阎宏
天津市金路美城高速公路维护工程有限公司 天津市 300000
摘要：文章结合津蓟高速路面维修工程实践，简要介绍了泡沫沥青冷再生基层施工工艺、所使用的设备以及施工质量控制方法。
关键词：泡沫沥青；冷再生；工艺；设备
泡沫沥青是在高温条件下（一般为160℃左右）的沥青中加入少量（2%左右）的水，当冷水与高温沥青接触时，热沥青与水发生热量交换，使水加热至100℃，沥青传递的热量超过了蒸汽潜热，水急速汽化，使沥青剧烈膨胀，发生“爆炸”产生大量泡沫。同时沥青表面积迅速增大，体积膨胀数倍至数十倍，但维持数秒至数十秒钟后，沥青又恢复原状，这种膨胀形成泡沫的沥青称为泡沫沥青。
泡沫沥青冷再生工艺主要是将原本应废弃的旧路沥青混合料（简称RAP）进行破碎回收，根据回收料的颗粒组成不添加或适当添加骨料或细集料，使其能够满足混合料集配要求，按比例加入一定量的泡沫沥青和水泥作为粘结剂并加入适量的水，在自然环境温度下，经拌和、摊铺及整形压实，重新形成具有一定强度的路面结构层的施工工艺。2014年在津蓟高速路面维修工程中，采用了此项工艺，本文结合该工程的施工情况对此工艺及设备作一简要介绍。
1、工程概况
津蓟高速公路全长100.76km，为双向4车道，于2003年9月建成通车。原路面设计结构为4cm改性沥青混凝土面层（细粒式）+5cm改性沥青混凝土中面层（中粒式）+7cm沥青混凝土底面层（粗粒式）+18cm水稳稳定碎石上基层（5%）+18cm石灰粉煤灰级配碎石下基层（6%、14%）+18cm石灰粉煤灰底基层（12%、35%），路面总厚度为70cm，路面设计弯沉值为19.1（0.01mm）
近年来由于交通量和重载车辆的增加，路面发生了比较严重的网裂、车辙、唧浆等典型病害，严重影响了行车的舒适性和安全性。通过现场取芯和路面开挖等检测，发现水稳基层大部分已开裂、松散。进行弯沉检测，弯沉值均较大，说明结构承载能力已严重不足，应采取大修措施，以增强结构承载能力。
2、维修方案
K27+580~K23+410（蓟县-天津）的路段由于受到路面标高的限制，不宜再作较大厚度的加高补强，因此，经分析比较后确定采用泡沫沥青厂拌冷再生的方式对该部分路段基层进行大修。先将路面沥青层和水稳层全部进行铣刨，铣刨深度为36cm，先对原石灰粉煤灰碎石层进行18cm水泥冷再生并养生，然后新做16cm厂拌泡沫沥青冷再生基层并养生，然后自下而上做10cm沥青碎石下面层（ATB-25）+6cm改性沥青混凝土中面层（AC-20）+4cm改性沥青混凝土表面层（AC-13C）。
3、泡沫沥青冷再生基层材料配合比
根据目前国际通用的级配建议范围，将现场取样的沥青铣刨料和水稳铣刨料进行筛分，以确定再生混合料的级配。通过劈裂强度试验，确定最佳沥青用量。为提高再生混合料的早期强度和水稳定性，适当添加水泥。经试验确定的再生混合料配比为：
RAP再生：78%再生料+22%石屑（0-5mm），沥青用量2.6%，水泥用量1.5%.
