泡沫沥青冷再生技术的应用

2016-02-05□文/杨云刘志

天津建设科技 2016年6期

□文/杨云刘志

泡沫沥青冷再生技术的应用

□文/杨云刘志

随着我国公路建设水平和规模的不断发展和建设时间的增加，很多高等级公路已陆续进入维修养护和改造阶段，每年路面修缮改造会产生大量的沥青废弃料。泡沫沥青冷再生技术能够充分利用这些资源，实现旧沥青混合料的“废物利用”，减少资源的浪费，保护生态环境。同时，该技术也可以将半刚性路面结构转变为半柔性路面结构，可以起到延长沥青寿命的效果。

泡沫沥青；冷再生；循环利用

泡沫沥青冷再生技术是指使用泡沫沥青代替传统的石油沥青并将原沥青路面面层进行洗刨，将洗刨料作为集料，掺加部分新集料和水泥等活性填料混合、碾压作为路面的基层或垫层使用，从而实现旧路面充分利用的一种技术工艺。该技术与传统工艺相比，充分利用了原路面的洗刨材料，将原老化沥青的活性进行了激活，可以实现材料的循环利用，起到了节约资源，降低工程成本等作用。

泡沫沥青冷再生技术在提高道路性能等方面也有一定的作用。国内外学者也对此做了不少相关研究，张秋芳[1]通过对泡沫沥青冷再生材料以及泡沫沥青冷再生材料技术的研究，说明了泡沫沥青冷再生技术对增加半刚性路面柔度、提高基层稳定度，延长沥青寿命等作用。徐金枝[2]等针对该技术在高速公路的应用及评价，说明了该技术在快速开放交通和减少路面收缩缝产生方面的优点。为探索和研究泡沫沥青技术在公路大修中的应用，在G205天津段(宁河北辰界—外环线)国道改造示范工程中，采用泡沫沥青冷再生技术中的厂拌再生工艺进行大修。

1 工程概况

该工程道路等级一级，道路全长为16.325 km，路面宽度24～28 m。道路路面结构为4 cmAC-13SBS改性沥青混凝土+8 cmAC-25SBS改性沥青混凝土+18 cm泡沫沥青再生+18cm二灰碎石+15cm12%石灰土+ 15 cm10%石灰土。

2 施工工艺

泡沫沥青冷再生技术的施工方法可以分为厂拌法和就地再生方法两种，在此采用厂拌法进行施工，具体施工工艺流程见图1。

图1 厂拌泡沫沥青冷再生施工工艺

2.1 原路面铣刨及铣刨料的预处理与堆放

使用德国维特根W2000型铣刨机对原路面进行铣刨，铣刨宽度2 m、厚度12 cm。在该过程中，控制铣刨机的铣刨速度对控制材料的集配等方面起到了重要作用。为此，在旧路面全面再生前，根据铣刨机功率和不同集配要求，对不同的铣刨速度进行了试验研究，最终将铣刨速度确定在在7～8 m/min区间。

洗刨后，路槽要平整坚实且预留一定的横坡，避免薄夹层的产生。摊铺再生混合料前，应安排人员对路槽进行清扫和检查，对强度不满足设计规范要求的，进行补强处理。

铣刨料产出后，应对其中超颗粒粒径含量和材料变异性进行检测，不满足要求的采用二次破碎的方法进行处理，在运输过程中一定要注意保持铣刨料的干燥、洁净以及粒料的级配变异性。铣刨料按照设计要求分两档（0～15 mm和15 mm以上的）堆放并严格控制铣刨料的堆放高度，避免二次离析。

2.2 生产配合比设计及验证

1）原材料。采用AH-70A道路沥青；水泥采用初凝时间不小于3 h，终凝时间在6 h以上的42.5 MPa普通硅酸盐水泥；铣刨料、石屑要求符合标准，见表1-表4。

表1 沥青检测结果

表2 沥青发泡性能试验结果

表3 铣刨料检测结果 %

表4 石屑检测结果 %

2）生产配合比调试。根据铣刨料、集料及水泥的集配情况，参考目标配合比，最终确定的集料配合比设计为75%的铣刨料＋25%的石屑(0～5 mm)＋1.5%水泥，泡沫沥青用量（3.0±0.1）%，发泡温度（160±2）℃，发泡用水量3.0%，见图2。配合比采用马歇尔击实法成型试验，以马歇尔稳定度和劈裂强度作为评价泡沫沥青混合料强度的关键指标。

图2 泡沫沥青再生混合料集配曲线

3）验证（试验路段）。正式摊铺泡沫沥青冷再生混合料前，首先在施工段内铺筑了200 m试验路段。验证现场材料的级配和生产配合比，确认按照生产配合比铺筑后检测各项指标均符合标准要求；检测摊铺厚度及速度，计算再生层的松铺系数并检验各种施工机械的效率及组合方式的匹配程度能否满足使用要求。

2.3 泡沫沥青混合料拌和

在混合料拌和过程中，要注意经常观察拌和是否均匀，一旦发现出现条状或结团等现象，立即停止生产，进行检查调试。工作班结束时，应对本班的材料使用量和混合料拌和量进行统计并记录，计算用量与设计容许值之间的差别，是否符合要求进行评定。对不符合要求的，尽快做出相应调整。泡沫沥青再生混合料拌和完成时，尽快运输至现场进行摊铺、压实等处理。

2.4 泡沫沥青混合料运输

混合料的运输宜采用较大吨位运料车，使其运力稍有富余。在施工过程中，摊铺机前方要有运料车等候。运输过程中，混合料要采用苫布进行覆盖，防止材料水分的蒸发或遭雨水侵蚀。

过去很多农村饮水工程硬件不配套，工程建成后一些群众在水表前加三通或其他方式偷水，还有的工程高位蓄水池没有水位控制系统，工程管理人员较多，工程管理难度较大。针对农村饮水工程点多、面广、线长和水源距离远、管线跨度大、供水点情况不同的实际情况，宁夏大胆引入先进的信息科技，加强工程硬件设施建设，如联户水表井、自动化控制系统等，逐步破解管理难题。

2.5 泡沫沥青混合料的摊铺

混合料的摊铺采用摊铺机自动找平的方式进行。摊铺机在摊铺工程中应保持摊铺速度在2～5 m/min的范围内且不间断停顿，保证摊铺的均匀且预防再生混合料的离析。一旦发现有裂缝、波浪、拖痕等现象发生，应立即停止作业，找到原因立即排除并且在摊铺过程中要时刻检查摊铺厚度是否合格且均匀；路拱、横坡是否满足要求，对于发现存在缺陷的部位，应尽快进行修补，如果问题十分严重，则应更换混合料整层除去后重新摊铺。

2.6 泡沫沥青混合料的碾压及成型

混合料摊铺后要及时压实，压实时的工艺流程：双钢轮压路机静压→单钢轮压路机高幅低频强振压实→单钢轮压路机高频低幅弱振压实→视表面干燥情形决定是否洒水→轮胎压路机压实。

2.7 过程主要控制指标及质量验收数据

主要控制指标包括泡沫沥青膨胀率、半衰期，集料性质及混合料路用性能等指标。经过检测，各项标准均满足了规范要求，见表5。