泡沫沥青在公路整修中的应用
时间：2022-07-24 06:52:25
摘要：泡沫沥青混凝土是一种被广泛使用的对旧有的路面进行修复一种技术。作为全厚式再生技术，泡沫沥青混凝土对于各种材料的适用非常广泛，如各种沥青路面与道路基层以及含塑性指数的稳定土材料。对于旧有的路面或者路基基层，可以加入一定的新石料，然后利用发泡技术对沥青进行发泡处理，再与再生的骨料粘合在一起，摊铺于旧有路面上并碾压成型，从而形成全厚式的沥青基层。这种新的沥青混凝土可以有效的抗疲劳以及防车辙。对于交通压力大的路面需要加铺一层新的沥青层，而交通压力较小的路段仅需要对道路的表面进行简单的处理。本文将结合实际案例对泡沫沥青混凝土的应用进行说明。
引言
近些年，我国的公路建设正在高速的发展，如何提高资源利用率以及公路建设与环境保护，经济发展与自然环境相互和谐是处在新时期的我们对于公路建设中的新理念和新要求。因此运用何种新技术、新材料、新工艺，以及如何增加公路建设的投资效益已经成为公路建设者广泛关注的问题。
1.泡沫沥青冷再生技术的优势
泡沫沥青冷再生技术与传统技术相比具有以下四大优势：
（1）旧有的路面废料能够回收再利用，既环保又可以节约大量的资金。
（2）泡沫沥青的混合料与传统工艺相比存贮时间更长，且使用时不需加热，经碾压即可成型。混合料规模化生产，大大降低成本。铣刨、摊铺可以机械化连续作业，沥青在路面上摊铺后可以立即压实，压实后的路面可立即开放并正常使用，大大减少了建设时间。
（3）新技术处理后的路面使用时间更长，且与传统技术相比，路面强度、抗水性及抗疲劳度更加优秀。
（4）新技术的使用对于路面的标高抬高较少，从而避免加高导致穿镇路段不被老百姓接受的局面。并可以降低由于附属设施也需加高产生的额外费用。
2.329国道定海段路面大中修
2.1工程概况
329国道2010年舟山境（定海段）路面大中修工程全长5.5km，公路技术等级为一级，路基宽度25.5m，路面宽度15m，硬路肩宽度2mx2.75m。近年来由于交通量的增加，原路面的设计要求已经不能满通量的需要，路段发生了比较严重的网裂、剥落和坑槽等典型病害，严重影响了行车舒适性和安全性。通过路况调查和检测情况，如弯沉调查和承载板试验，发现这些病害主要与现路段的结构承载力不足有关，应采取大修以增强其结构承载能力。
2.2处理方案
经过对实际路面的现场检测，发现该路段主要问题是由于路面结构承载能力不足引起的大面积的网裂、坑槽与剥落。由于原路基仍有较高的强度且完整性较好。所以，决定使用泡沫沥青就地冷再生技术对于破损的路面进行修复，处理方案为路面结构为原路面铣刨20cm并处理局部病害后加铺12cm厂拌泡沫沥青混凝土从而形成一个均匀的泡沫沥青冷再生基层。而后在此基层上加铺5cmCAC-16C）沥青混凝土。硬路肩处理病害后，加铺5cm（AC-16C）沥青混凝土。从而优化整体的路面结构组合形式，以延长路面使用寿命的效果。
2.3泡沫沥青冷再生材料配合比设计
使用维特根公司所生产的WLBIO型泡沫沥青试验机，并进行有关的试验，确定最终的配合比，表1是试验及实验结果。
2.4施工中应注意问题
2.4.1铣刨速度对铣刨料的影响
泡沫沥青冷再生技术的使用的材料来源于旧有的路面，所以需要使用专门的铣刨机在旧路上进行铣刨从而获取原材料。集料级配是决定混合料路面使用性能的一项重要因素，因此控制再生材料的获取质量主要靠铣刨机的运行速度。通过不同的铣刨速度进行试验对比能够发现铣刨速度超过10m/min时，铣刨料的级配明显偏粗，表现在4.75mm以下材料通过率偏低，而处于6-8m/rain的铣刨速度时，铣刨材料的级配差异性不大，材料的级配比较稳定。因此最终要求铣刨速度控制在6-8m/min。
2.4.2适当增加粗集料含量有利于增强材料的稳定性及强度
