公路工程泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)研究

朱慧芳

摘 要：近年來，由于交通壓力的不斷增大，很大程度上影響了瀝青路面的使用性能，給瀝青路面帶來了大量病害問題。為解決路面病害，必須重視路面養(yǎng)護施工。泡沫瀝青冷再生技術(shù)在公路路面養(yǎng)護施工中的應用，可以重復利用舊瀝青混合料，還能節(jié)約資源、保護環(huán)境，具有良好的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。為此，本文在全面了解泡沫瀝青冷再生混合料性能的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，對公路工程泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)要點進行了分析與探討。

關(guān)鍵詞：公路工程;泡沫瀝青冷再生;性能分析

中圖分類號：U416.26 文獻標識碼：A

1 泡沫瀝青冷再生混合料性能分析

泡沫瀝青也被稱為膨脹瀝青，主要由泡沫瀝青、礦料、水等材料組成的復合體，材料的性質(zhì)及相互作用直接決定泡沫瀝青冷再生混合料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能，為此，本文重點對混合料的水穩(wěn)定性、無側(cè)限抗壓強度進行了分析。

1.1 水穩(wěn)定性

于泡沫瀝青冷再生混合料來講，泡沫瀝青用量、水泥用量、養(yǎng)護時間等均會對其路用性能產(chǎn)生不同程度的影響。在我國瀝青路面病害中，最常見、最嚴重的為水損害，水穩(wěn)定性能否達到設(shè)計要求，對路面質(zhì)量影響較大，為此必須做好水穩(wěn)定性分析。本文通過殘留穩(wěn)定度、劈裂強度比兩個指標對泡沫瀝青冷再生混合料的水穩(wěn)定性進行綜合評價。按照現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，在馬歇爾穩(wěn)定度試驗（40℃）條件下，馬歇爾穩(wěn)定度<5.0 kN（基層、底基層）;浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度>75%;凍融劈裂試驗TSR≥70%。

在浸水馬歇爾試驗中，分別對浸水0.5 h、48 h的試件進行馬歇爾穩(wěn)定度測定，隨后進行殘留穩(wěn)定度計算。凍融劈裂試驗時，主要對凍融循環(huán)前后的試件劈裂強度進行測定，隨后進行凍融劈裂強度比計算。當殘留穩(wěn)定度、劈裂強度比值增加，則表明混合料的水穩(wěn)定性就越好。本文采用A級配混合料進行分析。

（1）浸水馬歇爾試驗中，當瀝青用量為1.5%時，殘留穩(wěn)定度為77.77%;當瀝青用量為2.0%時，殘留穩(wěn)定度為83.94%;當瀝青用量為2.5%時，殘留穩(wěn)定度為89.36%;當瀝青用量為3.0%時，殘留穩(wěn)定度為83.10%。

（2）凍融劈裂試驗中，當瀝青用量為1.5%時，劈裂強度比為67.26%;當瀝青用量為2.0%時，劈裂強度比為77.64%;當瀝青用量為2.5%時，劈裂強度比為81.99%;當瀝青用量為3.0%時，劈裂強度比為82.04%。

由此可見，A級配的穩(wěn)定度與設(shè)計要求規(guī)范值相符，且在其以上。且隨著泡沫瀝青用量的增加，穩(wěn)定度也會隨之增加，但增加至一定程度之后，伴隨泡沫瀝青用量的增加，穩(wěn)定度卻會逐步下降。也就說明，瀝青增加到一定量時可達到改善泡沫瀝青混合料水穩(wěn)定性的目的，但其存在一個最佳范圍，本試驗中瀝青用量為2.5%時為最佳值。

1.2 無側(cè)限抗壓強度

無側(cè)限抗壓強度是反映路面材料力學性質(zhì)的一個技術(shù)標準，按照現(xiàn)行試驗規(guī)程，可對不同瀝青用量下，A、B、C三種級配的泡沫瀝青混合料的抗壓強度進行測定，結(jié)構(gòu)如表1所示。

