泡沫沥青冷再生技术在大修工程中的应用及质量控制

1、泡沫沥青冷再生技术在大修工程中的应用及质量控制朱继鸿1夏祥华2（1、浙江登峰交通集团工程有限公司浙江杭州310000 ）（2、江西科力监理咨询有限公司江西南昌330003 ）摘要：我国高等级公路绝大多数采用了半刚性基层，虽然可以有效提高路面承载力和刚度, 但是容易出现收缩裂缝，国内部分学者开始重视柔性基层和长寿路面，然而工程造价高。泡沫 沥青冷再生基层具有较好的的柔性、水稳定性和抗车辙能力，作为柔性基层，不仅可以降低工 程造价，而且有利于保护环境，在国内已得到重视，发展很快。关键词：道路工程；泡沫沥青；冷再生技术应用；质量控制图10 刖言浙江省01省道是浙江省十分重要和繁忙的干线 公路之一，平

2、湖段北半幅于 1998年按过渡路面建成， 但是由于交通量的逐年增长，原路面的设计要求已经不能满足交通量的需要，由于结构承载力的不足，该 路段发生了比较严重的变形、裂缝等结构性损坏，严重影响了行车舒适性。本次大修单幅长 20.339km，行车道路面宽 11m（单幅），左幅桩号 K95+749-K105+050 和 K114+703-K120+537、右幅 K95+749-K99+792 和 K119+376-K120+537。工程采用：沥青路面病害处理， 厂拌泡沫沥青冷再生基层，沥青罩面。1 施工原理泡沫沥青再生可以形成一个新的冷再生柔性基 层或称之为下面层，而原来的半刚性基层作为底基 层。这样

3、以较低的造价可以增加了沥青稳定层的厚 度，不仅增强结构层的强度、抗疲劳和抗水损害的能 力,而且可以有效的抑制半刚性基层材料干缩和温缩 变形引起的反射裂缝问题，从而有效避免早期水损坏 问题。同时厂拌泡沫沥青再生工艺可以控制道路标 高，不会引起对其他附属设施的影响，也不存在大量 废旧沥青材料的处理问题，石料不需加热，节约了能 源保护环境。01省道平湖段路面大修工程式采用泡沫 沥青再生技术进行维修，铣刨深度为整个沥青层（9cm）和部分基层（11cm）共计20cm、宽度为行车 路面（9m）,清扫干净后对基层顶面进行病病害调查 处理，按设计要求再加铺15cm泡沫沥青冷再生基层和5cm的沥青混凝土。如图1

4、所示。2施工准备2.1 材料沥青沥青应符合JTG F40-2004.公路沥青路 面施工技术规范.中对关于“道路石油沥青技术要求” 中AH-70沥青的规定。水泥水泥应符合“ GB175-199.国家标准硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥.”中对关于“普通硅酸盐水泥的技 术要求”中对 32.5或42.5水泥的规定， 石屑和碎石石屑和碎石应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有颗粒级配，质量稳定，并符合以下 要求，见表1、表2。表1石屑材料的性能要求技术性能指标试验万法表观相对密度，不小于，g/cm32.45T0328砂当量，不小于，%60T0334塑性指数，不大于14T0118-93筛孔通过率0.075mm8

5、.0 S20.0%0.60mm30.0 s50.0%2.36mm60.0 s100.0%4.75mm95.0 100.0%级配表2碎石材料的性能要求技术性能指标试验方法表观相对相对密度，不小2.45T0328于，g/cm3筛孔通过率13.2mm三6%级配16mm10.0-30.0%19mm25.0-60.0%26.5mm90.0-100.0%31.5mm100.0%泡沫沥青再生基层混合料最终级配要求见表3。表3筛孔目标级配通过率0.075mm3.53.0-10.0%0.60mm13.412.0-20.0%2.36mm39.235.0-42.0%4.75mm63.345.0-60.0%16mm8

6、8.675.0-90.0%19mm92.780.0-96.0%26.5mm100.095.0-100.0%31.5mm100.0100.0%水 用于施工的水，其水源应当稳定。当采用 自然水源时吸水管应设有滤网，以防止杂草、树根等 杂物堵塞固定拌和设备上的喷嘴。2.2 泡沫沥青混合料推荐的生产配合比 沥青AH-70发泡试验结果：发泡温度：155s 165° C;发泡用水量（是沥青用量的）：2.0 s 2.5%膨胀率：三12倍；半衰期：三 10s 材料用量：旧路面材料：70%9cm沥青铣刨料+2cm二灰铣刨 料；新添加石屑（0s 3 mm） :13.5% ;新添加碎石（15s26.5mm

