泡沫沥青就地冷再生技术在公路大中修中的应用

泡沫沥青就地冷再生技术在公路大中修中的应用

郑永平1王波2

1台州市路桥区公路管理局浙江台州318050；2台州市路桥区公路工程建设养护有限公司浙江台州318050

摘要：本文结合台州市路桥区对路滨线（K6+800-K14+300）段泡沫沥青就地冷再生技术的实际应用，简要叙述了泡沫沥青冷再生技术在公路大中修工程中实施的基本流程及优势，并根据工程后期运营效果分析总结，对泡沫沥青就地冷再生技术适用范围作简单概括。为其他公路大中修工程方案选择提供参考。

关键词：沥青；冷再生；大中修

前言

沥青混凝土路面以其抗滑性能强、噪声量低、行车舒适性好、维修简便等优点，是公路工程中应用最广泛的路面材料结构之一。但是，沥青混凝土材料也有其局限性。相比水泥混凝土材料，沥青混凝土的水稳性、耐久性、温度稳定性、抗疲劳等能力较弱，易受外界自然环境、行车荷载及沥青材料自然老化等原因而引发路面裂缝、坑槽、拥包、车辙等病害。一般一级公路沥青路面设计使用年限为15年，然而以现状养护条件及使用情况下，沥青路面大修年限一般为8-10年。

路桥区共有县道及以上公路里程152.962公里，其中沥青路面93.072公里，占公路总里程的60.8%。2018年，全年小修保养、大中修产生的沥青铣刨料约3742m3。据现场取样实验分析，沥青铣刨料中，沥青含量约为4.21%，其余也基本都为可再生重复利用的碎石等矿物集料。通过泡沫沥青冷再生技术，只要添加少量沥青、碎石、水泥、水等新原料，重新再生成新的路面结构层，可作为高等级路面基层或低等级路面面层。自2012年首次在我区应用以来，共完成泡沫沥青冷再生18.1公里，再生面积达37.88万平方米，均取得了良好的经济、环保和社会效应。

一、工程概况

路滨线为路桥区一条重要的交通干线，是连接路桥城区和滨海工业区的主要通道，道路高峰小时交通量为2702辆/h（2016年）。本次工程涉及的路滨线K6+800-K14+300路段，全长7.5公里，路基宽度40m，中央绿化带3.5m，行车道宽度6*3.75m，路缘带4*0.5m，硬隔离2*0.75m，非机动车道2*4.5m，土路肩宽度2*0.75m，双向六车道。自2008年建成通车，距本次工程实施已有8年有余，由于该道路交通流量大，交通荷载重，大吨位等超限车辆较多，对现状道路造成了严重的破坏。根据对现场路况调查数据分析，路段平均PCI为68.1（下行）、45.9（上行），平均PQI为80.6（下行）、72.5（上行）。路面麻面、纵、横向裂缝、龟裂、块裂、车辙、沉陷、坑槽等病害较多，严重影响了路面行驶的舒适性和安全性。

原道路机动车道结构为：4cmAC-13Ⅰ型细粒式沥青砼（改性沥青）+6cmAC-25Ⅱ型粗粒式沥青砼+20cm5%水泥稳定碎石基层+20cm5%水泥稳定碎石基层+≥30cm宕渣垫层，通过现场取样发现，基层破损承载能力损失严重，大部分沥青下面层结构松散破碎。路面弯沉基本处于110-130之间，综合上述情况，工程对原路基进行全线注浆加固，提高路基强度，采用泡沫沥青冷再生基层（铣刨12cm，生成平均15cm）+下封层+粘层+5cm厚AC-16C中粒式沥青砼（玄武岩）。

二、泡沫沥青冷再生混合料基层配合比设计

原路面结构铣刨料中粗、细集料，沥青等材料都还具有非常高的利用价值，可以重新利用作为新路面结构层的主要原材料，泡沫沥青冷再生混合料基层配合比设计，就是以较少的碎石、水泥、沥青等新材料添加，通过冷再生技术，获得强度、水稳性、温度稳定性等综合性能优的再生层以达到旧结构铣刨料的最大利用率。

根据现场取样铣刨料及碎石（15-30mm）、水泥（海螺，P•C32.5R）、沥青（镇海，A-70）等新材料进行配合比试验，确定本工程优选级配方案为铣刨料84.2%、碎石14%、水泥1.8%，最佳含水量5.8%，最大干密度2.073g/cm3。根据试验所得的不同温度、不同发泡用水量下的沥青发泡特性曲线，综合考虑膨胀率和半衰期两个因素，采用沥青发泡用水量2.5%，发泡温度为160℃，膨胀率18.0倍，半衰期15.2秒。

