泡沫瀝青冷再生在公路工程中的應用研究

李自彬

摘 要：泡沫瀝青冷再生技術具有施工方便、節能、環保、高效等優勢，在我國公路工程養護維修中得到了大量應用與推廣。本文在全面了解泡沫瀝青冷再生技術原理的基礎上，結合具體案例，對公路工程泡沫瀝青冷再生養護施工流程和質量檢測相關內容進行了分析與探討，以期全面提升工程質量。

關鍵詞：泡沫瀝青冷再生;公路工程;技術原理

中圖分類號：U418.6 文獻標識碼：A

0 引言

近年來，我國經濟高速發展，交通基礎設施建設規模持續擴大。在公路建設事業蓬勃發展的同時，公路養護工作也愈加繁重。據相關數據顯示，截至2019年年末，全國公路總里程501.25萬公里，其中公路養護里程495.31萬公里，占公路總里程98.8%。目前，我國已進入“管養并重”的發展時期，瀝青路面養護質量至關重要。面對艱巨的公路養護任務，如何在有限的養護資金條件下增加養護量成為了亟待解決的難題。[1]泡沫瀝青冷再生技術的應用，不僅可以充分利用原有路面材料，還能達到節能、環保的目的，為實現綠色公路、低碳交通奠定了良好的基礎。

1 泡沫瀝青冷再生技術原理

泡沫瀝青冷再生技術是指再生利用回收后的瀝青路面材料或水泥穩定基層材料。泡沫瀝青也被稱之為膨脹瀝青，是指向熱瀝青內摻加適量常溫水，促使其不斷膨脹，并由此產生大量瀝青泡沫，在極短時間條件下，瀝青泡沫便可破裂。一旦泡沫瀝青和集料相互碰觸，泡沫便會幻化成無數的小顆粒，并在細集料表面分散，生成充分粘結瀝青材料的細料填縫料。隨后，通過拌和、攤鋪、碾壓等一系列工序，在粗料空隙內充分填充上述細料填縫料，可達到混合料穩定的作用。

目前，在瀝青下面層、基層施工中泡沫瀝青冷再生混合料應用較多，且使用性能顯著。相比熱拌瀝青材料，其優勢主要體現在以下幾點：

（1）可實現半柔性基層施工，具有良好的施工效果。可通過全厚式再生法進行瀝青面層和基層材料施工，可從半剛性基層向半柔性基層類型轉化，滿足現代化公路建設需求。

（2）無需加熱，保護環境。相比熱再生瀝青施工，泡沫瀝青冷再生工藝，無需加熱瀝青和集料，能夠節約能源，減少污染物的排放，達到保護環境的效果。

（3）工期短，成本低。相比半剛性基層，泡沫瀝青冷再生養護可轉換為半柔性基層，養護時間相對較少，工期短，不會過多干擾交通通行，具有較低成本。

2 工程概況

某公路工程是重要的國省交通干道，隨著沿線經濟的高速發展，交通量日益倍增。據相關數據顯示，本路段交通量已超過9032輛/日，此外，本路段沿線多大型工廠，重載交通所占比例較高，受行車荷載的長期影響，路面面層及基層嚴重破損，部分路段路面病害問題已對路面行車舒適性和安全造成了不利影響。[2]通過現場路面病害觀察發現，本路段主要病害包括：網裂、縱向裂縫、橫向裂縫、車轍、龜裂、坑槽等等。道路通行能力大幅下降，若采用一般預防性養護措施，很難從根本上改變路面病害現狀，為此，決定對本路段進行大修處治。

基于經濟性原則，為了最大限度合理利用舊瀝青路面材料，節約資源、保護環境，決定采用泡沫瀝青冷再生施工方案，此方案可以在優化路面結構形式的基礎上，充分利用原有路面材料，提高路面使用性能，延長工程使用壽命。圖1為原路面與路面再生結構形式。

3 泡沫瀝青冷再生施工流程

3.1 拌和

采用專用泡沫瀝青冷再生混合料拌和機，通過試拌確定拌和機的實際生產率，并通過精度較高的電子稱量系統對各類原材料進行準確計量。同時，將超粒徑RAP材料篩網設于冷料斗入口位置，及時篩除過大粒徑材料，此外該攪拌設備還應設置專用泡沫瀝青發泡裝置。拌和施工前，必須保證拌和場地內準備的材料數量充足，可滿足5天左右攤鋪施工需求。拌和施工中，隨時檢測混合料的含水量、水泥劑量，若發生變化，需及時調整，保證用量準確。

