泡沫沥青冷再生在某高速病害处治中的应用

泡沫沥青冷再生在某高速病害处治中的应用随着我国经济的快速发展，在过去十几年间，国内的公路建设事业发展迅速。截至2005年底，中国高速公路的总里程己经达到4万多公里，跃居世界第二位，其中沥青路面占90％以上；但是，除一些路面已进入大修阶段外，由于其他各方面的原因（包括资金不足，技术比较落后等），目前我国已建成的沥青路面中，不少沥青路面已发生严重的早期病害，因此，在今后若干年内，公路的修复必将成为重点，如何进行修复，以及选用何种技术从环境、费用、节能等方面恢复路面的使用性能，使之达到最佳，将成为公路行业必须面临解决的问题。泡沫沥青冷再生作为对旧有路面修复的一种技术，充分利用回收路面材料，节约占地、沥青、石料和能源，从环境、节能、费用方面看是一种绿色环保经济的修复技术，具有广阔的发展前景。近年来，泡沫沥青冷再生技术在国内外日渐兴起，并作为一种经济有效的维修工艺为现代化道路养护带来新的思路。泡沫沥青冷深翻技术是一种利用面层和部分基层材料破碎拌和，生成良好而均匀的现场再生基层技术。下面就以重庆市某高速病害处治工程为例，介绍泡沫沥青现场冷深翻再生在该试验路上的应用。1路况调查与大修方案确定1．1旧路损坏情况调查该试验路全长5536m（K20+050～K25+586），对该段进行了摩擦系数、平整度、弯沉、基层芯样强度和沥青层厚度等病害调查发现，路段均存在严重的网裂、沉降、松散、唧浆、渗水等综合性病害于一体，如图一、二所示，全线左右幅路面都出现不同程度的病害，但病害主要集中在主车道。钻芯检测表明，由于路基排水不良或开裂后水进入路基，同时在汽车和水双重作用下产生的水损害等综合因素造成基层强度的损失，这些路段部分弯沉值已超过设计的数倍，基层强度已严重受到影响。因此，要保证道路能维持正常的使用性能，必须对原路段进行结构性补强。图一网裂沉陷图二唧浆图三渗水1．2大修方案确定根据旧路状况和高等级公路使用性能的要求，仅仅靠局部维修的方法已经不能满足日益增长的交通需求，而传统的大修，将面层、基层全部挖除重新做基层面层,这样做造价高、工期长、污染环境且需长时间中断交通,故决定采用泡沫沥青冷再生替代传统方法。泡沫沥青冷再生包括：工厂冷再生、现场冷再生、就地冷在生、冷深翻再生，结合该试验路周边环境以及重庆地区的情况，不可能进行工厂和现场冷在生；如果直接在旧路面进行就地冷再生，这样就会改变路面原有的坡度，这与该工程实施的初衷是相违背的，同时，基层损害严重的地方，再生深度达不到，这就会为以后的病害的产生种下隐患，因此综合各方面因素，确定该试验路采用的冷再生方式为冷深翻再生。通过力学验算，确定冷深翻再生的再生厚度，最终确定该试验段采用的大修处治方案：超车道和紧急停车带由于路面只是出现剥落、麻面、脱粒和轻微的破损，该路段结构整体强度没有受到很大影响，因此对超车道和紧急停车带只铣刨4cm沥青混凝土面层，再加铺4cm改性AC－13抗滑磨耗层；但主车道由于路面损坏较为严重，具体实施方案是：先铣刨宽4.2m主车道12cm的沥青混凝土面层，然后在进行18cm的泡沫沥青冷深翻再生半柔性基层，最后加铺5cmAC-16中粒式沥青混凝土、4cm改性AC－13抗滑磨耗层。2泡沫沥青混合料设计2．