三、泡沫沥青冷再生施工

1、施工机具准备

维特根WR2500S就地冷再生铣刨机1台、沥青保温罐车2辆、平地机1台、胶轮压路机1台、洒水车2辆、钢轮振动压路机2辆。

2、泡沫沥青冷再生施工流程

泡沫沥青冷再生按照《公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规程》（DB33/T715-2008）要求施工。施工流程如下：

旧路面调查--旧路面病害处治--试验段施工--水泥、碎石等集料撒布--冷再生铣刨机作业--整平、压实--养生--加铺层施工。

四、泡沫沥青就地冷再生技术适用范围

泡沫沥青就地冷再生技术就是通过专用沥青就地冷再生机械设备，将原路面一定厚度的结构层铣刨破碎，并适当添加少量水泥、粗、细集料等新料，在常温下与泡沫沥青拌和，压实成型后，成为新的路面结构层的一种技术。

泡沫沥青就地冷再生技术施工快速、交通影响小，能充分利用原路面结构材料，减少沥青铣刨料等有毒有害废弃物排放，节约宝贵的自然资源。再生形成的新结构层，具有良好的承载能力、水稳性、温度稳定性及抗反射裂缝能力等，但有近几年的工程实践和运营中，也发现了泡沫沥青就地冷再生技术的局限性。

1、重交通道路红绿灯路口不宜使用；

由于重交通道路行车速度快、轴载负荷大，在红绿灯路口频繁刹车、起步，停车时路面荷载时间长，对路面结构产生较大的水平推移力和竖向剪切应力。相对于普通水泥稳定碎石等半刚性基层，泡沫沥青冷再生基层承载能力及刚性较弱，且沥青面层结构一般较薄，路面结构在反复水平推移力和竖向剪切应力作用下，容易造成由路面面层及基层材料失稳产生横向蠕变位移和轮迹带位置局部沉陷等原因产生的车辙。

泡沫沥青就地冷再生技术在红绿灯路口应用时，应采取加厚双层面层结构、掺加增强纤维、抗车辙剂或在沥青面层跟再生层间加铺一层土工格栅等面层加强措施提高沥青混凝土的抗变形能力。

2、基层损坏严重的路段不宜使用；

泡沫沥青就地冷再生技术只对路面结构的面层和基层顶部产生损坏，处理深度有限，一般不超过20cm的路面，对基层损坏不能有效处理。

当基层遭到严重破坏，承载能力损失较多，出现较严重翻浆、沉陷等深层次的病害时，宜采用全深式厂拌再生。将旧沥青路面面层、基层材料全部铣刨，运送至再生厂，根据需要添加新料，通过固定的再生设备加入泡沫沥青，在常温下拌和形成新的再生混合料，运回至道路施工现场，使用摊铺设备进行摊铺，压实成型后，成为路面一个结构层次。

3、路基不均匀沉降严重，需大幅改善纵坡路段不宜使用；

由于泡沫沥青就地冷再生厚度及工艺限制，产生的再生混合料不足以大幅度调整路面线形。

4、冬季低温气候条件下不宜施工。

根据本工程现场施工实例，当冬季气温施工时，由于沥青铣刨料、碎石等新集料温度过低，影响沥青胶浆与集料的粘结效果，泡沫沥青不能有效包裹大粒径集料，再生混合料中易出现沥青结团或沥青丝，泡沫沥青不能有效均匀分散，不利于材料整体强度和刚度的形成。

冬季低温施工时应适当增加沥青温度，加强沥青与再生机间传输管道的保温措施，当集料温度低于10℃时不得进行冷再生施工。

五、结语

随着公路建设浪潮的退去，公路养护是下阶段公路工程的重点工作，在注重公路养护工程质量、安全和寿命的同时，绿色、环保、可持续更是将来公路工程发展的新方向。泡沫沥青冷再生技术对旧沥青路面进行再生用于公路的养护维修，不仅可以将原有的路面材料再生使用，保护环境、节省资源，降低工程造价，而且通过再生技术还可以矫正原有路面材料的缺陷，改造原有路面的结构，延长路面的使用寿命，可在公路大中修工程中推广和应用。

参考文献：

[1]刘艳.泡沫沥青就地冷再生技术在沥青路面维修中的应用[J].中国科技信息，2013，（10）：90.

[2]公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规程：DB33/T715-2008（2015）[S]，2008.

[3]公路沥青路面再生技术规范：JTGF41-2008[S]，2008.