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泡沫沥青冷再生技术在高速公路大修中的应用

作者：邢 菊 孙东娜

来源：《中国新技术新产品》2009年第05期

摘要:介绍泡沫沥青冷再生技术在广东省惠河高速公路专项工程中的应用，重点研究了铣刨速度对材料级配的影响，以及铣刨速度的确定方法，同时对泡沫沥青在拌和阶段和摊铺阶段有关施工需注意的事项进行了总结。

关键词:泡沫沥青；厂拌；冷再生；施工工艺

我国的公路建设近年来发展很快,但是由于设计、施工、养护管理、使用过程中的超载等诸多原因，变形、车辙、磨损、裂纹等早期损坏的现象屡见不鲜。按照沥青路面的设计寿命(15～20年)，我国目前已修建的许多公路将陆续进入修复养护阶段，如果采用传统的方法将铣刨下来的大量废旧沥青混合料废弃，一方面造成环境污染，另一方面是对资源的极大浪费。泡沫沥青冷再生技术是利用沥青发泡技术将铣刨后废弃的沥青材料重新稳定，并在压实功的作用下形成具有一定路用性能的路面结构层。这项技术可以将废弃的沥青路面材料再生使用，而且可将其中的老化沥青重新激活，变废为宝，从而达到保护环境、节约资源的目的；同时利用泡沫沥青再生技术可以将传统的路面结构改造成柔性基层路面结构，从而优化路面结构组合形式，延长路面使用寿命。与就地再生相比具有以下特点：采用强制式拌和，拌和效果好，同时可以滤除超粒径材料，从而保证再生材料的质量；拌和料用摊铺机施工，工艺成熟，平整度较好；维修后的道路标高可以不增加，采用厂拌再生技术可以较好地控制路面标高，可以保持原路面标高；铣刨后可以及时发现下承层病害，并进行相应处理。为了探索泡沫沥青厂拌冷再生技术在广东省公路维修中的适用性，2008年广东省惠河高速公路沥青路面改造工程中，采用了泡沫沥青厂拌冷再生技术。本文针对此次泡沫沥青厂拌再生技术的应用成果和施工经验加以介绍。

1试验研究

1.1不同铣刨速度下铣刨料的级配

集料级配是决定混合料路用性能的重要因素，而再生材料的原材料主要来自于旧路面材料，旧路面材料是专用铣刨机铣刨旧路而来的。因此控制铣刨机的铣刨方案是控制旧路材料级

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配的重要手段。控制铣刨机的速度是获取理想再生材料的首要控制手段。在旧路面全面铣刨前，选择了4种不同铣刨速度进行试验，并通过对不同铣刨速度下的材料进行筛分，来选择适宜的铣刨速度。不同铣刨速度铣刨出材料的筛分配曲线如图1所示。

通过级配曲线的对比可以看出，各档铣刨速度下的铣刨料的级配存在一定差别。特别是铣刨速度超过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，粗集料较多还容易产生“超粒径材料”，这些巨粒不能被铣刨机彻底破碎，如将这些材料用于再生，会给再生材料的性能带来不利影响。而处于6～8m/min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。 1.2现场配合比的调整

根据目前国际上通用的泡沫沥青再生材料级配建议范围，需要对铣刨材料进行改善。初始材料配合比确定为80%的铣刨料+18.5%的石屑(0～3mm)+1.5%的水泥。通过铺筑1km的试验路，并根据专家的现场指导意见，对泡沫沥青混合料进行级配调整。级配调整主要出于以下几点考虑:适当降低细集料的含量，以改善再生层的表面粗糙度；增加材料的粗集料含量，以增强材料的稳定性，同时改善再生层的抗车辙能力；目前的研究结论认为泡沫沥青混合料的稳定性主要由集料的嵌锁作用提供，因此要考虑加入适当的粗集料形成一定的骨架结构，从而增强材料的稳定性及强度。决定将级配方案改为：79.0%的铣刨料+19.0%的石屑(0～3mm) +2.0%水泥。

1.3现场材料性能评价

从现场提取拌和好的泡沫沥青再生料，在实验室内成型马歇尔试件和车辙板，测定其马歇尔稳定度及车辙次数，试验结果见表1。

根据现场材料的试验结果来看，现场拌和材料的质量能够满足混合料稳定度大于5.0kN的设计要求，同时可以看出泡沫沥青再生材料具有较高的高温稳定性，优于普通的热拌沥青混合料。

2施工工艺

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泡沫沥青厂拌冷再生技术是通过将原路面铣刨后的材料集中厂拌后再生使用，与就地再生相比具有以下特点：采用强制式拌和，拌和效果好，同时可以滤除超粒径材料，从而保证再生材料的质量；拌和料用摊铺机施工，工艺成熟，平整度较好；维修后的道路标高可以不增加，采用厂拌再生技术可以较好地控制路面标高，可以保持原路面标高；铣刨后可以及时发现下承层病害，并进行相应处理。 2.1 拌和阶段

生产率不宜过高。由于拌和设备储料仓的容量与装载机的装载速度有限，容易导致铣刨料供应不足，从而会使得铣刨料和添加材料的比例失衡(铣刨料用量偏少)。根据实际拌和情况，将厂拌设备的生产率调整为110～130t/h。

成品料装载卡车的程序。由于成品料是通过输料皮带运送至卡车，因此成品料的细集料容易黏附在皮带上，同时成品料在离开输料皮带时，粗集料惯性大，从而使得粗集料抛出较远，这样造成在卡车的料仓中两段粗集料相对集中，而中间细料相对集中，最终导致摊铺机两个搅龙之间产生离析。解决办法是，将成品料首先输送到地面上，然后再用装载机进行简单翻拌后再装载到卡车上。实践证明这一方法可以有效解决卡车中材料的离析问题。

水泥料仓应当足够大。根据日水泥消耗量，及时补充散装水泥。水泥可以在工作中连续添加，但必须保证罐内剩余水泥数量不低于1/3。应当避免由于水泥料罐偏小造成连续生产时需要频繁添加水泥，影响施工效率。

沥青供应。沥青装车温度170－180℃，现场沥青温度不得低于160℃，避免长时间沥青保持180℃以上温度。选择保温性能好的沥青罐车，沥青罐车容量也要足够大，否则频繁更换和等待沥青罐车将会严重影响生产效率。

水的供应。保证有稳定连续的干净水供应6吨/小时；利用水车的水泵往KMA200补水；KMA厂拌。利用维特根KMA200进行再生混合料的拌和。装入KMA200的各组成材料通过设备的微机控制系统自动调整比例以符合设计级配。RAP中的超粒径颗粒由一定尺寸的过滤筛孔进行去除，以保证混合料的级配和性能。沥青罐车和水车与KMA200相接，提供混合料所需的泡沫沥青。进行沥青发泡之前，应检查罐车中的沥青温度是否符合要求，若低于发泡温度则不予使用。通过KMA200上的试验喷嘴可检验现场沥青发泡效果。另外，还需对拌制出的泡沫沥青混合料进行检查，包括料的湿度以及沥青分布是否均匀等，以保证混合料性能符合设计要求。

2.2摊铺压实阶段

根据摊铺现场的经验，确定泡沫沥青再生材料的松铺系数为1.30；一般摊铺速度控制为1～2米/分钟，且速度转换要缓慢；根据压实度检测和取芯结果，确定采取一台胶轮压路机进行稳压，根据材料情况确定是否撒水，稳压后人工清除接缝处多余材料；一台单钢轮振动压路