7、） :15%; 水泥：1.5%泡沫沥青用量：2.5%; 混合料最终性能要求，见表4。表4类别技术参数要求马歇尔试验稳定度（KN仝5.0流值（mm1.8 s 4.2空隙率（%6.0 s 13.0强度劈强度ITS ( Mpa仝0.4无侧限抗压强度 UCS（ Mpa）仝1.3水稳性残留强度TSR仝 0.75实际的生产配合比在01省道平湖段路面大修工程中刚开始施工时除泡沫沥青采用 2.0%外，其它 都采用以上推荐配合比的数据，发现芯样不完整，成型效果差，里面有松散的集料，离析较严重的局部甚至连芯样无法取出，因此对配合比进行了如下调整：旧路面材料：80%9cm沥青铣刨料+2cm二灰铣刨 料新添加石屑（0

8、mm-3 mm） :7.4% ;新添加碎石（15mm-26.5mrr） ：11.1% ; 水泥：1.5%泡沫沥青用量：2.5%调整后芯样完整，各项性能参数满足要求。3施工工艺及施工组织3.1 厂拌冷再生施工工艺流程图原路面的铣刨-拌和T运输摊铺T碾压-再生基层成型。详见泡沫沥青冷再生施工工艺流程 图。3.2 施工过程（1）原沥青路面的铣刨速度不能过快，也不能过慢,过快铣刨料级配偏细，过慢设备工作效率降低，一般控制在6m/min,参数确定以后不能随意更改.01省道平湖段路面大修工程原路面铣刨分二层共20cm，第一层铣刨料为11cm（9cm沥青路面+2cm基层），回收利 用；为不改变原路面高程第二

9、层9cm铣刨料为废料。铣刨后的基层顶面采用机械扫地机进行清扫，对扫地机无法清扫的死角部位再配以人工进行处理，最后再用森林灭火机对表面的浮尘进行吹除，保证下承层表面干净、平整，满足基层的施工要求。（2）泡沫沥青再生厂拌和机必须保证计量准确、稳定可测的发泡效果和拌和效果。生产中要控制好再生料的含水量（最佳含水量的70%-90%）及沥青温度（155 °C -165 °C），实验人员要按要求检测泡沫沥青的 发泡效果，膨胀率不低于12倍，半衰期不低于 10s。通过测重传感计算机采集系统监控每生产1t冷再生料的沥青用量，并每生产100t记录1次。沥青用量的允许误差在士 0.1%之内。每

10、隔 2h通过再生机上的 测试喷嘴来检验沥青的发泡效果，尤其使用每一罐新沥青之前，都要使用试验喷嘴检测沥青的发泡性能。沥青加热温度要保证，生产时要求沥青的温度不低于 150 C,运输到现场的温度应当不低于165 C沥青罐车容量也要足够大，否则频繁更换和等待沥青罐车会严 重影响生产效率，罐车配备温度计（量测罐车底部1/3 处的沥青温度）和后部的岀油阀（安全打开后内径为 75mm能够放干罐车内的沥青），罐体四周裹覆保温 层。 水泥料罐储存量应当足够，避免由于水泥料罐 偏小造成连续生产时需要频繁添加水泥，影响施工效率。通过标定过的电子测重仪，保证辅助水泥的均匀加入。每一个生产台班都要记录辅助粘结剂的用

11、量， 用量的允许误差控制在士0.5%之内，水源必须稳定洁净，流量满足生产的需要，01省道平湖段路面大修工 程是采用的是 KMA-200泡沫沥青再生机，其具有测重 传感器和数据显示仪相连的全电脑控制系统，可以连续监控沥青、辅助添加剂、发泡水及拌和水的用量； 连续生产能力不低于 150t/h ;配有试验喷嘴，可以用 来保证沥青流量稳定，并可检测沥青的发泡倍数和半 衰期；沥青喷嘴能够自清洗。但没有足够的进料仓，石屑和碎石必须用铲车按规定比例拌和后再进料仓，新加材料计量不是十分准确，是此设备不足之处。(3) 由于再生料在离开输料皮带时，粗集料惯性大，从而使得粗集料抛岀较远，这样造成在卡车的料 仓一端粗

12、集料相对集中，而另一端细料相对集中。最 终导致摊铺机两个搅笼之间产生离析。所以先将成品料首先输送到地面上，然后再使用装载机进行翻拌后 再装载到卡车上，翻拌需均匀，保证再生料级配的均 匀性与稳定性。卡车载重应不低于20吨，必须带帆布，运输再生材料时必须覆盖，防止水分蒸发。(4) 摊铺前，铣刨后的的基层顶面必须清扫干净、 使之干燥，无浮土并喷洒乳化沥青，待破乳后方可摊 铺，铺机的摊铺速度根据拌和机的产量、施工机械配 套情况及摊铺厚度、摊铺宽度而定，按 2m/min-4m/min，均匀、不间断地摊铺。(5) 及时压实泡沫沥青再生料，确保卡车从装料至再生层压实完成时时间间隔不得超过3小时。压路机的工作