1试验采用材料及指标该试验路原来的路面结构：4cm抗滑磨耗层（AC-13）,5cm中粒式沥青混凝土（AC-16）,6cm粗粒式沥青混凝土（AC-25），20cm石灰粉煤灰碎石基层，28cm石灰煤渣碎石底基层，总共63cm；根据冷深翻再生的施工方案，要再生18cm的基层，按松铺系数1.4来算，那么泡沫沥青冷再生料的松铺厚度为25.2cm左右，冷再机的再生厚度为15～16cm，先洗刨掉12cm的沥青混凝土面层，除去剩下的3cm的沥青面层，石灰粉煤灰碎石基层再生厚度至少为12～13cm（根据现场钻芯的芯样调查发现，大部分的沥青面层不足15cm）。下面层与基层回收料及水泥筛分结果如表1所示：表1回收料筛分结果锤任堡粒径跟料源如31.5丸26.5颤19蛋16夫13.2距9.5真4.75膝2.36伸1.18俱0.6我0.3浙0.15皮0.08舰下面层群100.疏0痛100.故0劝98.9怠备97.1够模94.2简蜘80.9穷疮41.6泻清16.6工跃9.0惩5.2炊2.3不1.3币0.9斥基层扬100.狡0禁97.4枣赢89.2团议83.4厨想77.0判莲65.0温葱40.1偏糟25.2息惩18.6恩锈14.2吸且10.1场耍7.9处6.6译水泥僵100.幻0嘉100.亮0困100.经0框100.叹0变100.密0贴100.择0暮100.梅0罢100.盖0狸100.惹0仗100.参0景99.9普式99.6护折71.5悠根据试验路实际情况，按再生料全是基层回收料和面层与基层回收料按20：80的比例混合2种进行泡沫沥青混合料设计，确定最佳含水量、泡沫沥青用量、水泥用量。级配合成筛分表如表2所示：2．2最佳含水量、泡沫沥青用量和水泥用量的确定抚采典从疗表申2陶可以看出蹦，不管是怎全部是基扔层回收料态，还是面游层和基层摸按比例混涝合的回收列料，其级革配合成曲指线基本上眼都能满架足咐AC-2慌5下的级配要逃求。假如捞要铺撒细蜡料，舞工序复杂弟，其效果弊也不是很掉理想，为雷了最大限勺度的利用逗回收料，腾决定，不态添加细料秋，直接进伏行泡沫沥托青配合比列设计。从剪现场取回茄的回收料叹，烘干，威按回收料长用量蓝的拘7害％史、夕8员％极、投9哲％蛛、挑1冲0卫％秆、须1段1井％怪、颈1荣2剃％加水，箩水泥用量谅为竿1.5精%案、肢2.堆0扇％应、国2.铸5之％分别进王行击实实跳验，确定石最大干密话度和最佳趟含水量及袭最大干密域度和水泥达用量的关放系。试验熄最终确定兵最佳含水胀量弃为乒7扁%铺，水泥用喉量开为著2腾%昨。拨2昼．些3艳泡沫沥青技发泡用水院量及泡沫尊沥青用量闻的确定锄泡沫沥青口的生产其咽关键在于初控制使用灯准确的用耗水量及获拳得最佳的纤膨胀率。男其两个控萌制参数膨质胀率和半蜜衰期受以吴下几个因计素影响：香1遍.开泡沫产生弱的数萄量见;2葬.脚泡沫中水息的用贝量虎;3谜.章形成泡沫休时沥青的领温度。冒根据室内慈实验结果炊，并考虑滥经济性，迟该试验路顶采用的泡嗽沫沥青配却合比各工消艺参数如踢下：水泥践含量榜为找2.0搂%紧，泡沫沥煎青含量终为愿3.借0姨％认±0.起5杂％，可以狠根据现场施实际情况甲进行调整蓬，泡沫沥餐青发泡用躬水潜为顺2.0构%堵，发泡温守度大唯于袍15吴0阿度，泡沫趟沥青施工乖用水量药为笛3.0%辱(鸟根据施工梦现场旧料舞的实际含短水量适当漠的调乎整毕)奔。纱3冤冷深翻再蜓生的施工写工艺宣恨绿根据实验镜室冷再生熔混合料设去计所确定欧泡沫沥青督发泡需要厅的各参数惨（包括加溪水量、沥悦青温度）马及最佳沥管青用量、问含水量、炒水泥用量象等，按以升下施工工扛艺进行冷亭深翻再生佩。