泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及施工技术

泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及施工技术

李孟 ,曲恒辉 ,冯美军 ,朱辉

山东高速材料技术开发集团有限公司  山东济南 250014

摘要：早在20世纪50年代，美国科学家就发现了在高热的沥青中加入适量的水，会由于水的汽化而使沥青出现大量的泡沫，增大自身的体积。这种状态下的沥青因为整体的黏度较低，所以具备拌和所需的性质，但是整体的技术发展并不成熟。到了20世纪90年代，随着沥青的相关发泡工艺及设备等整体的改进和提升，泡沫沥青技术得到了更加有效的应用。近几年，对环境保护的重视及资源再利用的提出，促进了废旧路面的可再生利用，因此泡沫沥青冷再生技术可以有效发展。目前，我国的相关技术仍旧处于起步状态，相关部门开始将该项技术作为重点的科研项目。

关键词：泡沫沥青；冷再生；混合料配合比；设计；施工技术

1泡沫沥青冷再生混合设计工程

1.1原材料试验

此次研究使用的70号A级道路是由沥青进行整体的泡沫沥青制备研究，对其基本的技术性能进行研究。试验中的整体规范都可以满足相关的要求。试验中所选用的发泡温度为150℃、160℃、170℃，通过测定不同温度中的不同发泡用水量，对其半衰期和膨胀率等进行测试。选用WLB10S沥青发泡剂作为本次试验的测试机，选取固定的喷射压力作为本次实验的控制条件，选用加热至75℃的钢制量筒作为本次试验的容器，通过进行试验来确定相关的技术参数。不同的温度下，沥青的膨胀率和发泡温度及用水量之间的关系成正比；半衰期与发泡温度、用水量之间的关系成反比。结合以往的研究成果可知，膨胀率较大及半衰期较长可以使泡沫沥青同废旧的公路沥青材料间进行最好的拌和效果。

1.2铣刨料(RAP料)

封闭施工试验段交通，清除原路表面碎石块、垃圾等杂物及积水，采用专用铣刨施工设备对原路面4cm上面层进行挖除、铣刨，并破碎至规定厚度。对获得的铣刨料采用专用运输设备回收，运输至拌和厂集中统一处理，应防止在RAP料堆放和生产过程中发生固结成团现象。在进行泡沫沥青配合比设计之前，抽取一定代表性的RAP料进行性能测试及分析。从RAP料测试结果可知，尽管原路面已通车5年以上，但铣刨得到的RAP料的性能仍能满足再生的要求。

1.3混合料配合比设计结果验证

按照选定的矿料混凝土配合比、最合适油石比、检测实验室完成的混凝土试件，进行水泥混凝土性和较低温度抗裂度实验。为了保障实验结论精确可信，合理有效引导混合料混凝土配合比设计方案，按照沥青混凝土实验标准规范和工艺进行实验，并严格要求遵循标准规范实际操作，取得精确的数据信息结论，合理有效引导沥青混凝土工程施工。利用残余稳定性实验，得出结论残余稳定性数据信息标准，标准如下所示：体积计算标准在3.5%～5.0%，稳定性>10kN，流值在1.5～4.5/（0.1mm）左右，疲劳寿命≥10000次，动稳定性≥3000mm，车辙最终变形量<2.5mm，残余稳定性≥85%，冻融劈裂强度比≥80%，较低温度弯曲应变≥2600×10-6。冻融劈裂强度实验表明，3种混合料的强度分别为88.04%、88.56%、87.31%，均符合大于80%的标准规范，满足条件。较低温度弯曲实验表明，3种混合料的较低温度弯曲应变分别为2890.21×10-6、2885.34×10-6、2748.59×10-6，均满足≥2600×10-6的标准规范。

