泡沫沥青冷再生工艺在高速公路改扩建施工中的应用

作者简介：彭干凯（1989—），工程师，主要从事高速公路建设管理工作。

为了探究泡沫沥青冷再生工艺在高速公路改扩建施工中的实施效果，文章分析了泡沫沥青冷再生工艺的原理，并采用实证探究方法，基于工程实例，对高速公路改扩建施工领域泡沫沥青冷再生工艺的实施要点进行研究。实践表明，泡沫沥青冷再生工艺在改扩建施工中具有环保性好、流程简便、工期短等优点，值得被广泛地推广和应用在高速公路改扩建工程领域。

高速公路;改扩建;泡沫沥青冷再生工艺

U416.05A210713

0 引言

泡沫沥青冷再生工艺具有可再生、对环境影响程度低、施工周期短、工程造价低、施工便捷等众多优点[1]。泡沫沥青在碾压成型和进行合理的养护后，可以立刻开放交通，因此被广泛地推广和应用在高速公路改扩建施工领域。

1 泡沫沥青冷再生工艺原理

泡沫沥青冷再生工艺的原理表现为：采用专门的设备对废弃的沥青路面材料进行铣刨、回收之后进行破碎和筛分处理，添加泡沫沥青、水泥、新的集料以及水等，进行充分拌和施工，运输到施工现场后进行低温摊铺和碾压，最终形成再生基层，再生基层的路用性能良好[2]。泡沫沥青膨胀腔是泡沫沥青冷再生工艺的关键设备，

其结构如图1所示。高温基质沥青在膨胀腔內进行循环流动，在左侧设置承压水，在右侧设置压缩空气喷入阀门。

发泡指令发出后，压缩空气阀门、承压水以及沥青共同启动，由膨胀腔内的高压蒸汽对水流进行加热、加压，产生颗粒较小的水雾，进入高温沥青内，由于沥青温度极高，水雾接触高温沥青之后会产生汽化现象，附着在高温沥青表面，使高温沥青的体积增加，产生泡沫沥青。

2 高速公路改扩建施工领域泡沫沥青冷再生工艺的实施要点

本文以某高速公路工程为例，该高速公路原来为双向4车道，路面结构表现为碎石（23 cm）、水泥稳定石屑（25 cm）、热拌沥青碎石（8 cm）、中粒沥青混凝土（3 cm）、沥青混凝土（3 cm开级配）。该公路经过24年的运行，路基和路面出现许多病害，如车辙、裂缝等，同时为了促进经济发展和满足交通量增长的需求，对该公路进行改扩建处理。在对该高速公路改扩建施工中采用泡沫沥青冷再生工艺，该工艺具有环境友好、成本低、施工作业便捷等优势。具体的工艺实施要点表现如下。

2.1 工艺准备

高速公路改扩建工程运用泡沫沥青冷再生工艺施工之前需要做好充分的准备工作，主要包括：

（1）施工材料。施工材料包括石屑（S14级），石屑中不能含有杂质，必须保证其干燥、洁净;硅酸盐水泥（42.5），初凝和终凝时间分别需要超过3 h和6 h;普通基质沥青（A-70），发泡性需要满足半衰期超过15 s、膨胀率超过18倍的工艺标准。

（2）机械准备。泡沫沥青冷再生工艺需要使用大量的工程机械，该工程的机械类型如表1所示。

（3）配合比设计。配合比设计如表2所示。

2.2 混合料拌和

混合料拌和施工时需要对水分、温度进行严格控制。在拌和施工之前必须对拌和设备、运输设备、储存设备的性能进行检测，保证其保温性能可以满足施工要求[3]。采用冷再生拌和机对混合料进行拌和，采用电子秤对所有原材料进行精准称重，严格按照既定的配合比对原材料的比例进行配比，然后由拌和机的自控系统进行充分拌和[4]。冷再生拌和机需要和水车、沥青罐车连在一起，保证泡沫沥青和水的供给。拌和施工结束后需要对发泡效果进行试验和检测，合格后才能够进入施工现场。

2.3 混合料运输

将自卸汽车的车厢清理干净。为了方便装卸、运输，自卸汽车需要使用金属底板[5]。为了保证摊铺施工的连续性，自卸汽车的装载量需要超过摊铺机械。运输过程中为了避免泡沫沥青出现离析问题，需要覆盖篷布，避免温度降低过快，同时需要将运输时间控制在30 min以内[6]。

2.4 摊铺施工

摊铺机的速度需要根据摊铺厚度、配套设施、拌和产量而定，以此保证摊铺的稳定性和连续性。摊铺速度通常控制在2 m/min，摊铺过程中避免出现中断、加速、减速等情况，需要保证摊铺均匀、平稳、连续。摊铺厚度控制在15 cm左右，逐层摊铺，上一层摊铺完成后需要做好充分的养生，然后再进行下一层摊铺施工。