由此可見，A級配混合料試件的無側(cè)限抗壓強度范圍為1.42 MPa～2.05 MPa，B級配混合料試件的無側(cè)限抗壓強度范圍為1.37 MPa～1.96 MPa，而C級配分為摻加水泥與未摻加水泥兩類，其中摻加水泥的無側(cè)限抗壓強度范圍為1.32 MPa～1.82 MPa，未摻加水泥的無側(cè)限抗壓強度范圍為1.14 MPa～1.53 MPa，說明級配和無側(cè)限抗壓強度之間存在密切關(guān)聯(lián)性，且是否摻加水泥，同樣會影響混合料的無側(cè)限抗壓強度。

2 工程概況

某公路工程全長22.045 km，起訖樁號為K164+679～K186+724，屬于雙向四車道。82 cm路面結(jié)構(gòu)總厚度，21.3（0.01 mm）為路面設(shè)計彎沉值。隨著公路通行時間的不斷增加，在行車荷載與自然因素的長期作用下，局部路段路面出現(xiàn)了不同程度的病害問題，如車轍、裂縫等。為恢復路面使用性能，提高路面服務質(zhì)量，決定采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)進行路面施工。

3 公路工程泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)要點

3.1 拌和

泡沫瀝青拌和前，需詳細檢查瀝青溫度情況，保證滿足規(guī)范規(guī)定。此外，出料前，還要完成試拌，保證合格后，才能進行繼續(xù)施工。拌和時，保證瀝青混合料配合比準確，在最佳含水量允許范圍內(nèi)合理控制混合料含水量，拌和后，保證混合料均勻，無離析等情況。

3.2 運輸

正式施工前，需合理安排運輸混合料的車輛，保證車輛數(shù)量充足，防止后期攤鋪施工不連續(xù)，影響施工質(zhì)量。根據(jù)本工程實際情況，為滿足泡沫瀝青再生混合料基層施工需有4輛以上運輸車在攤鋪機前等待卸料，保證運輸能力略高于拌和機產(chǎn)量。運輸前，所有運輸車輛及人員必須詳細核對攤鋪位置、運輸路線、運輸距離等條件。同時還要清理干凈車輛內(nèi)部，保證車廂清潔。在路基行駛時，運輸車輛的車輪很可能粘黏灰塵，這種情況下，為保證不污染作業(yè)面，在車輛進入施工作業(yè)區(qū)域前，需將灰塵清理干凈。車輛在施工現(xiàn)場掉頭時，需設(shè)有明顯標示，并指派專人負責，嚴禁在完成施工的粘層油上進行車輛掉頭。為避免運輸過程中材料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，可采用“前、后、中”順序裝料。此外，還需要將篷布覆蓋運料車上，從而達到防雨、防塵的效果。

3.3 攤鋪

攤鋪前，先將攤鋪機行至施工作業(yè)面指定位置，隨后根據(jù)工程實際情況，確定松鋪系數(shù)與松鋪厚度，其中松鋪系數(shù)為1.33，松鋪厚度為21 cm。根據(jù)工程實際情況，可采用兩臺攤鋪機施工，并嚴控運行速度。在整個攤鋪過程中，要做好攤鋪厚度控制工作，不得超過允許范圍。此外，還要做好含水量控制，不得超過最佳含水量允許范圍的1.0%。運料車與攤鋪機之間要保持一定距離，一般為10 cm～30 cm，避免碰撞。攤鋪速度不宜過快，可控制在2 m/min～4 m/min之間。若在攤鋪過程中，出現(xiàn)混合料離析或攤鋪不均勻等情況，需及時進行處理。攤鋪環(huán)節(jié)，還要隨時關(guān)注天氣變化情況，當出現(xiàn)下雨時，需馬上暫停施工。

3.4 碾壓

泡沫瀝青冷再生施工對壓實度要求較高，必須保證壓實度在98%以上，并隨時做好壓實度檢測，如不符合要求，需繼續(xù)碾壓，直至滿足規(guī)范要求。根據(jù)施工要求，本工程可以分三階段完成碾壓施工。初壓時，采用雙鋼輪壓路機進行2～3遍靜壓，碾壓速度為2 km/h～3 km/h;復壓時，需采用兩種壓路機進行結(jié)合施工，前期采用雙鋼輪壓路機按照“低頻高振”施工方案進行施工，碾壓遍數(shù)為2～3遍，碾壓速度2 km/h～3 km/h，后期采用26 t膠輪壓路機進行2～4遍靜壓，碾壓速度為2.5 km/h～3.4 km/h;終壓的目的為消除明顯輪跡，因此，可采用雙鋼輪壓路機進行1～2遍靜壓即可，碾壓速度控制在2 km/h～3 km/h。在整個碾壓階段，嚴禁急轉(zhuǎn)彎、急剎車，避免破壞基層。