4、材料
4.1沥青回收料
对铣刨下来用于厂拌再生的RAP旧料，先用直经5cm振动方孔筛筛除5cm以上的大粒。然后进行筛分试验。
4.2新集料
新集料采用0~5mm普通石灰岩石屑。质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》要求。
4.3水泥
水泥采用 42.5普通硅酸盐水泥。水泥的主要性能如下表：
初凝：180min，终凝：260min。胶砂强度28d：抗折8.0Mpa，抗压46.4 Mpa。
4.4沥青
沥青采用中海油70号A级道路石油沥青；该种沥青的技术指标和发泡性能参数见下表：
AH-70沥青的技术指标
以上数据是采用维特根公司生产的WLB10泡沫沥青试验机进行沥青发泡性能试验得到的。试验结果表明，该沥青发泡性能满足技术要求，由发泡试验确定最佳发泡温度为165℃±2℃，最佳发泡用水量WOPT为3.0%。
5、泡沫沥青就地冷再生基层施工工艺
施工工艺流程：原材料准备→拌和→运输→摊铺→碾压→再生基层成型
5.1 冷再生材料的生产
冷再生材料的生产由一套RAP料筛分系统和一台由德国维特根公司生产的KMA200厂拌再生设备完成。首先由一台5t转载机将RAP铣刨料装入筛分系统的料斗，铣刨料通过传送带进入筛孔直径5cm的振动方孔筛，以筛除较大料经的RAP料，然后通过传送带将已筛分好的颗粒级配较理想的铣刨料由传送带直接传入KMA200厂拌再生设备的一个料仓，同时用一台5t装载机将0-5mm石屑装入KMA200厂拌再生设备的另一个料仓，KMA200厂拌再生设备的每个料仓均有一个可调节的出料门，从而使RAP回收料和石屑可以按确定的比例配料。配好的材料被运输到连续式双卧轴搅拌锅，集料进入搅拌锅的同时被加入精确计量的水、水泥和泡沫沥青。最后再生后的材料从拌和锅出来后通过输送带直接卸料至运料卡车里。
5.2 冷再生材料的摊铺
再生材料采用一台弗格勒SUP2100摊铺机进行摊铺，熨平板不需加热，可直接进行摊铺。为保证路面高程、摊铺厚度和提高基层的平整度，再生基层采用钢丝引导的高程控制方式。钢丝为直径5mm，拉力大于800N，每10m设一钢丝支架。摊铺机就位后，安装并调试好传感器，然后调好熨平仰角，夯锤采用高频，低振幅确保摊铺的再生料具有足够的初始密度。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、连续不间段地摊铺，一般摊铺速度控制在1-2m/min。
摊铺过程中出现局部离析现象应及时处理，另外设专人对厚度、横坡度等各项质量指标进行跟踪检测，发现偏差及时调整和修补，修补不好的铲除重铺。
5.3、冷再生材料的压实
压实度是决定冷再生基层未来性能的重要因素之一。如果压实度差，当承受交通荷载后再生材料会越来越密实，导致出现早期车辙。同时不但强度达不到设计要求，还会增加材料的透水性，加速水损坏、泡沫沥青的老化和水泥稳定剂的早期碳化，而引起早期损害。因此压实被看作是影响再生施工因素中最重要的方面之一。具体碾压方法为：
首先使用自重25t具有喷水功能的悍马3625HT单钢轮振动压路机静压一遍，然后强振两遍，以将基层底部材料压实。3625HT单钢轮压路机上安装有“压实度测定仪”，这种仪器测量的是材料的振动回弹，仪表显示的是回弹读数，松散的材料由于吸收了大量振动能量，因而回弹小，密实的材料产生高的回弹读数，当达到最大的密度阶段后，回弹读数将不再增加，因此在使用该压路机应随时观察压实度测定仪，当读数不再增加时应停止碾压，以防过压。
单钢轮压路机碾压完成后采用悍马HD120双钢轮振动压路机弱振两遍，以将上层再生料碾压密实。最后用30tXP-301胶轮压路机碾压，碾压5遍以上，以使基层表面具有良好的构造。在以上碾压过程中，如材料表面干燥，应适当洒水，使表面始终保持湿润。
5.4、养生
铺筑好的再生层严格控制车辆碾压，养生期内做好保护，保持整洁，不造成污染，不堆放施工生产资料。泡沫沥青冷再生基层养生时间不少于3天或再生层混合料内部含水量低于2%后，进行取芯并送往试验室，做劈裂强度试验，强度满足要求后再进行下一道工序的施工。
6、泡沫沥青冷再生基层施工的质量控制
6.1水和稳定剂的应用：为确保再生材料添加剂用量的稳定，对输入微处理器的信息要仔细核对，预启动程序要严格遵循，同时要时刻监控控制台显示的流量和读数，再生前对每罐沥青的温度和发泡特性至少要检查一次，以确保沥青的发泡性能符合要求。
6.2再生层表面的修饰：对于厂拌再生RAP层，摊铺过程中材料出现离析时，应及时在其表面撒布细料，以使表面细密，防止水的渗入。
6.3厚度检测：层厚是决定路面结构性能的最关键的参数之一，因此在施工中，应由专人检查再生层厚度，以便随时进行调整，以达到设计规定的要求。
6.5密实度检测：采用灌砂法测定压实度，检测结果RAP层控制在102%以上比较适宜。
6.6 强度检测：材料强度可采用间接法测定，即施工过程中每天进行现场取样，送至试验室成型试件测试材料的劈裂强度。也可以采用直接法测定，即钻芯取样测定实际强度。
7、结速语
本文对泡沫沥青冷再生基层施工工艺进行分析，根据施工经验对RAP配合比，施工工艺流程，质量控制进行了分析。希望能对同类工程的施工给予一定的借鉴和指导。
目前津蓟高速采用泡沫沥青冷再生基层维修路段已完工一年有余，泡沫沥青冷再生基层使用效果良好。
论文作者:阎宏
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/29
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