公路工程泡沫沥青冷再生施工技术研究

朱慧芳

摘 要：近年来，由于交通压力的不断增大，很大程度上影响了沥青路面的使用性能，给沥青路面带来了大量病害问题。为解决路面病害，必须重视路面养护施工。泡沫沥青冷再生技术在公路路面养护施工中的应用，可以重复利用旧沥青混合料，还能节约资源、保护环境，具有良好的经济效益与环境效益。为此，本文在全面了解泡沫沥青冷再生混合料性能的基础上，结合具体案例，对公路工程泡沫沥青冷再生施工技术要点进行了分析与探讨。

关键词：公路工程;泡沫沥青冷再生;性能分析

中图分类号：U416.26 文献标识码：A

1 泡沫沥青冷再生混合料性能分析

泡沫沥青也被称为膨胀沥青，主要由泡沫沥青、矿料、水等材料组成的复合体，材料的性质及相互作用直接决定泡沫沥青冷再生混合料的微观结构与宏观性能，为此，本文重点对混合料的水稳定性、无侧限抗压强度进行了分析。

1.1 水稳定性

于泡沫沥青冷再生混合料来讲，泡沫沥青用量、水泥用量、养护时间等均会对其路用性能产生不同程度的影响。在我国沥青路面病害中，最常见、最严重的为水损害，水稳定性能否达到设计要求，对路面质量影响较大，为此必须做好水稳定性分析。本文通过残留稳定度、劈裂强度比两个指标对泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性进行综合评价。按照现行技术规范，在马歇尔稳定度试验（40℃）条件下，马歇尔稳定度<5.0 kN（基层、底基层）;浸水马歇尔残留稳定度>75%;冻融劈裂试验TSR≥70%。

在浸水马歇尔试验中，分别对浸水0.5 h、48 h的试件进行马歇尔稳定度测定，随后进行残留稳定度计算。冻融劈裂试验时，主要对冻融循环前后的试件劈裂强度进行测定，随后进行冻融劈裂强度比计算。当残留稳定度、劈裂强度比值增加，则表明混合料的水稳定性就越好。本文采用A级配混合料进行分析。

（1）浸水马歇尔试验中，当沥青用量为1.5%时，残留稳定度为77.77%;当沥青用量为2.0%时，残留稳定度为83.94%;当沥青用量为2.5%时，残留稳定度为89.36%;当沥青用量为3.0%时，残留稳定度为83.10%。

（2）冻融劈裂试验中，当沥青用量为1.5%时，劈裂强度比为67.26%;当沥青用量为2.0%时，劈裂强度比为77.64%;当沥青用量为2.5%时，劈裂强度比为81.99%;当沥青用量为3.0%时，劈裂强度比为82.04%。

由此可见，A级配的稳定度与设计要求规范值相符，且在其以上。且随着泡沫沥青用量的增加，稳定度也会随之增加，但增加至一定程度之后，伴隨泡沫沥青用量的增加，稳定度却会逐步下降。也就说明，沥青增加到一定量时可达到改善泡沫沥青混合料水稳定性的目的，但其存在一个最佳范围，本试验中沥青用量为2.5%时为最佳值。

1.2 无侧限抗压强度

无侧限抗压强度是反映路面材料力学性质的一个技术标准，按照现行试验规程，可对不同沥青用量下，A、B、C三种级配的泡沫沥青混合料的抗压强度进行测定，结构如表1所示。

由此可见，A级配混合料试件的无侧限抗压强度范围为1.42 MPa～2.05 MPa，B级配混合料试件的无侧限抗压强度范围为1.37 MPa～1.96 MPa，而C级配分为掺加水泥与未掺加水泥两类，其中掺加水泥的无侧限抗压强度范围为1.32 MPa～1.82 MPa，未掺加水泥的无侧限抗压强度范围为1.14 MPa～1.53 MPa，说明级配和无侧限抗压强度之间存在密切关联性，且是否掺加水泥，同样会影响混合料的无侧限抗压强度。

2 工程概况

某公路工程全长22.045 km，起讫桩号为K164+679～K186+724，属于双向四车道。82 cm路面结构总厚度，21.3（0.01 mm）为路面设计弯沉值。随着公路通行时间的不断增加，在行车荷载与自然因素的长期作用下，局部路段路面出现了不同程度的病害问题，如车辙、裂缝等。为恢复路面使用性能，提高路面服务质量，决定采用泡沫沥青冷再生技术进行路面施工。

3 公路工程泡沫沥青冷再生施工技术要点

3.1 拌和

泡沫沥青拌和前，需详细检查沥青温度情况，保证满足规范规定。此外，出料前，还要完成试拌，保证合格后，才能进行继续施工。拌和时，保证沥青混合料配合比准确，在最佳含水量允许范围内合理控制混合料含水量，拌和后，保证混合料均匀，无离析等情况。

3.2 运输

正式施工前，需合理安排运输混合料的车辆，保证车辆数量充足，防止后期摊铺施工不连续，影响施工质量。根据本工程实际情况，为满足泡沫沥青再生混合料基层施工需有4辆以上运输车在摊铺机前等待卸料，保证运输能力略高于拌和机产量。运输前，所有运输车辆及人员必须详细核对摊铺位置、运输路线、运输距离等条件。同时还要清理干净车辆内部，保证车厢清洁。在路基行驶时，运输车辆的车轮很可能粘黏灰尘，这种情况下，为保证不污染作业面，在车辆进入施工作业区域前，需将灰尘清理干净。车辆在施工现场掉头时，需设有明显标示，并指派专人负责，严禁在完成施工的粘层油上进行车辆掉头。为避免运输过程中材料出现离析现象，可采用“前、后、中”顺序装料。此外，还需要将篷布覆盖运料车上，从而达到防雨、防尘的效果。

