泡沫瀝青冷再生工藝在高速公路改擴(kuò)建施工中的應(yīng)用

作者簡介：彭干凱（1989—），工程師，主要從事高速公路建設(shè)管理工作。

為了探究泡沫瀝青冷再生工藝在高速公路改擴(kuò)建施工中的實施效果，文章分析了泡沫瀝青冷再生工藝的原理，并采用實證探究方法，基于工程實例，對高速公路改擴(kuò)建施工領(lǐng)域泡沫瀝青冷再生工藝的實施要點進(jìn)行研究。實踐表明，泡沫瀝青冷再生工藝在改擴(kuò)建施工中具有環(huán)保性好、流程簡便、工期短等優(yōu)點，值得被廣泛地推廣和應(yīng)用在高速公路改擴(kuò)建工程領(lǐng)域。

高速公路;改擴(kuò)建;泡沫瀝青冷再生工藝

U416.05A210713

0 引言

泡沫瀝青冷再生工藝具有可再生、對環(huán)境影響程度低、施工周期短、工程造價低、施工便捷等眾多優(yōu)點[1]。泡沫瀝青在碾壓成型和進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)后，可以立刻開放交通，因此被廣泛地推廣和應(yīng)用在高速公路改擴(kuò)建施工領(lǐng)域。

1 泡沫瀝青冷再生工藝原理

泡沫瀝青冷再生工藝的原理表現(xiàn)為：采用專門的設(shè)備對廢棄的瀝青路面材料進(jìn)行銑刨、回收之后進(jìn)行破碎和篩分處理，添加泡沫瀝青、水泥、新的集料以及水等，進(jìn)行充分拌和施工，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后進(jìn)行低溫攤鋪和碾壓，最終形成再生基層，再生基層的路用性能良好[2]。泡沫瀝青膨脹腔是泡沫瀝青冷再生工藝的關(guān)鍵設(shè)備，

其結(jié)構(gòu)如圖1所示。高溫基質(zhì)瀝青在膨脹腔內(nèi)進(jìn)行循環(huán)流動，在左側(cè)設(shè)置承壓水，在右側(cè)設(shè)置壓縮空氣噴入閥門。

發(fā)泡指令發(fā)出后，壓縮空氣閥門、承壓水以及瀝青共同啟動，由膨脹腔內(nèi)的高壓蒸汽對水流進(jìn)行加熱、加壓，產(chǎn)生顆粒較小的水霧，進(jìn)入高溫瀝青內(nèi)，由于瀝青溫度極高，水霧接觸高溫瀝青之后會產(chǎn)生汽化現(xiàn)象，附著在高溫瀝青表面，使高溫瀝青的體積增加，產(chǎn)生泡沫瀝青。

2 高速公路改擴(kuò)建施工領(lǐng)域泡沫瀝青冷再生工藝的實施要點

本文以某高速公路工程為例，該高速公路原來為雙向4車道，路面結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為碎石（23 cm）、水泥穩(wěn)定石屑（25 cm）、熱拌瀝青碎石（8 cm）、中粒瀝青混凝土（3 cm）、瀝青混凝土（3 cm開級配）。該公路經(jīng)過24年的運行，路基和路面出現(xiàn)許多病害，如車轍、裂縫等，同時為了促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足交通量增長的需求，對該公路進(jìn)行改擴(kuò)建處理。在對該高速公路改擴(kuò)建施工中采用泡沫瀝青冷再生工藝，該工藝具有環(huán)境友好、成本低、施工作業(yè)便捷等優(yōu)勢。具體的工藝實施要點表現(xiàn)如下。

2.1 工藝準(zhǔn)備

高速公路改擴(kuò)建工程運用泡沫瀝青冷再生工藝施工之前需要做好充分的準(zhǔn)備工作，主要包括：

（1）施工材料。施工材料包括石屑（S14級），石屑中不能含有雜質(zhì)，必須保證其干燥、潔凈;硅酸鹽水泥（42.5），初凝和終凝時間分別需要超過3 h和6 h;普通基質(zhì)瀝青（A-70），發(fā)泡性需要滿足半衰期超過15 s、膨脹率超過18倍的工藝標(biāo)準(zhǔn)。

（2）機(jī)械準(zhǔn)備。泡沫瀝青冷再生工藝需要使用大量的工程機(jī)械，該工程的機(jī)械類型如表1所示。

（3）配合比設(shè)計。配合比設(shè)計如表2所示。

2.2 混合料拌和

混合料拌和施工時需要對水分、溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。在拌和施工之前必須對拌和設(shè)備、運輸設(shè)備、儲存設(shè)備的性能進(jìn)行檢測，保證其保溫性能可以滿足施工要求[3]。采用冷再生拌和機(jī)對混合料進(jìn)行拌和，采用電子秤對所有原材料進(jìn)行精準(zhǔn)稱重，嚴(yán)格按照既定的配合比對原材料的比例進(jìn)行配比，然后由拌和機(jī)的自控系統(tǒng)進(jìn)行充分拌和[4]。冷再生拌和機(jī)需要和水車、瀝青罐車連在一起，保證泡沫瀝青和水的供給。拌和施工結(jié)束后需要對發(fā)泡效果進(jìn)行試驗和檢測，合格后才能夠進(jìn)入施工現(xiàn)場。

2.3 混合料運輸

將自卸汽車的車廂清理干凈。為了方便裝卸、運輸，自卸汽車需要使用金屬底板[5]。為了保證攤鋪施工的連續(xù)性，自卸汽車的裝載量需要超過攤鋪機(jī)械。運輸過程中為了避免泡沫瀝青出現(xiàn)離析問題，需要覆蓋篷布，避免溫度降低過快，同時需要將運輸時間控制在30 min以內(nèi)[6]。