健3葱．津1乌冷深翻再剂生施工前现准备卵①赶沥青罐车井到达施工素现场后要留检测沥青友的温度，笑用于发泡蚀沥青的温炭度不得低痕于实验室虾最佳发泡爬效果所确尺定造的撤15密0蕉℃乐，否则不岛得用于该讯试验路。尊②掉保障冷再狱生机械具赚有充足的员燃料及提牲供拌和用买水的机械翅，同时对颜再生机的筑沥青用量宗及沥青的赌发泡特性同进行标定唱和验证，蝇每一个生涉产班组的布开始和结辜束都要通增过测量沥泉青罐中沥去青的高度扛来检验沥队青用量。超发泡特性机利用再生见机上的试再验喷嘴进浑行发泡试善验，检验心发泡效果友。凤3套．叙2糊水泥撒铺车及方法厦由实验室疼确定冷再茎生的水泥歼用量代为贡2鹊％，根据塔再生层厚盟度、混合塘料设计密唱度来计算的一袋水泥宫能撒铺的麻面积，在济施工前首村先按要求泳用量在划何出的框格嚷内均匀撒裤布水泥，储用铝合金第模具人工奥摸平。如绑图三所示垫：图三挺3活．毛3沉泡沫沥青依用量及现秃场含水量约的控制昂对于泡沫预沥青混合插料来讲，意很多研究竭人员考虑插了在幻破碎川和压实过趋程中的含悼水量是一届个最重要喇的券因素否(素木森障在担199田8篮年论述亲过荷)遍，首先扰需要水来亩软化破碎鼓集料中的品团聚块，渡有助于沥绍青扩散和聚现场压实创。太多的鸡水延长了揉凝固时间乔，降低了稿压实的混尿合料的强御度和密度仪，并且可吧能减弱了阅集料的覆纪盖层的作灵用泥(凳木森每在纪199兆8树年已论述毫过此问识题购)卸。浮根据实验扮室泡沫沥耍青冷再生暂配合比试悟验得出，贷冷再生混献合料拌和同压实含水莲量应控制镜在岸4.话0崇％左右，巾泡沫沥青脆含量膝为禁3.薯0想％左右。狂然而在施锋工现场，族拌和用水迅量并不霞是佳4.俘0唱％左右，划通常情况干是少办于税4.0晶%直，这就得锦应根据该青路实际的炊施工情况扣来定，由禽于冷再生龟机施工过堆程中其铣帜刨鼓需要队浇洒少量斧的水，以闸使铣刨刀弟头降温，棒减小磨损拾，以及路颜面材料的奇实际含水众量。因此疤，实际施语工中控制斥冷再生混戚合料拌和侍水量应少慰于倍4.样0秩％，这得膊需要有比产较丰富经把验的专业巡技术人员箱紧跟在泡依沫沥青再益生机后面她，经常把乔冷再生料嘴抓在手中醒，看含水匠量是否适斧中，然后奖根据现场瞎的实际情劈况，再来次调整冷再距机拌和用筝水量，一捆般冷再生擦机添加的艰拌和用水遥量败为弄2.开4兴％左右。拣3轰．括4纳冷再机的羡施工控制篇在现场施例工工程中宪，冷再生灶机的行走刘速度也是袖非常重要眼的，如果竿行走速度哗太快，局录部大的块事状混合料晨还来不及药破碎，就于被带出，鹿影响破碎洗效果，增技加大颗粒惊含量以及哪块状物，济进一步影盆响泡沫沥嘱青冷再生袄的效果，未达不到冷侍再生的目福的。要随炊时检查泡怠沫沥青的齿发泡效果忠，一般，绒生产出的劝冷再生料钉有一定的关温度，大豪概络在芳3葛0普度左右，市这时的沥介青发泡效僚果比较好武。试验路辨冷深翻再慈生现场如禁图四所示茧：蕉图肚四诉隶冷深翻再核生现场摊在同一断牙面上进行祝几幅再生隙时，接缝袋也很重要务，再生施氏工应沿着孙车道从路灭的一端做场到另一端螺，而不允胞许中间留批有未拌和缠的材料。叫尽量避免趟施工中产政生过多的低横向接缝品，横向接汤缝要采用召搭接。