泡沫沥青冷再生技术在高速公路维修中的应用

泡沫沥青冷再生技术在高速公路维修中的应用摘要:介绍了泡沫沥青冷再生技术在京沈高速公路维修中的应用情况，对泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计、施工工艺、质量控制进行了研究总结，结果表明：该技术较好地解决了废料所造成的环境污染问题；泡沫沥青冷再生层表现出良好的路用性能，经养生3天左右能完整取出芯样，劈裂强度满足使用要求；维修后路面结构的强度得到了较好地改善，同时泡沫沥青冷再生层的强度随时间的增长而增大，路面结构总体强度呈增长趋势，后期强度增长趋于平缓。关键词:高速公路；泡沫沥青；冷再生技术；配合比设计；施工工艺；质量控制0前言随着使用期的延长，我国的高等级公路大量进入维修养护期，维修养护、翻修重建的任务越来越重。同时我国90%以上的高等级公路为半刚性基层沥青路面，一旦发生破坏，其造成的后果往往是致命的。传统的做法就是“开膛破肚”式的维修，不仅工期长，造价高，而且带来大量废料无法处理的困境，严重污染环境。采用泡沫沥青冷再生技术，对回收沥青路面材料和水泥稳定基层材料进行再生利用，不仅能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费，同时将半刚性路面结构转为柔性结构，延长了道路的使用寿命。泡沫沥青（Foamedasphalt）又叫膨胀沥青（Expensiveasphalt），是将一定的常温水注入热沥青使其体积发生膨胀，形成大量的沥青泡沫，经过很短的时间沥青泡沫破裂。当泡沫沥青与集料接触时，沥青泡沫间化为数以百万计的“小颗粒”，散布于细集料（特别是粒径小于0.075mm）的表面，形成黏有大量沥青的细料填缝料，经过拌和压实，这些细料能填充于常温的粗集料之间的空隙并形成类似砂浆的作用，使混合料达到稳定。京沈高速公路（天津段）全长37.179km(61+208～98+387)，为双向六车道，路基宽度为34.5m，路面宽度为30m(0.75×2+3.0×2+3.75×6)。路面总厚度为84cm，于1999年10月1日建成通车，目前路面破损较为严重，根据旧路评估报告，制定了维修加固方案，见图1所示：灶4c犹m赚抗滑表帮层启(耐AK-1我3)阳4c省m菌改性沥青窃混凝土盆（捆AC-1宴3叮C冠）绍4c尼m犁抗滑表饿层双(预AK-1剩6I呜)食改性沥燕青肾+核热拌碎石塔应力吸收坟层搂5冈c苹m啄中粒式沥缴青混凝稀土宵AC-2窃5I途18c挂m役泡沫沥青尚冷再生沥磨青面层回田收料狱（喝RA粒P不）举6聋c论m粗粗粒式沥绒青混凝踏土汪AC-淡30II誓20c母m都泡沫沥青捐冷再生水裹泥稳定碎培石回收料乓（贡CT蓄B具）华20c邪m缴水泥稳定绒级配碎石梅基层甲2×西15cm狸二考灰伶(精1椒2贵%)拨原路面结瞒构戴15cm屋石灰教土贿(靠10%)愿路基灶原路面结倡构篮维修后路舟面结构图1路面维修方案1泡沫沥青冷再生混合料配合比设计本工程中回收料有两种，分别为沥青面层回收料（RAP料）和水泥稳定碎石回收料（CTB料，其中掺有少量二灰底基层材料），冷再生混合料的配合比设计主要确定以下参数：沥青发泡温度、发泡用水量、泡沫沥青用量、水泥用量、级配等，以劈裂强度试验结果作为配合比设计时的控制指标，两种材料的配合比设计结果见表1。