2.4 攤鋪施工

攤鋪機(jī)的速度需要根據(jù)攤鋪厚度、配套設(shè)施、拌和產(chǎn)量而定，以此保證攤鋪的穩(wěn)定性和連續(xù)性。攤鋪速度通?？刂圃? m/min，攤鋪過程中避免出現(xiàn)中斷、加速、減速等情況，需要保證攤鋪均勻、平穩(wěn)、連續(xù)。攤鋪厚度控制在15 cm左右，逐層攤鋪，上一層攤鋪完成后需要做好充分的養(yǎng)生，然后再進(jìn)行下一層攤鋪施工。

2.5 碾壓施工

高速公路改擴(kuò)建工程碾壓施工需要根據(jù)作業(yè)環(huán)境選擇合適的碾壓機(jī)械。采用振動壓路機(jī)進(jìn)行2次初壓，采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2次靜壓，采用輪胎壓路機(jī)進(jìn)行10次終壓，對于上述壓路機(jī)無法施工的區(qū)域，則采用三輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。為了避免壓路機(jī)和冷再生混合料發(fā)生粘結(jié)，需要一邊噴水霧一邊碾壓。在碾壓施工過程中避免出現(xiàn)碾壓過量，防止泡沫瀝青再生料出現(xiàn)細(xì)料上浮等情況，對高速公路的路用性能產(chǎn)生不良影響。碾壓施工時需要遵循由外向內(nèi)、由低到高的原則，從外側(cè)低處向內(nèi)側(cè)高處進(jìn)行碾壓。相鄰碾壓施工時壓路機(jī)的輪跡需要重疊1/3～1/2，保證碾壓的平整度和均勻性。碾壓速度需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，初壓速度、復(fù)壓速度以及終壓速度分別控制在1.5～3.0 km/h、2.0～5.0 km/h、3.0～5.0 km/h，保證速度的均勻性，避免出現(xiàn)驟停、加速、急轉(zhuǎn)彎的情況。如果遇到“松散”“凹凸”等情況，則需要進(jìn)行挖除和換填處理，重新進(jìn)行碾壓施工。

2.6 壓實度測試

高速公路改擴(kuò)建工程泡沫瀝青冷再生碾壓施工完成后，需要做好壓實度檢測工作，保證壓實質(zhì)量能夠滿足施工要求。壓實度測試時需要隨機(jī)選取若干檢測位置，該高速公路改擴(kuò)建工程選擇4個檢測點，4個檢測點的實驗數(shù)據(jù)如表3所示。

由表3可知，4個測試點的壓實度均超過100%，能夠滿足《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41）的要求。

2.7 養(yǎng)生

高速公路改擴(kuò)建工程泡沫瀝青冷再生養(yǎng)生包括灑水養(yǎng)生和自然養(yǎng)生。對于灑水養(yǎng)生，碾壓施工完成后需要采用霧封層進(jìn)行養(yǎng)生處理，如果溫度過高，則需要進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。對于自然養(yǎng)生，需要對通行車輛進(jìn)行控制，避免過載、超載汽車對路面造成破壞。對車速也需要進(jìn)行控制，不能超過30 km/h，防止造成再生層的損壞。養(yǎng)生7 d后，對再生層的含水率進(jìn)行檢測，如果含水率<2%，則可以正常通車。

3 泡沫瀝青冷再生施工質(zhì)量管控對策

為了保證該高速公路擴(kuò)建工程泡沫瀝青冷再生施工工藝的質(zhì)量控制，需要采取以下質(zhì)控對策：

（1）嚴(yán)格遵循相關(guān)工藝規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，如《泡沫瀝青冷再生路面施工技術(shù)規(guī)范》（DB32/T 2676-2014）、《公路瀝青路面泡沫瀝青冷再生技術(shù)指南》（DB13/T 2513-2017）等，以技術(shù)規(guī)范和指南為依據(jù)，對泡沫瀝青冷再生質(zhì)量進(jìn)行控制和驗收。

（2）創(chuàng)建完善的檢驗制度，做好所有材料、設(shè)備的進(jìn)場檢驗和檢查工作;對施工過程進(jìn)行全面檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整和優(yōu)化;做好檢測、檢查工作數(shù)據(jù)的記錄工作，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性以及可信度。

（3）做好現(xiàn)場材料、設(shè)備的保存、管理工作。硅酸鹽水泥、石屑、泡沫瀝青等材料需要做好防雨工作，銑刨料需要做好覆蓋工作，避免露天堆放導(dǎo)致銑刨料變質(zhì)，壓路機(jī)、裝載機(jī)、自卸汽車、攤鋪機(jī)、冷再生拌和機(jī)、水車、瀝青罐車等機(jī)械需要做好維修管理工作，保證所有的工程機(jī)械性能處于最佳狀態(tài)，以此保障整體施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，泡沫瀝青冷再生工藝以其獨特的優(yōu)勢，被廣泛地推廣和應(yīng)用在高速公路改擴(kuò)建工程領(lǐng)域。本文通過工程實例，對泡沫瀝青冷再生工藝的流程和要點進(jìn)行分析，通過對舊料進(jìn)行充分的利用，降低新材料用量，具有非常好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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[3]馮 宇，王增全，張爭鵬，等.天津外環(huán)泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)應(yīng)用研究[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2019（6）：190-192.

[4]趙曉峰，趙 倫，孫耀寧，等.泡沫瀝青冷再生混合料配合比及路用性能試驗研究[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2017（11）：177-181.

[5]龍忠誠，寇含強(qiáng)，劉振清.泡沫瀝青冷再生配合比優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用探討[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2016（9）：99-100.

[6]田迎春，王 宏.在役泡沫瀝青冷再生混合料性能研究[J].公路，2019（1）：223-231.