3.5 養(yǎng)生

待完成上述施工后，便進入了養(yǎng)護階段，一般情況下，需封閉交通，養(yǎng)護時間在3天以上，當滿足下面條件時，可以提前結(jié)束養(yǎng)生。第一，泡沫瀝青再生層鉆芯取樣所取芯樣完整;第二，泡沫瀝青再生層含水量在2%以內(nèi)。結(jié)合試驗段實際情況，3天后可以取出完整芯樣，滿足上述條件一，且壓實度達到規(guī)范規(guī)定，可確定養(yǎng)護時間為3天。

4 公路工程泡沫瀝青冷再生質(zhì)量檢測分析

本路段采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)養(yǎng)護施工后，針對工后不同時間段路面性能與破損情況進行了跟蹤調(diào)查與分析，具體情況如下：

4.1 路面破損

針對路面破損檢測，本文以工后7天、工后1年、工后2年為研究對象，根據(jù)長期觀測分析，采用泡沫瀝青冷再生施工后，可得工后7天路面破損率為0，工后1年路面破損率為0.015%，路面破損率雖有所增加，但增幅很小。工后2年路面破損率為0.52%，破損率明顯增大，究其原因在于單面層防水能力相對較差，路面自由水下滲至泡沫瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層和瀝青混凝土層之間將會產(chǎn)生滑動層，由于行車荷載的水平剪力影響，瀝青混凝土面層將會出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，這種情況下，路面部分位置極易產(chǎn)生擁包、坑槽等病害，并大幅增加路面破損幾率。

4.2 路面平整度

平整度是檢驗路面質(zhì)量的重要指標，經(jīng)泡沫瀝青冷再生施工養(yǎng)護后，可得工后7天路面平整度指數(shù)IRI為1.772 m/km，工后1年路面平整度指數(shù)IRI為1.925 m/km，工后2年路面平整度指數(shù)IRI為2.29 m/km，工后3年路面平整度指數(shù)IRI為1.394 m/km，由此可見，維修養(yǎng)護施工后，路面平整度變化幅度不大，表明路面結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性。根據(jù)上述分析，工后3年路面平整度水平有所提升，其原因在于工后2年時對本路段進行了單層瀝青混凝土罩面處理，路面平整度可滿足施工要求。

4.3 路面車轍

通過跟蹤檢測分析，工后7天平均車轍深度平均值為4.14 mm，工后1年平均值車轍深度平均值為6.83 mm，工后2年平均值車轍深度平均值為8.81 mm。由此可見，路面整體車轍變化幅度不大，具有良好的抗車轍能力。

4.4 路面結(jié)構(gòu)剛度

針對路面結(jié)構(gòu)剛度情況，本文通過工前、工后對比分析，可得出以下結(jié)果：工前平均彎沉為34.73（0.01 m），工后7天平均彎沉為18.57（0.01 m），工后1年平均彎沉為26.26（0.01 m），工后2年平均彎沉為22.35（0.01 m）。由此可見，通過泡沫瀝青冷再生施工處理后，路面彎沉值下降顯著，通過兩年通車運行，路面彎沉值逐步趨于穩(wěn)定，說明路面具有良好的剛度和耐久性。

5 結(jié)束語

綜上所述，“節(jié)能、環(huán)?！笔切聲r代公路建設(shè)的新要求，為減少資源浪費，降低環(huán)境污染，泡沫瀝青冷再生技術(shù)在公路養(yǎng)護維修中得到了廣泛應用與推廣。通過該技術(shù)的應用，可有效改善路面使用性能，提升路面質(zhì)量，延長公路工程使用壽命。

參考文獻：

[1]韻耀斌.高速公路瀝青路面使用性能評價及處治方案研究[J].黑龍江交通科技，2015，38（12）：3-6.