泡沫沥青冷再生施工技术要点分析

泡沫沥青冷再生施工技术要点分析

程林

河南高速公路监理咨询有限公司

摘要：泡沫沥青是一种粘聚性强且稳定的新材料，将其用于泡沫沥青冷再生施工，可以充分回收利用旧路面废料，不仅有利于环保，还有利于节约成本，因此，开展泡沫沥青冷再生技术研究具有重要意义。本文以厂拌泡沫沥青冷再生技术为研究对象，依托具体工程案例，阐述了施工技术要点和质量检测等内容，以期全面提升工程施工质量。

关键词：路面工程；泡沫沥青；冷再生

引言

自上世纪80年代之后，我国经济迅速腾飞，取得了令人瞩目的成绩。作为基础设施行业，公路工程建设领域也得到了长足发展。近年来，交通量越来越大，在行车荷载和自然因素的长期作用下，很多路面出现了病害问题，为有效改善路面使用性能，如何做好养护维修工作成为了人们关注的焦点。冷再生作为一种常用的路面养护工艺，因其污染小、操作简单、成本低、养护效果好等优势得到了广泛应用。

一、工程概况

某公路项目为改扩建工程，起止桩号为k47+210~k57+370，全线长10.16km。为提高路面行车舒适性和安全性，改善原路面使用性能，决定在路面行车道全部面层挖补后，铺筑厂拌泡沫沥青冷再生下面层，为12cm厚。

二、泡沫沥青冷再生技术原理

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的再生利用。这项技术可以充分发挥旧沥青的应用价值，实现旧路面材料的循环利用，保护生态环境，降低资源浪费。此外，还能把半刚性路面结构向半柔性结构路面转变，延长路面使用寿命。

泡沫沥青也被称为膨胀沥青，其技术原理为向热沥青内注入一定量的常温水，促使其不断膨胀，产生沥青泡沫，极短时间内沥青泡沫便会破裂，一旦泡沫沥青和集料接触，沥青泡沫就会瞬间转化为大量“小颗粒”，并均匀洒布在细集料表面，形成黏有大量沥青的细料填缝料，随后通过一系列施工工序，粗料间的空隙将被此类细料充分填充，起到砂浆作用，实现混合料稳定。一般来讲，在沥青下面层和基层可使用此类材料，且具有突出的性能优势。其优点如下：

第一，可实现沥青面层和基层材料全厚式再生；

第二，可实现半刚性基层向半柔性基层转化；

第三，仅需加热沥青材料，无需对集料加热，节约能源；

第四，养护周期短，可缩短工期，对交通干扰小。

二、泡沫沥青冷再生混合料性能分析

水泥对泡沫沥青冷再生混合料性能影响较大，水泥掺量不同，则对沥青混合料的性能影响程度也有所不同。本文采用四种不同水泥掺量进行混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性对比分析，由此确定最佳水泥掺量。

1、高温稳定性

泡沫沥青冷再生混合料高温稳定性检验时，采用动稳定度指标，经车辙试验结果可知，当水泥含量为0%时，动稳定度平均值为2461次/mm；水泥含量为1%时，动稳定度平均值为3103次/mm；水泥含量为2%时，动稳定度平均值为3410次/mm；水泥含量为3%时，动稳定度平均值为3462次/mm。相比规定值≥2400次/mm，水泥含量0%~3%时均可满足要求。当掺加水泥后，泡沫沥青冷再生动稳定度将随着水泥掺量的增加而增加，其原因在于掺加水泥后，泡沫沥青冷再生混合料强度、刚度将随之增大，从而提升其抗车辙性能。

2、低温抗裂性

当沥青老化后，其粘度将大幅下降，从而影响混合料的低温性能。为此，于泡沫沥青冷再生混合料而言，当掺加废旧沥青材料或采用冷拌方式的情况下，必定会影响混合料的低温性能。为测定掺加水泥后泡沫沥青冷再生混合料的低温性能，本文采用低温弯曲试验进行分析，最大弯拉应变为检测指标，所得结果为水泥含量为0%时，混合料最大弯拉应变平均值为2945με；水泥含量为1%时，混合料最大弯拉应变平均值为2890με；水泥含量为2%时，混合料最大弯拉应变平均值为2690με；水泥含量为3%时，混合料最大弯拉应变平均值为2245με。相比规范值，最大弯拉应变值≥2500με，其中水泥含量为3%时，不符合规范要求。通过分析可知，水泥含量越高，泡沫沥青冷再生混合料破坏应变越小，表明掺加水泥后，将会对泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂能力造成不利影响。尤其是3%水泥掺量的情况下，其最大弯拉应变值为2245με，小于规范要求。换言之，掺加水泥之后，再生混合料将会具备刚性材料特性，温度下降，再生混合料极易被破坏。

3、水稳定性

泡沫沥青冷再生混合料水稳定性检测，本文采用了两种试验方法，即浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验。具体结果如表1所示。

                              表1  试验结果

由表1可见，当水泥含量为0%时，泡沫沥青冷再生混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度均小于掺加水泥的混合料值，同时相比规范值≥75%，均无法满足规范要求，表明未掺加水泥的情况下，泡沫沥青冷再生混合料抗水损害能力较差。当水泥掺量为1%~2%的情况下，残留稳定度和冻融劈裂强度比均有所提升，但随着水泥掺量的增加，增长趋势逐渐趋于平缓。例如水泥含量为3%时，其冻融劈裂强度比仅比规范值大了一点，表明水泥掺量过大，将会降低混合料的水稳定性。为提高泡沫沥青冷再生混合料性能，应在1%~2%之间确定水泥掺量。

