試述泡沫瀝青冷再生技術在施工中的應用

1、<p>　　試述泡沫瀝青冷再生技術在施工中的應用</p><p>　　摘要：隨著我國交通建設的發(fā)展，一些新的施工技術得到了應用，泡沫瀝青冷再生就是其中的一種。這種技術是將廢棄的瀝青路面材料進行再生，然后再應用到公路建設當中，達到保護環(huán)境、節(jié)約資源的目的。這也是當前實現交通建設循環(huán)經濟，可持續(xù)發(fā)展的重要方法和有效措施，應當大力推廣。 </p><p>　　關鍵詞：泡沫瀝青；冷再生；

2、技術；交通建設；應用 </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　當前我國舊路維修改造項目特別多，道路建設模式也發(fā)生了很大轉變，主要采取建養(yǎng)并舉的方式，既節(jié)約了資源，又降低了維修的費用，泡沫瀝青冷再生技術將廢棄的瀝青進行回收利用，有效的緩解了能源緊張的問題，實現了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。 </p><p>　　一、泡沫

3、瀝青的特點及原理 </p><p>　　1、泡沫瀝青的特點 </p><p>　　與乳化瀝青相比，泡沫瀝青養(yǎng)護時間短，且不用乳化劑。與其他穩(wěn)定劑相比，泡沫瀝青的優(yōu)點主要有：（1）增強材料的剪切強度和水穩(wěn)定性，其處治的材料比水泥處治的材料更具柔性和耐疲勞性；（2）僅需要加熱瀝青，不需加熱和烘干集料；（3）存放時間比較長，一般可放置1~3個月；（4）施工受季節(jié)和氣候影響小。另外泡沫瀝青的道路適

4、用范圍非常廣，故泡沫瀝青在冷再生施工中得到青睞。 </p><p>　　2、泡沫瀝青發(fā)泡特性及工藝原理 </p><p>　　當高溫（150℃～170℃）的瀝青與水相遇時，熱瀝青與水滴表面發(fā)生能量交換，水滴被加熱到100℃以上迅速氣化，同時瀝青冷卻。蒸汽泡在一定的壓力下被壓入瀝青的連續(xù)相而迅速膨脹，此時瀝青的物理性質發(fā)生變化，其粘度顯著降低，瀝青在蒸汽泡的壓力下體積也急劇膨脹，產生大量泡沫

5、（泡沫瀝青）并在很短時間內（1s）破裂并吸附在細料（小于0.075mm）的表面形成粘有大量瀝青泡沫的細填縫料，填充濕冷粗骨料之間的空隙，經過拌和壓實使混合料達到密實、穩(wěn)定并有一定強度的結構層，如圖1。 </p><p>　　圖1泡沫瀝青的發(fā)泡示意 </p><p>　　二、泡沫瀝青冷再生 </p><p><b>　　1、概念 </b><

6、/p><p>　　泡沫瀝青冷再生是瀝青混凝土路面再生利用的一種方法，泡沫瀝青冷再生混合料是指瀝青混凝土路面經過銑刨后，將銑刨料篩分并按一定比例加入石屑、水泥等外摻劑，另外噴入由專用設備對瀝青進行發(fā)泡后的泡沫瀝青，邊拌和邊噴灑組成的拌和均勻的混合料。 </p><p>　　2、泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計 </p><p>　?。?）合成級配設計 </p>

7、<p>　　取有代表性的銑刨料樣品，進行篩分試驗，分析其級配組成；若銑刨料級配組成不能滿足泡沫瀝青混合料的級配范圍的要求，則需加入部分新料（石屑），將級配調入該級配范圍；將上面的泡沫瀝青混合料制件，進行試驗檢測，若各項指標符合要求，則經過綜合比較確定設計合成級配；若有的指標不符合要求，則要調整級配，直到符合要求。 </p><p>　?。?）瀝青發(fā)泡室內試驗 </p><p>

8、　　利用維特根WLB10型便攜式瀝青發(fā)泡設備，在室內對選用的瀝青在不同溫度、不同用水量條件下進行發(fā)泡試驗，測定泡沫瀝青的膨脹比和半衰期。經對這兩個指標進行綜合分析后，確定瀝青發(fā)泡的最佳溫度和最佳用水量。 </p><p><b>　?。?）配合比設計 </b></p><p>　　采用重型擊實試驗確定合成級配的最佳含水量及最大干密度。該工程中再生混合料的最佳含水量為5