级配曲线见图2。可以看出，泡沫沥青冷再生混合料的级配及劈裂强度均满足设计及规范要求。表1泡沫沥青冷再生混合料配合比设计结果多材料漫泡沫沥青雾用量斗（雾%怠）起水泥用量挠（献%胜）思沥青发泡圾温度钳（剖℃嗓）缝发泡用水壶量疑（铸%期）拉最大干密领度羡(佣g/cm葱3志)东最佳含水蹦量百（扎%像）岛CTB牌2.7华2.0螺165酸2.0锡2.05蔽4狗9.6闯RAP圾2.5肝1.5疲165乳2.0拢2.25某4蠢4.9孕配合比戒（本%给）客下层冷再拨生层长：识CTB店:密二估灰啄=90:基10京上层冷再恰生层蜘：蒸RAP结:灰机制砂指（猾0罢～重5m某m脱）咳=85:风15棉劈裂强度岁要求许：轰RAP独:孟干劈裂强姥度适≥谣450k躲P安a宪，干湿劈效裂强度有比絮≥院75歇%躬；原CTB沿:垒干劈裂强盏度肿≥路400k锻P霉a招，干湿劈拌裂强度泡比所≥遣75毕%醉；锄实测辜：倒着（永1泳）胳RAP恋:坝干劈裂强约度枪460k铁P叫a我，湿劈裂丽强掠度壶348k挡P滚a援，干湿劈榴裂强度洲比赢75.7蕉%沸；吓（佣2菌）季CTB瞧:歉干劈裂强客度见415k返P牛a必，湿劈裂捎强幅度烂316k盘P抓a酸，干湿劈悦裂强度衫比告76.1蜓%哄；驴（1）CTB设计级配曲线（2）RAP设计级配曲线图2级配曲线2施工设备及施工工艺2.1施工设备工程采用的主要施工设备见表2及图3。渠表服2玻免主要施工极设备劫序号亮设备名称锡规格型号都数量鸣1循铣刨机匀W200柳0拨2周2阻铣刨机老W190驾0土1垫3把泡沫沥青四厂拌冷再循生设备鉴KMA2简00植1决4馆泡沫沥青寿就地冷再姓生设备章WR42搜00予1瑞5剧水泥稀浆贝车戒WM10苹00猎1黄6我沥青罐车丰东风雷1折7葛沥青摊铺赖机弹ABG5红25抢1切8期压路机栗悍米马脑HDO1斥20V天1蚀9静振动压路毫机介DD1云30丘2娱10栗振动压路裕机郊DD11兄0妇1穷11醒单钢轮压做路机安悍纺马备3625抗HT蜓1抢12王轮胎压路千机耽XP30瓜1屈2扶13负洒水车踢斯太尔验2穴14你沥青洒布跳车广5t休1紧15即装载机野ZL50瓶2行16态半挂拖车翁JZ93支80朝2幕（怕1齐）铣刨勤机读流粉算德扶浑稠玻睡渠（日2泉）摊铺机结外公久真侄（论3这）就地冷爪再生机纳组他勤违归普罪洒冒丛（连4喘）厂拌冷索再生厦（滤5敞）碾压设盐备广图依3技彻主要施工掘设备侦2.2磁梳施工工序户维修中采羊用两层泡胆沫沥青冷姻再生层，斜其中下层仅（拳CT忠B端）为就地危冷再生，价其施工工孙序为：原虚路面面层倒铣称刨裙→控铣刨料运寻输拼→苏槽底弯沉太检续测钓→合现场就地系再宏生厚→购现场碾锦压流→幼封闭重载继交通养娘生典3仇天左概右侵→太达到养生烟期后进行吸上层冷再浆生层的摊授铺。倘上层饿（树RA借P督）采用厂甜拌冷再生牛，施工工姥序为：泡泽沫沥青冷范再生混合林料生装产眼→问混合料运宵输至现停场匪→该现场摊铺偷及碾闻压偷→撕封闭重载亮交通养虾生浸3届天左吩右悔→画改性沥标青辆+炉热拌碎石涨应力吸收租层娃→逆摊铺表面章层叼4cmA梁C-13滥C销改性沥青在混凝棋土边→数开放交通她。旱2.3雀拥碾压工艺冠泡沫沥青留冷再生层遮的碾压工登艺见址表谷3刺。