三、泡沫沥青冷再生施工技术要点

1、施工前准备

第一，封闭交通。施工前，为保证道路施工安全，必须封闭交通，时间为施工前1周至养护结束，并在明显处设置警示牌，提醒路人和车辆绕道通行。

第二，机械准备。根据工程量和施工进度，合理安排机械设备，并做好组合配置，保证机械设备配置合理化。此外，还要提前做好机械调试和试运行，避免施工过程中出现故障影响整个施工进度。

第三，原材料准备。按照配合比设计，提前准备好旧料、泡沫沥青、水泥等材料，保证材料各项技术指标均满足施工规定。

第四，原路面铣刨。根据设计要求，铣刨原路面，行驶速度不宜过快，可控制在4~6m/min。保证铣刨面平整、洁净。

第五，下承层处理。施工前，先确定下承层的平整性和密实性，保证其强度满足规定要求。摊铺前，要将乳化沥青喷洒在下承层表面。

2、施工流程

第一，试验段铺筑。施工前，为保证后续施工质量，可在主线上选取试验段，长度为200m，其目的是为了从施工工艺、施工管理、工程质量以及施工安全等方面验证材料施工配合比及施工方案等的可行性, 为大面积施工提供技术参数。

第二，拌和。本工程采用的是厂拌冷再生施工方案，因此，拌和时，需采用专用拌和设备，保证其拌和能力和摊铺能力相匹配，一般不得低于200t/h，拌和后，要保证冷再生混合料均匀、无花白、离析等问题，若不符合要求，则不得用于施工。

第三，运输。采用15t以上自卸汽车运送混合料，其运输能力必须保证摊铺连续性，一般在摊铺机前可停留2、3辆运输车，保证运能大于拌和能力和摊铺能力，严禁出现摊铺机等料现象。在向料车内装料过程中，为避免混合料离析，需前后多次移动车辆，保证装料均衡。为避免材料温度、湿度散失过快，可将篷布覆盖到车顶部。

第四，摊铺。冷再生施工不同于热再生，摊铺时无需加热熨平板，可综合考虑拌和能力、运输能力、摊铺宽度和厚度等因素，确定摊铺速度，保证摊铺均匀、缓慢、连续。为保证路面摊铺之后，平整度满足设计要求，摊铺机行驶速度不宜过快，需保持匀速、缓慢前行，速度控制在2~4m/min。在摊铺施工过程中，需做到连续不间断施工，尽可能减少停机次数。若混合料在摊铺之后，出现明显的波浪、裂缝、拖痕等情况，需马上暂停摊铺施工，找出原因，及时处理。根据试验段铺筑情况，在本工程摊铺施工中，需在1.25～1.30之间控制松铺系数。此外，若施工当天，气温低于10℃，或降雨，则不得施工。

第五，压实。根据再生层厚度、压实度要求等准确选择压路机型号和数量。按照相关规定，当摊铺宽度在4.5m以内时，所选压路机设备主要包括：一台16t以上单钢轮振动压路机、一台25t以上胶轮压路机、一台11t以上双钢轮振动压路机。反之，若单幅摊铺宽度在4.5m以上，则需按照上述设备各配置2台。为提高路面外观质量，压路机碾压施工前，需保证压路机钢轮洁净、无水锈，避免无法碾压作业面。基于本工程实际情况，还需采用胶轮压路机，碾压过程中为避免混合料与车轮粘黏，需提前在胶轮上涂擦清洗液，保证施工质量。一般碾压施工分为3个阶段，初压时，采用双钢轮压路机进行施工，碾压遍数为1~3遍。第一遍以静压方式为准，在未出现混合料推移的前提下，其他碾压遍数可采用振动压实方法。碾压速度不宜过快，可控制在1.5～3km/h，。复压时，以单钢轮压路机为主，碾压遍数为3~5遍，主要以振动压实为准，碾压速度控制在2～4km/h。终压时，压实设备采用轮胎压路机，碾压遍数为4~6遍，采用静压方式。若无法满足施工规定，则可采用双钢轮压路机静压收光，碾压速度控制在2～4km/h。

第六，养生。在交通封闭条件下，冷再生层采用自然养生即可。当再生层钻芯取样，取出的芯样完整或含水率在2%以下时, 便可结束养生。

四、结束语

综上所述，冷再生是沥青路面养护施工技术的重要类型之一，不仅具有重要的经济价值，还能够保护生态环境，因此，开展泡沫沥青路面冷再生养护施工技术研究具有重要的意义和应用价值。

参考文献：

[1] 黄永林，许汉刚，蒋新.用层析成像方法检测隐蔽工程结构缺陷[J].地下空间与工程学报，2013(5):38-39.

[2]秦永，徐振彭，李磊.乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计及性能研究[J].黑龙江交通科技，2018(10):57-59.

[3]兰青，徐伟，赵劲松，等.高比例RAP厂拌热再生沥青混合料在广惠高速公路试验与评价[J].公路工程，2013(4):79-83.

[4]常睿，郝培文.聚酯纤维复配RET改性沥青混合料的技术性能[J].江苏大学学报（自然科学版），2017(4):484-490.

[5]吕悦晶，应保胜，邹丽琼，等.随机荷载作用下沥青路面应力应变分析[J].公路工程，2018(1):94-101.

[6]林忠.沥青路面就地冷再生技术的应用研究[J].江西建材，2015(11):147.