2.5 碾压施工

高速公路改扩建工程碾压施工需要根据作业环境选择合适的碾压机械。采用振动压路机进行2次初压，采用双钢轮压路机进行2次静压，采用轮胎压路机进行10次终压，对于上述压路机无法施工的区域，则采用三轮压路机进行碾压。为了避免压路机和冷再生混合料发生粘结，需要一边喷水雾一边碾压。在碾压施工过程中避免出现碾压过量，防止泡沫沥青再生料出现细料上浮等情况，对高速公路的路用性能产生不良影响。碾压施工时需要遵循由外向内、由低到高的原则，从外侧低处向内侧高处进行碾压。相邻碾压施工时压路机的轮迹需要重叠1/3～1/2，保证碾压的平整度和均匀性。碾压速度需要进行严格的控制，初压速度、复压速度以及终压速度分别控制在1.5～3.0 km/h、2.0～5.0 km/h、3.0～5.0 km/h，保证速度的均匀性，避免出现骤停、加速、急转弯的情况。如果遇到“松散”“凹凸”等情况，则需要进行挖除和换填处理，重新进行碾压施工。

2.6 压实度测试

高速公路改扩建工程泡沫沥青冷再生碾压施工完成后，需要做好压实度检测工作，保证压实质量能够满足施工要求。压实度测试时需要随机选取若干检测位置，该高速公路改扩建工程选择4个检测点，4个检测点的实验数据如表3所示。

由表3可知，4个测试点的压实度均超过100%，能够满足《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41）的要求。

2.7 养生

高速公路改扩建工程泡沫沥青冷再生养生包括洒水养生和自然养生。对于洒水养生，碾压施工完成后需要采用雾封层进行养生处理，如果温度过高，则需要进行喷水养护。对于自然养生，需要对通行车辆进行控制，避免过载、超载汽车对路面造成破坏。对车速也需要进行控制，不能超过30 km/h，防止造成再生层的损坏。养生7 d后，对再生层的含水率进行检测，如果含水率<2%，则可以正常通车。

3 泡沫沥青冷再生施工质量管控对策

为了保证该高速公路扩建工程泡沫沥青冷再生施工工艺的质量控制，需要采取以下质控对策：

（1）严格遵循相关工艺规范和标准，如《泡沫沥青冷再生路面施工技术规范》（DB32/T 2676-2014）、《公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术指南》（DB13/T 2513-2017）等，以技术规范和指南为依据，对泡沫沥青冷再生质量进行控制和验收。

（2）创建完善的检验制度，做好所有材料、设备的进场检验和检查工作;对施工过程进行全面检测，一旦发现问题，及时调整和优化;做好检测、检查工作数据的记录工作，保证数据的准确性、完整性以及可信度。

（3）做好现场材料、设备的保存、管理工作。硅酸盐水泥、石屑、泡沫沥青等材料需要做好防雨工作，铣刨料需要做好覆盖工作，避免露天堆放导致铣刨料变质，压路机、装载机、自卸汽车、摊铺机、冷再生拌和机、水车、沥青罐车等机械需要做好维修管理工作，保证所有的工程机械性能处于最佳状态，以此保障整体施工质量。

4 结语

综上所述，泡沫沥青冷再生工艺以其独特的优势，被广泛地推广和应用在高速公路改扩建工程领域。本文通过工程实例，對泡沫沥青冷再生工艺的流程和要点进行分析，通过对旧料进行充分的利用，降低新材料用量，具有非常好的环境效益和经济效益。

[1]李 泉，吴超凡，叶 青，等.厂拌冷再生技术在长沙绕城高速大修工程中下面层的应用[J].公路工程，2019（2）：146-153.

[2]史成武，郭 瑾.泡沫沥青冷再生技术要求及施工工艺[J].公路交通科技：应用技术版，2016（7）：98-100.

[3]冯 宇，王增全，张争鹏，等.天津外环泡沫沥青厂拌冷再生技术应用研究[J].公路交通科技：应用技术版，2019（6）：190-192.

[4]赵晓峰，赵 伦，孙耀宁，等.泡沫沥青冷再生混合料配合比及路用性能试验研究[J].公路交通科技：应用技术版，2017（11）：177-181.

[5]龙忠诚，寇含强，刘振清.泡沫沥青冷再生配合比优化设计及应用探讨[J].公路交通科技：应用技术版，2016（9）：99-100.

[6]田迎春，王 宏.在役泡沫沥青冷再生混合料性能研究[J].公路，2019（1）：223-231.