目前国际上通用的泡沫沥青再生材料级配建议为：初始材料配合比为80%的铣刨料+18.5%的石屑（0-3mm）+1.5%的水泥。通过现场泡沫沥青混合料级配调整实验发现集料的嵌锁作用决定了泡沫沥青混合料的稳定性，因此加入适当的粗集料有利于形成一定的骨架结构，从而增强材料的稳定性及强度，适当降低细集料的含量，以改善再生层的表面粗糙度。所以，新的理想的级配方案为：1.5%的水泥+78.5%的铣刨料+20.0%的石屑（0-3mm）。
2.4.3成品料离析的解决方案
粗细集料的重量各不相同，当成品料通过输料皮带送上卡车的过程中，粗集料由于惯性相对较大被抛的很远，而细集料则容易依附在传送皮带上，导致卡车装运时料仓中的集料粗细分布的很不均匀，这将造成摊铺时在两个搅龙间发生离析现象。解决方法为先用多次的不同装车的组合方式，然后将成品料运送至地面，再用装载机进行翻拌作业，最后再装运。
2.4.4保证沥青路面平整度与密实度的关键是碾压
碾压过程将影响未来路面的使用性能，压实不足将导致沥青问的孔隙率增大，这种情况将很容易产生车辙；然而过度压实会是孔隙率变小，导致路面泛油与失稳。所以，压实作业中，碾压设备的选择，碾压温度的控制以及碾压速度与遍数至关重要。沥青混合料须在合理碾压温度中碾压，碾压顺序为：静压一振动一静压。碾压遍数一般为：6-8遍。相邻碾压轮迹重叠的轮宽为：1/3-1/2。接缝碾压时错缝应在2/3。直线段进行碾压作业时应先边缘，后中间。弯道碾压作业时一般由内向外。碾压完毕的泡沫沥青路面应及时进行保养，避免路面产生裂缝，导致混合料的含水量降低。
2.4.5接缝处理
沥青层的接缝处理，横缝的处理方式一般是先挖平、刨齐，最后使用热料进行搭接。纵缝的处理方式也是使用热料搭接，搭接过程须是人工操作，保证接缝的平整性。摊铺时，如果发现混合料老化或者为生料。应及时清除，否则将发生松散现象。
2.4.6养护
沥青路面的养护是保证工程质量重要条件，沥青路面非常依赖养护，尤其是对排水系统的养护，排水不畅容易造成路基的软化以及下沉，坑槽和开裂等等病害。所以应该经常安派工作人员进行养护工作。
2.5施工设备说明
在329国道舟山境（定海段）路面大中修工程投入的施工设备如下：
（1）德国产维特根WR2500冷再生机1台。
（2）德国产戴纳派克20T双钢轮振动压路机1台。
（3）20T单钢轮振动压路机1台。
（4）胶轮压路机1台（≥20T）。
（5）德国产戴纳派克摊铺机1台。
（6）水车2台。
（7）热沥青保温罐车两台（20-40t），准备与冷再生设备连接的接头、水管。
2.6经济性分析
泡沫沥青冷再生技术的经济型表现：
（1）所用原料为旧路的废料，降低了建设成本。
（2）路面标高不再抬高进而降低挡墙、绿化带、边沟等附属建筑的施工费用。
（3）碾压成型时间短，在某些特殊地段，可以施工完毕便可通车。可以使运营期提早，也降低了路面养护所需的成本。
（4）路面结构的优化使得道路的使用寿命增长，某种程度上节约了大量的维修费用。
3.结束语
传统的沥青路面维修对原沥青层进行大量翻挖、铣刨、或是埋于新基层以下，这种行为对于我们这样一个优质沥青严重缺乏的过来来讲是资源的严重浪费。并且传统的沥青路面基层的铺筑需要花费大量的石料，自然矿产的过度开采会导致植被减少，水土流失等等严重的生态问题。这与低碳经济、循环经济以及可持续发展背道而驰。然而新技术中，沥青路面的再生循环利用不仅可以节约大量的资金和自然资源，而且能够避免对环境造成不必要的污染，该项技术拥有广阔的发展前景并将为公路建设提供新思路、新方向。
参考文献
[1]李俊敏.泡沫沥青冷再生技术在安新高速公路养护维修中的应用[J].科技信息，2010（13）：05-06.
[2]古力尼沙·毛拉.道路维修养护中泡沫沥青冷再生技术的应用[J].科技致富向导，2010（17）：09-10.
[3]刘铸.浅谈构成沥青路面不平整早期破坏的原因及再生技术与沥青路面养护措施[J].科技信息，2009（25）：02-03.
[4]应荣华，侯昭光.泡沫沥青冷再生路面合理结构厚度研究[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2011（01）：11-12.
收稿日期：2013-4-12