闲表治3溉柴现场碾压诚工艺所层位下单钢轮面双钢轮信胶轮担泡沫沥青雪冷再姨生孔CTB筝强崇振逃2黑～确3攀遍皇弱蛾振倍2指遍亲1磨～撇2毁遍凭泡沫沥青结冷再应生漂RAP裳----坚强爬振农4南遍弱云振被2接遍墨1逝0铲遍以上古在双钢轮粪振动碾压嫌完毕后，委若表面较碰干时可洒己水使表面亭湿润，然披后胶轮进产行碾压。惠3斤刮质量控制刃3.1长除现场冷再洋生混合料倦级配鹿分别对现榨场的混合冶料进行取厉样筛分，员结果见税图食4层。可以看归出，现场虾混合料的御级配比较剂稳定，满拌足设计级辞配要求。务（穿1测）谎CT贞B逝现场级配朵（睡2宝）困RA塔P挑现场级配叶图底4芹姐现场冷再块生混合料颠级配情况己3.2狮铲现场冷再放生混合料很劈裂强度努在施工期撤间对现场燃混合料进旧行取样，母并送试验损室成型马漏歇尔试件个，经标准才养生后测碑定劈裂强阅度，结果背见皱表网4诵。滑考结果表明忆：现场混胞合料劈裂抓强度和水串稳定性满雀足设计要砖求。耳表未4无度现场混合惹料劈裂强蹦度结果摸（桃1归5轧℃讨）唱材料哑干劈裂强锤度惑（衡kP券a边）云湿劈裂强伯度咬（毁kP涝a戒）墓干湿劈裂喝强度敏比迈(%谦)沟巧RAP米457赛363皱79.6掀义CTB涝401慰360敌89.8茄锦3.3证尊虚铺系数究检测师虚铺厚度尖是泡沫沥夜青施工的蚀重要指标少之一，也织是保证工顿程质量的猴重要因素珠。施工现本场，对泡饲沫沥青上鸣下层进行椒虚铺厚度逮检测，并丧计算松铺叉系数，将拘结果汇总获于共表崭5精。桨表搜5裕含虚铺厚度览及松铺系艰数汇总表芒层位削车道兆虚铺厚宾度输(兰cm)肿压实厚度遮(炭cm)讽松铺系数砌数据个数疼（个）可CTB竞沈陕阳挂→钩北京超车缝道章28.5特20.2文1.42窄1424提沈揉阳脉→塌北京内侧垮行车道艰28.0提20.0躺1.40匠1386宝沈美阳柴→毕北京外侧截行车道所28.3鱼20.1帖1.41式1392柏平均值流28.2棍20.1铃1.41投----蚊RAP速沈迅阳导→切北京超车召道川25.4李18.2盘1.39绑1374鼠沈咏阳串→牙北京内侧面行车道育25.5踢18.2笛1.40懂1408乳沈冒阳拘→脖北京外侧引行车道右25.0尺18.3贝1.37冷1379值平均值肉25.3郊18.2跟1.40曾----越由上表可泛知：舰下层泡沫闹沥青冷再樱生混合料泄虚铺系数病为心1.4笨1杂；上层虚都铺系数庭为炕1.39特。颗3.4柱块各结构层补压实度及押厚度检测皱现场压实骂度和厚度守检测结果池见胜表味6坑。由表中惑可知：下佛层泡沫沥虎青冷再生猜层压实度念平均值除为望98.3蒜%旱，上层泡叙沫沥青冷粗再生层压刚实度平均奏值董为仔102.狼9姑%菊，均符合技要求。呀表匠6番货现场压实必度及厚度微检测饿层位嫌车道捐含水量杨（盗%宴）房压实度验（耳%佩）压厚贪度办(牛cm)星数据个数友（个）悠CTB泉超车道演6.0答98.4昼21.0秒38疼内侧行车况道烦6.6执98.4死20.7除11债外侧行车够道盐6.3价98.2索20.6如14透平均值荣6.3劫98.3朗20.8得----殊压实度范尘围珍98障%氏～裹100%势RAP职超车道舞3.6铸103.小0满18.1涛36书内侧行车柏道序2.9脂102.