泡沫沥青技术在沥青路面现场冷再生中的应用

昝 晓 雷

(山西省公路工程监理技术咨询公司，山西 太原 033000)



泡沫沥青技术在沥青路面现场冷再生中的应用

昝 晓 雷

(山西省公路工程监理技术咨询公司，山西 太原 033000)

介绍了泡沫沥青的基本概念，分析了泡沫沥青现场冷再生混合料的配合比设计方案，并从施工准备、再生施工、路面初压、整平、养生等方面，探讨了泡沫沥青现场冷再生施工要点，有利于提高路面修复的质量。

泡沫沥青，现场冷再生，路面，施工工艺

我国公路四通八达，数量众多，基本上都是由沥青面层和半刚性基层结构组成。当公路的某些路段出现问题和故障时，假如公路的整体情况处于一个良好的状态，就只需要对故障路段进行维修；如果公路的整体状况不良时，则需要考虑对全部受损严重路段进行铣刨，然后将用于修补的材料铺设于上。这种情况的出现需要耗费很多的修补材料，并且修补过程中还会产生大量的沥青层废料，这些废料不易被自然消化，会对环境造成不良影响。然而，泡沫沥青技术在沥青路面现场冷再生中的应用却很好地提高了公路修复的经济性，对以往的传统沥青技术是一项很大的改进和提升。

1 泡沫沥青的基本概念

泡沫沥青现场冷再生技术就是指利用沥青发泡工艺对路面损坏需要重新修补的部分进行铣刨，同时将相关材料诸如水泥、泡沫沥青等相关材料在施工现场进行适当搅拌，然后直接将搅拌后的施工材料直接摊铺在路面上，并施以一定的碾压使其成型，最后将按照事先设计的一定厚度的沥青罩面铺设在路面上。泡沫沥青现场冷再生技术是现在公路修复过程中被普遍应用的技术，它有很多优点：1)它能够充分利用破损公路的原有材料，从这一点来说，泡沫沥青技术十分经济高效，不仅节约了材料的投入，而且还节约了必然存在的材料运输费用等相关费用；2)泡沫沥青技术在施工过程中并不会产生过多的污染物，消耗的能源相比传统修补方式也大大减小了；3)运用泡沫沥青技术修补路面时对行车的干扰不大，并且重新铺设的沥青路面基层具有一定柔性，可以降低路面发生反射裂缝的几率，进而延长公路的使用寿命。

一般情况下会对受损严重的一级以下公路的修补采用泡沫沥青技术。有研究表明，一些投入使用时间较长的公路基层强度仍然处于比较稳定的状态，只有当路面已经严重受损到影响其正常使用的程度时才有必要应用泡沫沥青技术对其进行修补。在这里笔者拟对某一高速公路严重受损的路段进行修补：该路段再生宽度20 m，横向坡度2%，路面原本的沥青层厚度为12 cm，就地应用泡沫沥青冷再生技术生成的沥青层厚度为15 cm，最后进行沥青混凝土罩面。

2 泡沫沥青现场冷再生混合料的配合比

首先对该受损高速公路路段的沥青路面铣刨材料、水泥、矿粉、机制砂等进行筛分，对照《公路沥青路面再生技术规范》在筛分结果和沥青发泡试验结果的基础之上进行级配曲线图的设计。在对混合料干密度重型击实进行试验的时候，运用含水量为6.8%，6.3%，5.5%，5.1%，4.4%进行配比试验。根据试验结果得到泡沫沥青现场冷再生混合料的最大干密度和最佳含水量，在这个试验中表现为最大干密度2.109 g/cm3，最佳含水量5.1%。笔者进行的研究采用的是AH-90号沥青，在165 ℃的温度条件下使沥青发泡机在2.4%和2.8%的用水量下进行试验。试验结果为：2.4%用水量的情况下沥青的膨胀率为24倍，半衰期为70 s；2.8%用水量的情况下沥青膨胀率为30倍，半衰期为82 s。由此可见在此试验中应该在165 ℃的温度条件下使用2.8%的用水量实施沥青发泡。

泡沫沥青现场冷再生技术的应用要严格按照一定的配合比例进行材料的配比，并且需要施工队伍按照规范要求对不同的泡沫沥青分别进行试验，当这一步达到规范标准范围之后再进行下一步对沥青的冻融劈裂和干湿劈裂强度的检测。经过24 h的浸水劈裂强度、干劈裂强度等的检测之后，最终确定本次泡沫沥青现场冷再生施工混合料的配合比：泡沫沥青2.3%，温度165 ℃，用水量2.8%，水泥1.4%，矿粉3.4%，原路面铣刨料75%。