9、.1%，最大干密度為2.163g/cm3；確定合成級配，原則是應盡量使合成級配滿足泡沫瀝青混合料級配范圍的要求，特別是0.075mm的通過率應保證在6％以上。 </p><p>　?。?）最佳瀝青用量的確定： </p><p>　　a.根據試驗確定的混合料最佳含水量，對合成級配加入適量的水，并加入4～5種不同的泡沫瀝青用量，分別進行混合料的拌和，再以馬歇爾擊實儀雙面擊實75次成型試件；試件

10、成型后于室溫下放置24h，而后放入40℃恒溫鼓風干燥箱養(yǎng)生72h。 </p><p>　　b.將試件分為兩組，一組放置在空氣中24h，同時另一組放置于25±1℃的水浴中保溫24h，再按照現行《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》規(guī)定的方法測定試件干、濕狀態(tài)下的劈裂強度，并計算相應的殘留劈裂強度比。 </p><p>　　c.根據干、濕劈裂強度及殘留劈裂強度比，經綜合分析確定最佳泡沫

11、瀝青用量。 </p><p>　　（5）混合料的性能驗證試驗 </p><p>　　根據上述配合比及最佳瀝青含量成型試件，進行以下性能試驗：高溫抗變形性能（車轍試驗）、抗水損害性能（凍融劈裂、浸水馬歇爾）、低溫抗裂性能，以及抗疲勞性能，以評價泡沫瀝青冷再生混合料與路用相關的性能。 </p><p>　　3、泡沫瀝青混合料冷再生施工工藝 </p><

12、;p>　?。?）投入的主要機械設備 </p><p>　　刨機、瀝青發(fā)泡設備、拌和機、山貓清掃車、攤鋪機、壓路機，以及自卸汽車。 </p><p>　　（2）施工工藝流程泡沫瀝青混合料冷再生施工工藝流程圖如圖2所示。 </p><p>　　圖2泡沫瀝青混合料冷再生施工工藝流程圖 </p><p>　　銑刨：銑刨速度要保持恒定，以4~6m

13、/min為宜，避免速度過快或過慢影響銑刨料級配組成；加強銑刨過程中標高控制,要增加中間點進行左中右標高檢測,以拉線控制橫披的辦法使標高達到設計要求；銑刨要注意深度，既不要銑刨過深導致超銑，也不能銑刨過淺而留下夾層；同時銑刨側面要清理干凈，不能留有松動顆粒。 </p><p>　　銑刨面清掃、病害調查和路面補強：采用山貓清掃車進行初步清理，然后再用空壓機吹凈，銑刨面要求整潔、無污染；清理干凈后的銑刨面要進行病害調查

14、，對彎沉大于38.5的路段要進一步銑刨基層，清理干凈后用泡沫瀝青再生混合料進行基層補強；對彎沉滿足要求的路段進行銑刨面清掃，若發(fā)現有橫縫，采用熱瀝青貫縫。 </p><p>　　拌和：泡沫瀝青混合料采用維特根KMA200連續(xù)式拌和機拌和，KMA200上裝有計量裝置，能保證ARP料、石屑、瀝青和水泥的精確計量；加入KMA200的ARP料、石屑及瀝青（2.3%）、水泥（1.7%）等通過電子控制系統(tǒng)能自動調整比例；在拌

15、和缸中邊噴瀝青邊拌合，以保證泡沫瀝青混合料連續(xù)拌和的均勻性；銑刨料中的超粒徑顆粒由料斗上的過濾網清除；在KMA200出料口加裝一個成品料倉，以保證泡沫瀝青混合料的拌和連續(xù)不間斷地進行，減少離析。應注意泡沫瀝青混合料生產時，瀝青的溫度要控制在最佳發(fā)泡溫度±5℃的范圍之內，低于發(fā)泡溫度不得開拌。 </p><p>　　運輸：泡沫瀝青混合料的運輸和水泥穩(wěn)定碎石混合料的運輸基本相同，混合料由成品料倉裝到自卸車上

16、，再運輸到現場進行攤鋪。應注意自卸車應前后移動按前、后、中分三部分裝料；泡沫瀝青混合料的運輸車輛應采用干凈、有金屬底板的自卸汽車運輸，車槽內不得沾有有機物質，車輛底部及兩側均應清掃干凈；運輸過程中，運料車輛均有蓬布覆蓋并扣牢，重要目的是防止泡沫瀝青再生混合料在運輸過程中水分散失。 </p><p>　　攤鋪：泡沫瀝青混合料的攤鋪和水泥穩(wěn)定碎石混合料的攤鋪基本相同，采用攤鋪機半幅全寬鋪筑方案；攤鋪機速度宜為2~3m