至4夫18.2四9春外侧行车出道禽2.9双103.郊2粥18.0跳8眨平均值米3.1捡102.哀9员18.1斗----喇压实度范葱围侍101拴%倘～坑104%问3.5蜜结现场取芯需及芯样强鹅度检测蚕施工期间辰不同的路毒段和位置车进行现场毅取芯检测手，并对芯滩样进行劈厉裂强度测容试，现场乎取芯见血图厌5规，芯样劈耗裂强度结竟果见喷表限7煮。柱图回5否须现场芯样匙情况挡表蹦7集芯样劈裂乏强度试验瓣结果委（遭1期5招℃躲）羽层位神干劈裂强扰度绍(垃kPa)常湿劈裂强愿度做(蜘kPa)红干湿劈裂鲁强度哑比酿(美%)恐RAP牺477晚370活77.5揪蹈CTB以648骄498待76.8瑞携取芯及强杰度检测结纪果表明：牌泡沫沥青劈冷再生层朋经扎过忆3许天左右就雅可取出完炭整芯样，燥且芯样的惰劈裂强度荷均满足设神计要求。捉3.6锐汉弯沉检测牲施工期间树分别对原目路面、槽属底和泡沫凶沥青冷再众生层进行续了弯沉检净测，并在雁施工结束泻后进行竣嫌工验收弯糊沉检测，倍检测结果缩见珍图搞6旺。寄图拼6农各层弯沉肿变化情况证由上图可敞知：原路工面弯沉值平较大，经史过采用泡输沫冷再生墨技术维修晕后，路面小结构的强灰度得到了砌较好地改冒善，同时江泡沫沥青返冷再生层幻的强度随玻时间的增考长而增大丙，路面结钥构总体强绵度呈增长批趋势，但巷后期强度狱增长趋于期平缓。场4事携结论奔通过泡沫耻沥青冷再街生技术在呢高速公路誓维修工程背上的应用疏，可总结混出以下结商论：顶（姑1愈）用泡沫荣沥青冷再熊生技术可金以较好地捏解决废料懒所造成的复环境污染杯问题，同些时将半刚没性基层转湾化为柔性蚂基层，延鹊长道路的猛使用寿命霜。递（惑2吵）由于沥兔青发泡效主果直接影龄响泡沫沥乡青混合料紫性能，所筹以施工期浮间应对不猴同日期和尚批次的沥轿青进行发唇泡效果测的试，必要林时对发泡帖温度和用肃水量作相典应调整，伟并且严格偿控制泡沫搂沥青用量验和水泥剂帜量。幸（习3驻）现场混刚合料的摊段铺含水量榜一般为最乓佳含水量此的粒80绪%摧～俘90纠%珍。泡沫沥使青冷再羡生舱RAP铸现场压实贞度不低籍于唇102片%踏，泡沫沥宏青冷再生掌压实度不渐低博于睡98跌%相。恋（叼4宣）为保证倚单层沥青涉面层与泡贴沫沥青层明的良好结佣合，两层执之间喷洒腿应力吸层孕是必要的裹。串（摄5移）泡沫沥涌青冷再生笛材料表现愈出良好的暗性能，经梁养条生诸3促天左右能安完整取出舟芯样，且叶芯样的劈急裂强度满蛮足规范和绸设计要求娃。吴（戴6宝）经过采炕用泡沫冷苦再生技术质维修后，池路面结构芒的强度得馋到了较好墨地改善，侮同时泡沫棍沥青冷再简生层的强盼度随时间帜的增长而捷增大，路员面结构总锯体强度呈悔增长趋势犁，但后期漆强度增长勤趋于平缓剖。参考文献租[1]袋帽中华人民净共和国行身业标骡准头.JTG慨D50梳-200芹6漠刮公路沥青蛙路面设计搜规袭范袄.极北京：人也民交通出知版社悟，窄2006疤.边[2]援焦中华人民某共和国行材业标奖准干.JTJ勾034诚-200透0涌公路路面渣基层施工挪技术规贫范应.炼北京：人维民交通出氏版社雁，握2000罩.肿[3]询子中华人民省共和国行潜业标挨准矮.JTG棒F41嫁-200美8充公路沥青也路面再生迈技术规肺范条.转北京：人练民交通出党版社以，