泡沫沥青冷再生施工技术在某高速公路改扩建中的应用

2011-01-20郭俊娥

河南建材 2011年3期

关键词：摊铺机摊铺泡沫

郭俊娥

陕西铁路工程职业技术学院（714000）

泡沫沥青冷再生施工技术在某高速公路改扩建中的应用

郭俊娥

陕西铁路工程职业技术学院（714000）

泡沫沥青冷再生技术是将铣刨的废料进行回收,经过冷再生处理后用于路面建设，通过介绍该技术在某高速公路改扩建的应用，建议在以后高速公路改扩建施工中推广使用该技术。

泡沫沥青；冷再生技术；施工；高速公路

泡沫沥青冷再生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，并在很短的时间内让沥青泡沫破裂。当泡沫沥青与集料接触时，沥青泡沫化为数以万计的“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[4]。

1 工程概况

某高速公路改扩建项目线路全长130 km,双向八车道。面层部分采用沥青混合料，分三层施工，下面层采用A-70#道路石油沥青，ATB-30结构，厚度为12 cm；中上面层采用SBS改性沥青，采用A-90#道路石油沥青，中面层混合料为AC-20结构，厚度为6 cm,下面层混合料为SMA-13结构，厚度为4 cm。

该高速公路互通匝道使用15 cm泡沫沥青混合料代替12 cm厚ATB-30下面层,这样增加了沥青稳定层的厚度，增强了结构层的强度、抗疲劳和抗水损害的能力，而且还可以有效地抑制二灰碎石基层材料干缩和温缩变形引起的反射裂缝问题。

2 泡沫沥青混合料配合比设计

控制发泡量是泡沫沥青冷再生技术的一个难点,量多或者量少都会影响路面强度。温度、水量、气压是决定发泡量的重要因素，经过研究，水温160℃、水量2%、气压5.0 MPa为最佳发泡条件，沥青用量则控制在2.1%为宜。

2.1 目标合成级配设计

取具有代表性铣刨的旧料RAP样品,进行室内筛分试验，分析调整其级配组成，若铣刨旧料级配组成不能满足该级配范围的要求,则加入部分新料，将级配调入该级配范围，最终确定设计合成级配。

2.2 沥青发泡特性试验

对选用的沥青，在不同温度、不同用水量条件下进行发泡试验，测定泡沫沥青的膨胀率和半衰期,要求膨胀率不小于10，半衰期不小于8 s，并由这两个指标确定沥青发泡的最佳温度为160℃，最佳用水量为2%。

2.3 配合比设计

1）通过铣刨废料及现场进购的石屑级配情况，经掺配确定出2～3条泡沫沥青再生料级配，并确定各种材料比例，见表1。2）通过重型击实试验,确定合成级配的最佳含水量为5.8%，最大干密度为2.42 g/cm2。

表1 通过以下筛孔质量百分率（%）

3 泡沫沥青的施工要点

3.1 泡沫沥青再生结构层的施工

3.1.1 总体施工方案

采用维特根KMA200厂拌设备进行泡沫沥青再生混合料的集中拌和,并由自卸车运至现场,2台ABG525摊铺机半幅全宽铺筑。

3.1.2 施工前的准备工作

1）封闭交通。2）准备原道路:①清除下承层表面（包括不需要再生的相邻行车道和路肩）的石块、垃圾、杂草等杂物；②清除积水。3）旧路面铣刨与铣刨料的堆放:对旧路面进行既定深度的铣刨，铣刨速度控制在6～7 m/min。4）下承层准备:①路面铣刨后，清除所有夹层，清扫所有松动材料；②对原路面进行弯沉测试，根据控制指标要求，对破损基层进行处理，保证处理位置的压实。5）测量准备:复核水准点高程，检查下承层标高，用粉笔标出导向线，在摊铺段外测沿边线定边桩，每隔10 m测定一点控制高程和横坡度，计算和标定钢丝悬挂高度。

3.2 再生混合料的拌和

3.2.1 热沥青供应

1）选择保温性能好的沥青储存罐或沥青罐车。2）沥青装车温度160～170℃,现场沥青温度不得低于150℃。3）避免长时间沥青保持180℃以上。

3.2.2 水的供应

1）必须有稳定连续的干净水供应6吨/小时。2）利用水车的水泵往KMA200补水。

3.2.3 水泥供应

1）根据日水泥消耗量，及时补充水泥。2）水泥可以在工作中连续添加，但必须保证罐内剩余水泥数量不低于1/3。

3.2.4 KMA厂拌

利用维特根KMA200进行再生混合料的拌和。装入KMA200的各组成材料通过设备的微机控制系统自动调整比例以符合设计级配。RAP中的超粒径颗粒由一定尺寸的过滤筛孔进行去除，以保证混合料的级配和性能。沥青罐车和水车与KMA200相接，提供混合料所需的泡沫沥青。进行沥青发泡之前，应检查罐车中的沥青温度是否符合要求，若低于发泡温度则不予使用。通过KMA200上的试验喷嘴可检验现场沥青发泡效果。

3.3 运输要求

1）泡沫沥青混合料采用干净、有金属底板的自卸汽车运输，车槽内以及车辆底部及两侧均应清扫干净。2）车辆的运输能力应大于拌和能力和摊铺能力,使摊铺机连续均匀不间断地进行铺筑。3）运料车应分两次进行卸料，第一次卸料斗起升高度为其总起升高度的一半,第二次将随着摊铺机的不断前进和进行混合料摊铺,配合摊铺机逐渐起升料斗进行卸料。4）运输过程中，运料车辆均有蓬布覆盖并扣牢。

3.4 摊铺要求

1）普通摊铺机即可摊铺泡沫沥青再生混合料，且熨平板不必预热。2）为了保证路面的厚度和提高基层的平整度，沥青混合料再生基层采用钢丝引导的高程控制方式。3）摊铺速度应根据拌和机产量、运力配置情况、摊铺宽度和厚度等条件，做到匀速、连续不间断地摊铺。4）泡沫沥青混合料的摊铺应保持连续、均匀、不间断的摊铺，并使混合料在布料槽中的高度，保持在中轴以上。5）雨天不能摊铺，若气温低于10℃，也应停止摊铺。

3.5 碾压

在压实过程中应根据表面是否出现过振现象而调整压实遍数；振动压实结束，胶轮压实过程中根据表面含水量决定是否补充水分;碾压应从低侧到高侧，从外侧到内侧进行，压路机起步和刹车动作要缓，初压速度宜为1.5～3 km/h，复压和终压速度宜为2～4 km/h。

3.6 养生

碾压完成并经压实度检测合格后即开始自然养生，养生时间不宜少于7 d,如出现再生层含水率低于2%或再生层可取出完整的芯样也可以提前结束养生,之后进行上覆沥青层的铺筑。铺筑上层时应喷洒粘层油。

4 优势

与传统施工技术相比，具有以下优点:1）泡沫沥青具有混合料存储时间长、抗剪切强度高、粒料对水的敏感度小等优势。同时，泡沫沥青冷再生技术还可有效解决路面裂缝，传统公路养护造价高、浪费资源、污染环境等缺陷。2）新技术还可以提高施工进度。泡沫沥青采取自然养生，在暑期两天内就可完成，而传统的洒水养生，时间长达7天。3）在节约能源方面，泡沫沥青的优势非常明显，在传统设计中，下面层沥青用量是3.5%，中面层沥青用量4.4%，而采用泡沫沥青冷再生技术，充分利用废料，节约碎石，铺筑在硬路肩取代了中、下面层，只需沥青用量2.1%，相当于节省了一半用量。