3.3 摊铺

摊铺前，先将摊铺机行至施工作业面指定位置，随后根据工程实际情况，确定松铺系数与松铺厚度，其中松铺系数为1.33，松铺厚度为21 cm。根据工程实际情况，可采用两台摊铺机施工，并严控运行速度。在整个摊铺过程中，要做好摊铺厚度控制工作，不得超过允许范围。此外，还要做好含水量控制，不得超过最佳含水量允许范围的1.0%。运料车与摊铺机之间要保持一定距离，一般为10 cm～30 cm，避免碰撞。摊铺速度不宜过快，可控制在2 m/min～4 m/min之间。若在摊铺过程中，出现混合料离析或摊铺不均匀等情况，需及时进行处理。摊铺环节，还要随时关注天气变化情况，当出现下雨时，需马上暂停施工。

3.4 碾压

泡沫沥青冷再生施工对压实度要求较高，必须保证压实度在98%以上，并随时做好压实度检测，如不符合要求，需继续碾压，直至满足规范要求。根据施工要求，本工程可以分三阶段完成碾压施工。初压时，采用双钢轮压路机进行2～3遍静压，碾压速度为2 km/h～3 km/h;复压时，需采用两种压路机进行结合施工，前期采用双钢轮压路机按照“低频高振”施工方案进行施工，碾压遍数为2～3遍，碾压速度2 km/h～3 km/h，后期采用26 t胶轮压路机进行2～4遍静压，碾压速度为2.5 km/h～3.4 km/h;终压的目的为消除明显轮迹，因此，可采用双钢轮压路机进行1～2遍静压即可，碾压速度控制在2 km/h～3 km/h。在整个碾压阶段，严禁急转弯、急刹车，避免破坏基层。

3.5 养生

待完成上述施工后，便进入了养护阶段，一般情况下，需封闭交通，养护时间在3天以上，当满足下面条件时，可以提前结束养生。第一，泡沫沥青再生层钻芯取样所取芯样完整;第二，泡沫沥青再生层含水量在2%以内。结合试验段实际情况，3天后可以取出完整芯样，满足上述条件一，且压实度达到规范规定，可确定养护时间为3天。

4 公路工程泡沫沥青冷再生质量检测分析

本路段采用泡沫沥青冷再生技术养护施工后，针对工后不同时间段路面性能与破损情况进行了跟踪调查与分析，具体情况如下：

4.1 路面破损

针对路面破损检测，本文以工后7天、工后1年、工后2年为研究对象，根据长期观测分析，采用泡沫沥青冷再生施工后，可得工后7天路面破损率为0，工后1年路面破损率为0.015%，路面破损率虽有所增加，但增幅很小。工后2年路面破損率为0.52%，破损率明显增大，究其原因在于单面层防水能力相对较差，路面自由水下渗至泡沫沥青混凝土结构层和沥青混凝土层之间将会产生滑动层，由于行车荷载的水平剪力影响，沥青混凝土面层将会出现滑移现象，这种情况下，路面部分位置极易产生拥包、坑槽等病害，并大幅增加路面破损几率。

4.2 路面平整度

平整度是检验路面质量的重要指标，经泡沫沥青冷再生施工养护后，可得工后7天路面平整度指数IRI为1.772 m/km，工后1年路面平整度指数IRI为1.925 m/km，工后2年路面平整度指数IRI为2.29 m/km，工后3年路面平整度指数IRI为1.394 m/km，由此可见，维修养护施工后，路面平整度变化幅度不大，表明路面结构具有良好的稳定性。根据上述分析，工后3年路面平整度水平有所提升，其原因在于工后2年时对本路段进行了单层沥青混凝土罩面处理，路面平整度可满足施工要求。

4.3 路面车辙

通过跟踪检测分析，工后7天平均车辙深度平均值为4.14 mm，工后1年平均值车辙深度平均值为6.83 mm，工后2年平均值车辙深度平均值为8.81 mm。由此可见，路面整体车辙变化幅度不大，具有良好的抗车辙能力。

4.4 路面结构刚度

针对路面结构刚度情况，本文通过工前、工后对比分析，可得出以下结果：工前平均弯沉为34.73（0.01 m），工后7天平均弯沉为18.57（0.01 m），工后1年平均弯沉为26.26（0.01 m），工后2年平均弯沉为22.35（0.01 m）。由此可见，通过泡沫沥青冷再生施工处理后，路面弯沉值下降显著，通过两年通车运行，路面弯沉值逐步趋于稳定，说明路面具有良好的刚度和耐久性。

5 结束语

综上所述，“节能、环保”是新时代公路建设的新要求，为减少资源浪费，降低环境污染，泡沫沥青冷再生技术在公路养护维修中得到了广泛应用与推广。通过该技术的应用，可有效改善路面使用性能，提升路面质量，延长公路工程使用寿命。

参考文献：

[1]韵耀斌.高速公路沥青路面使用性能评价及处治方案研究[J].黑龙江交通科技，2015，38（12）：3-6.