3 泡沫沥青现场冷再生技术的施工工艺

3.1 施工准备工作

第一步是要封闭欲修复的公路路段，在显眼位置放置交通指示牌。然后清除再生层下方的软弱夹层，清洁公路路面上的灰尘、积水、石块等会影响施工进程的杂物。对到位的施工机械设备，要先施行调试，使其满足施工需求，并且根据使用的先后将其按顺序摆放好，提高施工效率，然后将沥青再生机的管路连通，打开所有相关管道通路的阀门使其中的空气被充分地排除。最后，施工人员应当将预先设定的冷再生混合料的配合比输入控制系统，实现精准控制，保障每项程序的正常运作。

3.2 机械撒布石料

将按照一定配合比混合均匀的水泥、矿粉和机制砂等石料运送至需要修补的高速公路地段，利用机械进行整体厚度约为3.5 cm的撒布。

3.3 再生施工

大约按照每分钟8 m的速度对欲修护公路路段的沥青层进行铣刨。在开始使用再生机之前，施工人员要对再生料的温度、搅拌程度等进行控制和观察，同时对待修路面的铣刨速度，原有沥青的分布状况，铣刨速度，路面实际状况进行观察以便及时发现问题，并将这些可能会对施工造成影响的因素告知再生机操作人员，使操作人员能够及时调整再生机的各项参数，比如调整再生机的喷水量，这将大大提高施工进度和施工质量。

3.4 初压路面

利用单钢轮振动压路机对完成冷再生的路面进行初步碾压，以1.5 km/h～3 km/h的速度碾压2次～3次。一般情况下施工队伍都会选择流水作业的方式进行就地的沥青路面冷再生以保证施工程序的连续。并且流水作业方式能尽可能的减少铺设石料和进行碾压之间的时间差，这样就能减少两道工序之间水分的蒸发量，从而使施工质量得以提高。其实现实生活中再生混合料的含水量往往设置得比最佳含水量高1%，就是为了弥补从混合料搅拌到初压路面之间蒸发的水分。

3.5 整平路面

运用平地机整平路面，使公路路面的各项指标符合施工规范。平地机操作人员在操作机器的时候应当使其从浅到深进行平整，总共大约要进行3次平整，才能将再生料刮平，轮胎的痕迹基本消除。

3.6 复压路面

平地机完成对路面的平整工作之后要用到双钢轮压路机进行路面碾压。双钢轮压路机操作人员在这一步需要将压路机的机械参数设置成高频率低振幅，以进行高效率的碾压，共4次。

3.7 终压路面

观察复压结束后路面的实际状况，如有需要的话对再生层的表面进行洒水，然后再使用胶轮压路机碾压约4次，这个阶段能够确保再生层不出现离析的情况，并且能够保证路面的平整和结构的紧密。若进行终压路面的操作时发现有小范围的弹簧现象，现场施工人员应当掀开再生层进行晾晒，蒸发掉一部分水分再进行终压路面的操作；如果有小范围的再生路面因为水分含量过少而无法成型则应当喷洒适量的水分。

3.8 自然养生

在此阶段内对维修路段仍然施行道路管制，使该路段的混合料进行充分的凝结。一般情况下不需要再对路面做出其他措施，让其进行超过7 d的自然养生。

3.9 沥青混凝土罩面

最后一步为在再生层上覆盖上一层沥青混凝土罩面。沥青混凝土罩面的结构分为三层，从下往上依次是中粒式沥青混凝土、SBS改性沥青封层、细粒式改性沥青混凝土。

4 结语

泡沫沥青技术在沥青路面现场冷再生中的应用使公路的修复过程更加经济和高效，一方面使受损公路恢复平整，另一方面这个过程不再像以前那样产生大量污染和废弃物，减少了对环境的不良影响。未来我国公路的修复都将会在此技术基础上进行或改善。

[1] 周爱军.泡沫沥青技术在沥青路面现场冷再生中的应用[J].施工技术,2006(10):60-62.

[2] 张远君.泡沫沥青在就地冷再生中的应用技术研究[D].西安：长安大学,2008.

[3] 贾韶丽.泡沫沥青技术在沥青路面现场冷再生中的应用[J].市政技术,2009(6):629-631.

[4] 周洪飞.沥青路面现场冷再生基层技术的应用研究[D].长春：吉林大学,2006.

[5] 谭小平.泡沫沥青冷再生技术的应用研究[D].重庆：重庆交通大学,2014.

Application of foamed asphalt technology in asphalt pavement cold in-place recycling

Zan Xiaolei

(Shanxi Highway Engineering Supervision Technology Consulting Co., Ltd, Taiyuan 033000, China)

The paper introduces basic concepts of foamed asphalt, analyzes mixing proportion design scheme of foamed asphalt cold in-place recycling, and explores foamed asphalt cold in-place recycling construction points from aspects of construction preparation, recycling construction, preliminary pavement pressure, evenness and regimen, which will be good for improving pavement restoration quality.

foamed asphalt, cold in-place recycling, pavement, construction technology

1009-6825(2016)30-0153-02

2016-08-15

昝晓雷(1986- )，男，工程师

U416.217

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