淺議泡沫瀝青冷再生基層的設(shè)計(jì)與施工

張小娟 牛威

摘 要：以某國(guó)道為例，對(duì)泡沫瀝青瀝青冷再生基層的設(shè)計(jì)過(guò)程和各參數(shù)的確定進(jìn)行了介紹，并提出施工要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，指出泡沫瀝青冷再生技術(shù)可節(jié)約資源、降低工程造價(jià)，值得廣泛推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：泡沫瀝青；冷再生基層；設(shè)計(jì)；施工

1 泡沫瀝青冷再生技術(shù)概述

泡沫瀝青冷再生技術(shù)起源于20世紀(jì)60年代的美國(guó)，這項(xiàng)技術(shù)能將原路面瀝青材料廢物利用，增加瀝青路面的使用周期，基于此，90年代后被迅速推廣和大量使用于路面工程。

現(xiàn)在比較成熟的評(píng)價(jià)泡沫瀝青質(zhì)量的兩個(gè)指標(biāo)是膨脹率和半衰期。膨脹率反應(yīng)的是瀝青中的泡沫膨脹時(shí)候能達(dá)到的最大體積和最后泡沫最終消失后體積的比值。半衰期反應(yīng)的是瀝青最大體積縮小到一半時(shí)候所需的時(shí)間，以秒計(jì)，用此項(xiàng)指標(biāo)來(lái)反應(yīng)瀝青的穩(wěn)定性。這兩個(gè)指標(biāo)是相輔相成，要同時(shí)看兩個(gè)指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，膨脹率建議大于等于10倍，半衰期大于等于8秒[1]。下面以衢州某國(guó)道采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)進(jìn)行路面大修為例，簡(jiǎn)述其要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

2 工程概況

某國(guó)道為一級(jí)公路，瀝青混凝土路面，雙向四車(chē)道，路幅全寬25.5m，中央分隔帶2m，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h，因位于工業(yè)園區(qū)，平面交叉較多，部分路段實(shí)際行駛速度為60km/h?，F(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)層為5cm中粒式瀝青砼+7cm粗粒式瀝青砼+24cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+20cm二灰穩(wěn)定砂礫基層。該公路經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng)，其路面先后出現(xiàn)了縱橫裂縫、車(chē)轍、龜裂、塊裂、沉陷和坑槽等病害。特別是近幾年來(lái)超重、超載車(chē)輛的大量存在，對(duì)公路破壞尤為嚴(yán)重，雖經(jīng)養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)，仍對(duì)行車(chē)舒適性有很大的影響。經(jīng)分析比較后確定采用泡沫瀝青冷再生的方式對(duì)該部分路段進(jìn)行大修。工程于2013年12月16日完工，通車(chē)以來(lái)，未發(fā)現(xiàn)裂縫等病害。

3 再生材料配合比設(shè)計(jì)

3.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

經(jīng)技術(shù)狀況評(píng)定，本路段路面破損率為13%，路面損壞狀況指數(shù)PCI等級(jí)為中等偏次；路面強(qiáng)度系數(shù)評(píng)價(jià)為良偏中等，養(yǎng)護(hù)計(jì)劃為大修工程。經(jīng)綜合考慮，路面結(jié)構(gòu)方案：

左右幅行車(chē)道級(jí)路緣帶范圍內(nèi)：銑刨老路12cm瀝青面層及4cm基層后，加鋪：16cm泡沫瀝青冷再生層+6cmAC-16C改性瀝青面層；左右幅硬路肩范圍：直接加鋪6cmAC-16C改性瀝青面層。

3.2 再生材料配合比的確定

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次大中修路面瀝青采用AH-70瀝青。本工程膨脹率和半衰期分別是16倍和15.4秒；泡沫瀝青發(fā)泡時(shí)候的溫度是160度，用水約為百分之2.5。通過(guò)對(duì)原路面材料進(jìn)行篩分，銑刨料需要加入粒徑3mm以下和粒徑19mm-31.5mm集料。同時(shí)加入少量水泥做穩(wěn)定劑改善原料的抗水損壞性能。最后，通過(guò)分析級(jí)配曲線，確定了銑刨深度為12cm，新料另加4cm，即配合比為面層銑刨料：碎石：石屑：水泥=78.0：14.2：6.0：1.8，瀝青用量為2.4%，發(fā)泡用水量2.5%。混合料級(jí)配見(jiàn)表1和圖1。

表1 再生混合料級(jí)配表

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本次大中修混合料需要添加用水5.23%，最大干密度為2.050g/cm3。在根據(jù)瀝青干濕情況和泡沫瀝青用量的關(guān)系，最后得出泡沫瀝青用量為2.4%，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 泡沫瀝青數(shù)據(jù)表

4 再生材料的施工

再生材料的施工包括拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等幾個(gè)步驟。拌合時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢驗(yàn)瀝青的發(fā)泡效果（膨脹率和半衰期），泡沫瀝青應(yīng)在混合料中充分分散，一旦發(fā)現(xiàn)瀝青混合料中存在明顯的瀝青團(tuán)或?yàn)r青絲時(shí)，必須立即停止生產(chǎn)，查明原因加以解決后方可繼續(xù)生產(chǎn)，已經(jīng)生產(chǎn)的存在瀝青團(tuán)或?yàn)r青絲的混合料不得使用。泡沫瀝青拌和完成后應(yīng)當(dāng)盡快運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)。運(yùn)輸過(guò)程中運(yùn)料車(chē)輛應(yīng)當(dāng)有氈布覆蓋并扣牢，防止泡沫瀝青在運(yùn)輸過(guò)程中水分散失。攤鋪時(shí)候的速度控制在3-4m/min，以防混合料離析。及時(shí)整平與碾壓，再生混合料應(yīng)在水泥初凝前碾壓密實(shí)。養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通，及時(shí)掌握再生層的含水量，以確定下封層及面層的施工時(shí)間。

5 結(jié)束語(yǔ)

泡沫瀝青冷再生技術(shù)可以將舊材料充分利用，使得改造后的路面承載能力和通力能力大大提高，同時(shí)也使得工程造價(jià)降低很多，如今冷再生技術(shù)已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]拾方治，馬衛(wèi)民，呂偉民.瀝青路面再生技術(shù)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]呂偉民，孫大叔.瀝青混合料設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2007.

[3]蔡春華，曹亞?wèn)|，嚴(yán)軍.溫拌瀝青混合料的應(yīng)用研究[J].上海建設(shè)科技，2006，27（6）：30-31.

[4]朱國(guó)娟.基層冷再生技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)大修中的應(yīng)用[J].山西建筑，2006，32（3）：76-77.

作者簡(jiǎn)介：張小娟，女，助理工程師，衢州市柯城公路管理段。

牛威，男，助理工程師，衢州市柯城公路管理段。