13、速度不得超过3km/h.胶轮压路机的工作速度不超过2.5km/h。钢轮压振动路机第一遍静压，第二遍高幅低频强振压实1遍，每次错1/3轮；双钢轮压振动路机高频低幅弱振压实4遍，每次错1/3轮；轮胎压路机压实 2-4遍，根据表面含水量决定是否进 行水喷洒。压实完成后要求路面表观平整密实，并按 有关规定的标准试验方法测定压实度、强度、平整度、厚度等主要技术指标。凡不符合要求的路段，必须根 据具体情况分别采取措施。(6) 泡沫沥青再生基层碾压完成后既可开放交 通，但应该限制重载车辆行驶。也可根据施工进度随 时进行加铺沥青面层。如果岀现阴雨天气，及时对泡沫沥青再生基层做封层处理，以防止雨水渗入基层内部。

14、有条件的情况下可以封闭保养2d以上。3.3 施工流程摊铺机摊铺(初始松铺系数取 1.35，然后根据试 验段调整)-双钢轮压路机静压1遍-双钢轮高频低幅弱振压实3遍-单钢轮高幅低频强振压实3遍-轮胎压路机压实4遍-养生2d-粘层-沥青面层。当检测料堆的温度低于 10° C时不宜进行再生作 业。同时在雾天或者雨天也不宜进行再生作业。4试验段在施工之前必须安排一定长度的试验段，试验段应当位于施工路段之内，长度控制在200m,通过试验 段应当确定以下内容：1、铣刨机的铣刨速度第一层的深度。2、验证现场材料的级配和实际生产配合比。3、检验各种施工机械的效率及组合方式是否匹 配。4、热沥青温度。

15、5、能够达到压实度要求的现场含水量。6、再生层的松铺系数。7、满足规定要求的压实遍数。试验段铺筑应有关方共同参加，及时商定有关事项，明确试验结果。铺筑结束后，施工单位应就各项 试验内容提出完整的试验路施工、检测报告，取得业主或监理的批复。5检验验收标准5.1 实测顶目(见表5)表5检查项目规定值或允许偏差检查方法和频度权值压实度代表值：98 极值每200m每车道1处3平整度(mm)83m直尺：每200m测2处x 10尺2纵断面高程(mm水准仪：每200m测4个± 15mm断面1宽度(mm)不小于设计宽度尺量：每200m测4处1代表值总厚度设计值的厚度-8%每200m每车道1点3(mm

16、合格值总厚度设计值的-12%横坡(± 0.4水准仪：每200m测4个断面干劈裂强度M0.40Mpa,湿劈裂实测项目的说明2强度(Mpa强度M 0.30Mpa无侧限抗压强度实测项目的说明3仝 1.3MPa5.2 外观鉴定(1) 表面平整密实、无坑洼、无明显离析。不符 合要求时，每处减 1-2分；(2) 施工接茬平整、稳定。不符合要求时，每处减1-2分；5.3 测项目的说明压实度再生层有压实完成后进行压实度检 测，检测方法可使用灌砂法或国家规范规定的其它现 场压实度测定方法。应当在每摊铺不超过 500m 的实 际材料击实试验获得的最大干密度作为该路段的压 实度检测的控制标准。5.3.2

17、强度 现场泡沫沥青再生材料每施工 2000m2 进行抽检 1 次，再生层材料强度以规定条件下养护的 劈裂强度和无侧抗压强度为准 （成型试件时间不超过 3h）。劈裂强度是以标准马歇尔试件为准。 马歇尔试件成型 后（双面 75 次）。实验室加速养护方法如下：不脱模 养护 1d， 40° C 通风烘箱养护 3d。湿劈裂强度试验： 试验前采用十字对角线的方法量取试件的高度，试件在25° C的水浴中浸水24h后， 然后测试材料的劈裂强度。干劈裂强度试验： 试验前采用十字对角线的方法量取试件的高度，然后将这些试件在 25° C的环境温度下 保温 4h 以上，然后进行劈裂强度试

18、验。标准无侧限抗压强度（UCS试验是在平衡含水量条件下进行的， 认为这种条件能够代表道路的实际 湿度状况。对150mm高，150mm直径的试件施加140kpa/s（153Kn/min） 的恒定荷载，并通过测定试件 破坏时的最终荷载确定UCS。可以依据 公路工程无机结合料稳定材料试验规 程（ JT057-94 ）T0805-94 规定的方法进行试件成型 与强度试验。其中养生方法为：将每个试件放置在密 封的塑料袋（容积至少为试件的两倍）中，然后置于 40° C的烘箱中，进一步养生48h。48h养生结束后，将试件从烘箱中取出，并去掉塑料袋，同时确保试件 不能沾上塑料袋的水份，最后冷却至试验温度。5.3.3 再生层成型情况 泡沫沥青再生基层完工后 7 天可对其进行钻芯取样，以观察再生基层的成型情 况。可参照水稳基层的方法对再生基层进行取芯，芯样直径为100mm取芯频率为每隔 200m取芯一次。 本大修工程采用泡沫沥青冷再生技术处理后， 基层各 项指标满足设计和规范要求， 通车近一年路面几乎没 有出现反射裂缝，达到了预期效果。6 结语 由于冷再生技术是对现有沥表路面材料的完全 利用