一弊般爆1危－施2四m脚左右，在竟纵向接缝摸上，每幅摇冷再生重遣叠区域列在售100m屋m猜～敲200m馋m梢为宜，并素且在重叠且区域不应值有多余的胖沥青，应该关闭冷再昆生机重叠绍部分的喷港嘴。在局矩部地方出神现少料的慕地方，应殖及时补料仔。左3有．换5睬碾压环节洞碾压是冷华再生施工洽的关键环润节，对冷暗再生成型妥及强度起进到至关重打要的作用透。要达到直最佳碾压荐效果必须惨从两方面滑来控制：亲一是混合毕料含水量译必须达到旷最佳压实舅含水量要捏求，在碾甚压过程中沿，如果水笔分损失比难较快表面姥比较干，叶应根据现扒场情况，肃适当的洒孟水，再进吩行了碾压茅；如果局绕部水分比肯较多，这个时应把冷妖再生料翻足出来，晾喇晒一下，祖再压，否即则，容易吹出蛛现料“迈弹簧委状仙”统的层面，斯压不实，数影响基层诚结构强度猪；二是碾悼压设备的雹吨位和碾岭压遍数要足足够。摊眼铺好的再不生混合料葱应立即组墨织进行压申实，压路题机碾压的场速度不应甘过快，应携控制纪在霜2刷～门3m/m类i馅n漫。该试验输路采用的仓碾压方案发为：初压呜采傍用丢20春T店单钢轮压高路机稳浆压中1讽遍，不开看振动；复冷压采药用抽20避T凯的单钢轮洋重型压路见机以高灯幅袍/顾低频的模怕式碾皇压倘3喝遍，然后捡再堪用彩18阴T鹅的单钢轮付重型压路嫁机以高勺频纪/字低幅的模顷式碾乘压旱5示遍。同时艘应避免材航料的过压娘，如达到乖材料的最拿大密度后据仍然继续浸碾压，则辜会破坏材惯料结构，帆降低冷再坏生基层的析结构强度惩，此时，粥应立即停罪止压实，财并进行处阻理。禁止紧压路机在艰施工过程店中急停、俭急转、掉咐头等，以佣保证冷再纲生基层的炕碾压平整街度。碾压亦成型及效歉果如图四两所示：染图赔四数梅现场冷再偏生基层善4壤泡沫沥青阻冷再生后俗的成效探冷再生后田，对该试蚀验路主车叉道进行基弦层表面回论弹弯沉的年测量，取赤桩号米K23+偿920花～滔K24+兵220削段彩冷再生分浸别为一天男、火2帜天芳和收3馅天的回弹祸弯沉如怕表亿1梢所示：践表唱1田通回弹弯沉密测量表颜更蜂桂时间织桩号史冷再耕生县1宽天编冷再阳生肝2五天毅冷再嚼生婆3透天叠左（俊0.01补mm肺）贝右挖（轮0.01观m泡m谨）粒左（佛0.01背mm川）顷右进（读0.01抓m讽m净）焰左西（吴0.01谁m稿m逼）雨右筒（棒0.01莲m枝m甜）粪K23+湖920滋64脾36抄36纱24验18临14倾K23+互940藏40舰50求30印12傍12灿16丈K23+鉴960逢44蕉32恼20烛14产14弦18伯K23+拿980右4散6梢38碗34堤16扇20抗22衰K24+袍000经62塞40哲42衡16缝22瞧14责K24+望020兆62默47斤48千18贝28亡20厚K24+始040逝38屿40赖12帽12闯12烟10阳K24+泼060瞒42浊38峰24揉18自10缓12炕K24+抽080捞56树42所2贪8诉30厅22斜20蜓K24+僵100茅56丸39某24桂10岗14粒12役K24+办120炉40访48奖20国32荒2槐0棉18迫K24+适140元68货50命20躺20岂16坦22离K24+浪160垮68逝54脆24月24垦1行8孤16工K24+溜180症5缎9僵60辆4秘4辈45袄20胞20润K24+颈200赌38乏48眯24千22眠14傻14才K24+磁220转38恶42溉22羊22菊18辉16巡骗墓从上表可鸡以看出