2施工工艺流程

2.1施工前的准备工作

封闭施工路段交通，将原旧路面上碎石块、垃圾、杂草及积水等清除干净，利用专用施工器具对原旧路面进行破除、铣刨至规定厚度。复核原旧路面各项指标，如标高、弯沉、平整度等，对原旧路基的疏松、沉陷、脱空等病害进行提升、加固、维修等处理。检查水准点坐标及相应标高，用红色油漆标出导向线和两侧线，利用钢纤架、钢丝绳和紧线钳等工具调整好新摊铺厚度基准面。

2.2厂拌冷再生

在实际的施工过程中，若因为某些原因需要对路面进行铣刨并移出原地，或进行有堆置的沥青路面铣刨料施工时，需要厂拌法进行具体的工程施工。使用厂拌冷再生的主要优点是可以有效改善路面的整体结构性能，同时可以最大限度地保障原有路面的整体情况，确保其可以对路面基层进行有效的修复。在具体的工程设计中，需要确保整体的施工满足所需的性能，将泡沫沥青再生结构层的表面进行充分的沥青覆层，以此确保整体的结构完整，有效提升整体的质量。进行厂拌冷再生的工程施工过程主要包括对原路面进行铣刨、对铣刨料进行破碎和堆置处理、对再生料进行摊铺及碾压等几项操作。

2.3就地冷再生

在工程施工过程中，可以使用就地冷再生将原有的旧路面进行铣刨和破碎等，同时添加稳定剂和新的集料进行拌和、碾压操作，以此形成稳定的再生结构层。就地冷再生可以有效地对路面的形状进行高质量的恢复，同时可以将路面的车辙印、开裂及不平整的地方进行有效的修复。由于就地冷再生技术可以充分利用原有路面的材料等，因此其可以有效地降低施工过程对交通等的影响，也可以保护环境，其便捷的就地冷再生操作可以免去材料运输到场的时间，进而提升整体的施工效率。

2.4运输、摊铺及碾压

装载泡沫沥青混合料的自卸车辆车槽内应清扫干净且自带金属底板，装料时应从车槽前部、后部和中部依次装料。混合料运输途中，车辆车槽应有蓬布覆盖并扣牢，其主要目的是防止泡沫沥青再生混合料在运输过程中散失水分。根据现场施工实际情况，综合考虑KMA200沥青冷再生设备的生产能力与摊铺机的输出量及运输量的平衡关系，为确保摊铺机连续作业，摊铺速度控制在2～3m/min。摊铺机外侧采用钢丝绳引导的高程控制方式进行摊铺，以控制路面厚度和平整度，在摊铺过程若发现局部离析、厚度不足等质量问题时立即进行跟踪检测，并及时修补调整。初压利用单钢轮振动压路机强振、弱振各1遍，每次错开1/3轮碾压；复压紧接着初压进行，利用双钢轮振动压路机强振、弱振各1遍，每次错开1/3轮碾压；终压跟着复压进行，接着利用胶轮压路机洒水压实2遍，同样错开1/3轮碾压。初压速度为1.0～2.0km/h，复压和终压速度为2.0～3.0km/h。另外，在压实过程中根据表面是否出现过振现象而调整压实遍数，稳压后应清除接缝处多余材料，以提高路面平整度。

2.5养护

摊铺好的泡沫沥青路面应严格封闭交通，进行覆膜养生2～3d，总体养生时间≥7d。养生期内应做好路面保护，不得造成污染，严禁在养生期路面上堆放施工产生的废料。同时应时刻关注养生期间的天气情况，排查排水设施是否堵塞，保证雨天及时排水，保证正常养生。

3结论

泡沫沥青冷再生路面施工工艺是将原沥青路面面层进行铣刨获得RAP料，运输至沥青拌和厂，根据RAP料的特点破碎、过筛，以一定的掺入比例与新加入矿料进行拌和并喷入适量的泡沫沥青，进而生产泡沫沥青冷再生混合料，通过运输车辆将其运送到施工现场，进行摊铺碾压养生，最终形成路面结构的施工工艺。案例工程使用该工艺后，路面质量检测结果全部合格。

参考文献：

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