能达要求，在营运的三、四年后路况的各项指标良好，PQI指数在94以上，其中能目测的裂缝基本消除，与其他非泡沫沥青基层路段需要大量灌缝形成鲜明对比。

330国道（温州段）路面2013年大中修段K32+520-K35+120、K36+120-K38+378；2014年大中修段K26+120-K29+120、K35+120-K36+120段设计结构层中为15cm厚泡沫沥青基层。第一次试验路段，各项试验指标中除取芯芯样完整性有欠缺外、混合料级配偏细，其余合格。从芯样情况来看，上部约10cm基本完整，孔隙不明显；下部5cm孔隙较多、松散，很难取出完整芯；芯样整体缺少粗骨料。根据检测数据，及第一次试验段施工现场分析，就发现的问题提出了相应的整改。

二、施工过程与控制

1、拌合场泡沫沥青混合料的质量控制

1）、面层铣刨料和新掺石屑含水率的控制

拌合场路面铣刨材料和石屑露天堆放，含水量随着日晒和雨水的影响，变化复杂，要求对上述材料采用防雨布覆盖，避免由于含水量的变化导致混合料的压实不在最佳含水率条件下，影响压实效果。

拌合场堆放的铣刨材料变异较大，现场铣刨材料有4cm的细粒式沥青混合料、有5cm的细粒式沥青混合料、有9cm的4cm细粒式沥青混合料+5cm中粒式沥青混合料，要求铣刨材料控制级配，采用6m/min的铣刨速度匀速铣刨，铣刨材料进场后需要拌合均匀，避免粗细离析严重。

2）、混合料拌合的质量控制

混合料的拌合应严格参照配合比设计的（铣刨材料80%，碎石（15~30mm）0%，石屑（0~5mm）18.3%，水泥1.7%，AH-70沥青2.44%）质量掺配比例，掺配的各种材料需要对掺配比例进行复核，沥青和水泥的掺配比例准确。水泥的掺量配合比设计掺量为1.7%，施工时考虑厂拌损耗，掺配比例宜调整为1.7+0.5=2.2%。

混合料拌和好之后不宜直接装车，宜堆放在输送带下，采用铲车重新装车，避免输送带直接落料而产生严重离析。拌合时技术人员应紧密关注混合料的含水率，不在最佳含水率的±2%范围内需要及时调整，夏天气温较高，含水量宜采用最佳含水量+1%为拌合用水量。

3）、沥青发泡温度和发泡用水量的控制

沥青的发泡温度和发泡用水量对沥青的发泡性能和发泡效果产生直接的影响，而沥青的发泡性能是混合料质量的关键，建议混合料产生方在每天拌合之前对沥青的发泡性能进行试验，并满足（膨胀率大于10倍、半衰期大于10S）规定要求，还应当经常观测拌和是否均匀，一旦发现沥青出现条状或结团现象，必须立即停止生产，每个工作班结束时应打印出一个工作班材料用量和再生混合料拌和量的统计量，计算沥青、水泥及添加新材料的用量，与设计值及容许值的波动相比较，评定是否符合要求。如果不符以上要求时，宜对设定值适当调整。现场混合料的外观中泡沫沥青分布较为均匀。

2.再生混合料的运输和摊铺

1）、施工现场混合料运输不及时导致摊铺机供料不足，造成了摊铺机阶段性的停顿，对平整度产生了一定的影响。针对这一情况建议后场根据实际情况储备一定数量的混合料。摊铺机应缓慢、均匀、连续不间断的摊铺，中途不得随意变换速度或停顿，摊铺速度宜控制在2~5,m/min的范围，以防混合料离析。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。现场再生层表面平整度软差的原因还有人工修整较多，机械作业应尽可能减少人工找平。

2）、现场碾压存在欠缺，单钢轮压路机吨位20t，吨位较轻，而且碾压速度和振动幅度不能调整，不能满足泡沫沥青施工工艺中前3遍高幅低频、后2遍低幅高频的要求。建议更换为26t单钢轮振动压路机，7成新以上。目前的压实度结果均为100%以内，相比以往的类似工程检验，压实度结果大多为100%以上。这个原因也是取芯时底部松散的主要原因。

3）、现场松铺系数需要重新调整，通过灌砂试验和取芯试验数据表明，压实后的厚度多数在14cm~15cm之间。松铺系数根据材料的粗细，一般在1.25~1.35之间。

三、检测与调整

根据施工后7天现场取芯芯样来看，混合料级配偏细，需要做适当的调整，根据重新取样铣刨材料的筛分结果，结合现场铣刨材料的变异性，调整后的材料级配如下：铣刨材料70%，碎石（15~30mm）10%，石屑（0~5mm）18.3%，水泥1.7%，AH-70沥青2.44%；20t单钢轮压路机压实功较小，调整为26t单钢轮振动压路机。

按照整改意见及措施，施工单位进行第二次试验段，取出的芯样都很完整，粗骨料明显增加，密实度和抗劈拉强度等指标有了明显的改善，达到了设计要求。但芯样大多在距离表面10-12cm以上从外观上观察较为密实，10-12cm以下明显孔隙增加。

四、结论

根据330国道（温州段）路面2013、2014年大中修工程施工情况、施工调整、检测数据，建议同行根据工程实际情况对以下进行调整：

1、铣刨的沥青混和料受常温下内聚力影响，不易被压实，故应适当增大压实机械的压实功。

2、设计和施工厚度每层宜为8-12cm。

3、由于铣刨时粗骨料容易被破碎，配合比设计时适当增加15~30mm碎石用量。

作者简介：方宇星（1975-），温州市鹿城区公路管理局，高级工程师