17、/min，應保證連續(xù)、均勻、不間斷攤鋪，并使混合料在布料槽中的高度保持在中軸以上。對于攤鋪過程中出現的局部離析和彈簧現象應設專人及時處理。 </p><p>　　碾壓：根據路寬、壓路機的輪寬和輪距的不同，制訂碾壓方案，應使各部分碾壓到的次數盡量相同，路面的兩側應多壓。初壓的目的是穩(wěn)定泡沫瀝青混合料，避免泡沫瀝青混合料產生推移，采用一臺雙鋼輪壓路機靜壓1遍，高頻低幅振壓各1遍，共2遍，在初壓完成后，應立即用平地機整

18、形。在直線段，平地機由兩側向路中心進行刮平；在平曲線段，平地機由內側向外側進行刮平。在整形過程中，嚴禁任何車輛通行，并保持無明顯的粗細集料離析現象；復壓是達到壓實度的關鍵。采用兩臺鋼輪壓路機進行，每臺壓路機低頻高幅振壓各3遍，共6遍；終壓的目的是進一步穩(wěn)定表面細料，消除表面輪跡。采用兩臺膠輪壓路機灑水碾壓各4遍，共8遍。碾壓時應從低側到高側，從外側到內側進行。碾壓過程中，再生層的表面應始終保持濕潤，如出現松散、起皮等現象，應及時翻開重新

19、拌和或用其他方法處理，使其達到質量要求。 </p><p>　　接縫：接縫的處理主要有兩種，一是縱向接縫的處理，縱向重疊較多時，不宜半幅施工，應考慮全幅施工，以減少重疊量，提高施工效率，在縱向接縫上，根據已建再生層的完成時間，改變水的噴入量，縱向接縫的位置應盡量避開慢行、重型車輛的輪跡位置。二是橫向接縫的處理，施工中應盡量減少停機現象，只要再生機停止，均形成橫向接縫，應對所形成的橫向接縫認真處理，在停機處，再生機

20、再次施工時，必須將整個再生機后退至再生過的材料1.5m的距離；再生機開始工作時，操作員應開足馬力，快速達到正常的施工速度，禁止再生機以過慢的速度進行施工。 </p><p>　　養(yǎng)生：每一段碾壓完成并經壓實度檢查合格后，應立即開始養(yǎng)護，養(yǎng)生期間不需要灑水。在養(yǎng)生期間的泡沫瀝青穩(wěn)定再生層上，可以開放交通，但應限制車速及重車通行，泡沫瀝青冷再生瀝青混合料基層鋪筑完成后，使混合料中的水分進一步蒸發(fā)。在養(yǎng)生過程中應及時檢

21、測路面中的含水量，當再生基層含水量小于2%時，可鋪筑上面的結構層，或者養(yǎng)生期間再生層可以取出完整的芯樣也可以鋪筑上面的結構層。 </p><p>　　瀝青面層的鋪筑：進行瀝青面層鋪筑之前，為了保證再生層和瀝青面層之間有良好的層間粘結，并防止再生層頂面水下滲，應在再生層頂面灑布粘層油。瀝青面層的鋪筑采用常規(guī)的方法和施工工藝。 </p><p><b>　　三、結論 </b&g

22、t;</p><p>　　泡沫瀝青混合料冷再生技術是通過將原路面材料集中廠拌后再生使用，該技術適用范圍廣，施工受季節(jié)和氣候的影響小，節(jié)約能源，處治材料存放方便，因此，泡沫瀝青混合料冷再生技術是一項環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的筑路技術。它可以很好地利用銑刨的瀝青材料，解決了RAP的堆放和現場再生利用的問題；更為重要的是泡沫瀝青再生的新基層較原有的半剛性基層更具柔性和耐疲勞，對于抑制和延緩裂縫反射到新的瀝青面層有很大的好處。

23、</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]何桂平，曹翠星，韓海峰，路面冷再生用瀝青的發(fā)泡性能影響因素研究[J]，公路交通科技，2004（10）：22-25. </p><p>　　[2]杭州市公路管理局，同濟大學.泡沫瀝青冷再生技術的應用研究[R].杭州：杭州市公路管理局，同濟大學，2007. </p&g