泡沫沥青厂拌冷再生技术在改建工程中的应用实践

摘要：本文依托海南省西线高速公路路面改建工程，对泡沫沥青厂拌冷再生配合比设计和施工工艺进行研究。通过室内配合比设计，确定了工程应用的最终级配组成，结合具体工程，简述了泡沫沥青厂拌冷再生的施工工艺以及施工过程中的关键控制环节，并对西线高速公路路面改建工程的再生效果进行了评价。

关键词：泡沫沥青；冷再生；施工工艺；质量控制

中图分类号：TU57+1 文献标识码：A

在我国经济持续快速发展、交通量日益繁重、轴载不断增加的背景下，我国部分经济发达地区道路行业的重心己经率先开始从道路新修建设向大中修养护转移。本文介绍了泡沫沥青冷再生在海南省西线高速公路路面改建工程中的设计、施工及应用情况，这是海南省内第一次大规模将泡沫沥青厂拌冷再生技术应用于路面大修工程中，供今后类似项目参考。

一、沥青发泡的原理

沥青发泡的基本过程是当冷水滴与高温沥青(140 ℃以上) 接触时，水转化成蒸汽，形成大量气泡，使沥青的体积发生膨胀，形成大量的沥青泡沫，经过很短的时间沥青泡沫破裂，在近1min内沥青又恢复原状。整个过程仅仅是沥青暂时的物理变化，没有发生化学反应。Walt等人对泡沫沥青的机理进行了分析，指出泡沫沥青是一种水饱和沥青。

二、泡沫沥青混合料室内配合比设计

通过室内配合比试验表明，SK70#沥青的适宜发泡温度为165℃，发泡用水量为3.5%，配合比为RAP：新集料：水泥=80%：18.5%：1.5%，泡沫沥青的用量为2.5%、含水量为5.3%（泡沫沥青和水均为外掺）。所设计的冷再生混合料15℃浸水劈裂强度为0.66MPa，强度满足JTG F41-2008规定的15℃ 劈裂强度不小于0.5MPa强度指标。

三、泡沫沥青厂拌冷再生施工工艺

（一）铣刨现有路面

冷再生的第一步是在设计厚度下刨除现有的沥青路面，铣刨时尽量不得混入水泥稳定碎石基层废料，然后将RAP材料运至拌和厂。

（二）RAP材料的破碎和贮存

RAP材料经破碎、筛分后，可达到生产所需的尺寸及级配，RAP材料在破碎后即可送至拌和楼生产，也可以贮存起来以后使用。

对于较小粒径的RAP材料，为了减少RAP材料中的含水量对冷再生混合料质量的影响，应将粒径较小的RAP材料采取覆盖的措施。RAP材料尽量按照“先到先用”的原则，一是保证RAP材料中的含水量稳定，二是防止混合料储存时间过长出现粘结。

（三）拌和

泡沫沥青的生产设备要有精确的计量装置，基质沥青的温度要控制在最佳发泡温度±10℃的范围之内。冷厂拌的拌和楼通常不设置筛分板，因此RAP和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。拌和楼需有泡沫沥青和水泥的精确计量装置。

（四）摊铺、通风、碾压

传统的摊铺机即可摊铺冷厂拌再生的混合料，混合料中适度的水分可防止熨平板下的混合料发生“撕裂”、“脱空”等现象，熨平板不必预热，以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。

连续稳定的摊铺是提高路面质量、减少路面离析的主要措施之一。对于泡沫沥青混合料，摊铺机的摊铺速度应根据拌和楼的产量、施工机械的配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度按1～3m/min予以调整，做到缓慢、均匀，不间断的摊铺。

碾压的组合应根据试验路段决定，建议初压采用1台DD130双钢轮压路机前静后振碾压2遍，复压用1台18t单钢轮振动压路机振压4遍，然后用26t轮胎压路机碾压4~6遍，终压采用双钢轮压路机静压2遍。终压采用钢轮压路机碾压，以消除轮迹。压路机碾压时可喷少量的水雾，以防止压路机轮粘结冷再生混合料。

（五）养生

泡沫沥青冷再生在加铺沥青下面层前必须进行养生，养生时间不易少于7d。当满足以下两个条件之一时，可以提前结束养生：1）泡沫沥青再生层可以取出完整的芯样；2）泡沫沥青再生层含水量低于2%。

在封闭交通的情况下养生时，可进行自然养生，一般不需采取措施；在开放交通的的条件下养生时，泡沫沥青再生层在完成压实至少1d后方可开放交通，但应严格限制重型车辆通行，行车速度控制在40km/h以内，并严禁在再生上掉头和急刹车，为避免车轮对表层的破坏，可在再生层上均匀喷洒慢裂乳化沥青，喷洒用量折合纯沥青后宜为0.05~0.2kg/m2。

四、施工中的关键控制点

（一）保证基质沥青的发泡温度。温度的稳定直接影响到沥青的发泡质量，进而影响到再生料的质量稳定性。

（二）RAP的预处理是从源头上控制冷再生料的级配稳定，保证再生料的质量的手段，将RAP料二次破碎后筛分成两档以上，可以很好的控制RAP本身级配的波动，同时去除大部分超粒径的铣刨料。因此在现场摊铺过程中，应在现场技术人员的指导下，人工将这部分粘结块料清除。

（三）冷再生在生产过程中的质量控制是一个难点。如何确保再生料级配、含水量、泡沫沥青用量以及水泥用量符合设计要求是主要的问题。建议采取如下措施：1）施工过程中首先加强对铣刨料级配、新集料级配的检测，坚持每天检测，随时抽检。2）由于铣刨料自身强度不高，经过拌和后级配会发生较大的变化，因此最好是在每天正常生产之前放铣刨料和石屑的混合料检测级配，以较好的反映当天生产再生料的级配情况。3）加强对铣刨料级配、新集料含水量的检测，坚持每天检测，计算外掺水量，发现异常时要随时调整。

（四）运输车辆在运输过程中应做好覆盖措施，防止混合料中的水分变化。到达现场的车辆还未进行摊铺的也不得提前撤除覆盖。

（五）泡沫沥青冷再生最为关键的环节即压实，由于冷拌混合料普遍拥有偏大的现场空隙率（8~12%），充分的压实对泡沫沥青冷再生混合料至关重要，因此必须严格保证碾压设备的数量以及现场碾压的组织协调，尤其要关注单钢轮压路机的碾压效率；泡沫沥青冷再生混合料由于其偏细的级配以及通过水分的作用压实成型的特征，在大吨位的钢轮压路机碾压时不可避免的会出现微裂纹，出现这种情况时，不得随意减少单钢轮碾压的遍数，优先保证压实度。

五、施工效果评价

（一）室内试验检测

在室内进行了干湿劈裂强度及水稳定性试验，从试验指标来看，各标段试验结果均能满足规范对泡沫沥青作为下面层的要求。

（二）现场压实度检测

从各标段现场压实度的检测结果可以看出，各标段压实度均能满足规范要求，碾压效果较好。

（三）取芯检测

从取芯检测情况来看，均能在养生3~7天内取出完整芯样，部分标段在养生2~3天后即能取出完整芯样，且芯样外观、完整性情况均较优。

六、结语

西线高速公路路面改建工程在海南省内第一次采用了泡沫沥青厂拌冷再生技术，施工取得了非常良好的应用效果，路面平整密实，至今未出现任何病害。泡沫沥青厂拌冷再生技术以其具有的良好的环保经济性，符合国家的发展环境友好型技术的政策方针，同时具有施工方便，养生时间短等优势，在路面大修改造工程中具备较为广阔的应用前景。