3.2 運輸

完成混合料拌和施工后，為保證后期施工質量，施工前應確定運輸車輛數量，保證有數量充足的運輸車輛。運輸前，必須準確確定運輸路線、運輸距離等。運輸過程中，車輪極易與灰塵等粘黏，污染作業面，因此，在車輛進入施工現場前，必須將車輪灰塵清理干凈。此外，為避免運輸過程中材料溫度散失過快，出現混合料離析現象，需將篷布覆蓋運料車上，以便保溫、防污染。嚴禁在下封層上，運料車急轉彎、急剎車，應指派專人負責指揮，保證運輸車輛緩慢接近攤鋪設備，兩者保持一定距離，一般為10 m～20 m左右，避免發生碰撞。完成當天運輸任務后，需及時將車廂清理干凈，保證次日施工運輸質量。

3.3 攤鋪

根據施工要求，可采用2臺攤鋪機以梯隊方式進行攤鋪施工，保證攤鋪能力、運輸能力和拌和能力匹配，避免出現等料或等攤鋪現象，導致施工間斷，影響施工質量和施工進度。本工程以1.25為松鋪系數，按照掛線標高控制攤鋪厚度，保證攤鋪連續、勻速施工，速度可定為1 m/min～2 m/min，不得任意調整行駛速度。

3.4 碾壓

泡沫瀝青冷再生基層碾壓施工時，根據試驗路鉆芯取樣結果來講，壓實度應超過設計要求（≥98%）。根據現場實際情況，壓路機共需碾壓8遍，第一，初壓采用雙鋼輪壓路機以靜壓的方式進行2遍碾壓;第二，復壓采用雙鋼輪壓路機+輪胎壓路機進行碾壓，鋼輪壓路機按照“低頻高振”方式進行3遍碾壓，隨后采用重型輪胎壓路機進行2遍碾壓;第三，終壓是為了消除明顯輪跡，因此，按照靜壓方式采用雙鋼輪壓路機進行1遍碾壓即可。碾壓施工后，需及時檢測路面的壓實度，保證達到壓實度設計要求，才能停止施工。

3.5 養護

完成上述施工工序之后，便可進入養護階段，一般情況下養護時間需超過7d。但是當泡沫瀝青再生層滿足以下任一條件的情況下，可提早結束養護，開放交通。第一，鉆芯取樣時，取出的芯樣完整無缺損;第二，泡沫瀝青再生層含水量滿足規范要求，在2%以下。

在交通封閉的過程中，可做自然養護，無需采取特殊的養護措施。若在開放交通的情況下進行養護，可在碾壓施工完成1d以上開放交通，但必須做好車輛通行速度管控，行駛速度不得超過20 km/h，禁止在完成的基層上急轉彎、急剎車，避免再生層被車輪損壞，或者，可以將慢裂乳化瀝青均勻噴灑到再生層上，便于保護再生層。此外，在養護過程中，如果遇到降雨情況，需及時覆蓋土工膜，待天氣放晴以后，才能將土工膜去除。待完成養護施工結束后，可噴灑粘層鋪筑瀝青層[3]。

4 泡沫瀝青冷再生現場檢測分析

為驗證泡沫瀝青冷再生技術養護施工效果，本文針對工后7天、工后1年、工后2年不同時間段路面性能與破損情況進行了跟蹤調查與分析，具體情況如下：

4.1 路面破損檢測

針對路面破損檢測，本文以工后7天、工后1年、工后2年為研究對象，根據長期觀測分析，采用泡沫瀝青冷再生施工后，路面破損情況如表1所示。

由表1可見，工后7天路面破損率為0，工后1年路面破損率為0.012%，路面破損率雖有所增長，但增幅不大。工后2年路面破損率為0.23%，破損率明顯增大，根本原因在于單面層防水能力相對較弱，路面自由水下滲至泡沫瀝青混凝土結構層和瀝青混凝土層之間將會產生滑動層，加之行車荷載的水平剪力作用，瀝青混凝土面層很容易產生滑移現象，這種情況下，局部路面將會產生一定病害問題，比如擁包、坑槽等，大幅提升路面破損率。

4.2 路面平整度檢測

平整度是檢驗路面質量的重要指標之一，路面平整才能保證行車舒適、安全。本路段通過泡沫瀝青冷再生施工養護之后，經檢測路面平整度情況如表2所示。

由表2可見，工后7天路面平整度指數IRI為1.72 m/km，工后1年路面平整度指數IRI為1.97 m/km，工后2年路面平整度指數IRI為2.31 m/km，整體來講，泡沫瀝青冷再生養護施工后，路面平整度變化幅度不大，說明路面穩定性良好。

4.3 路面車轍檢測

路面車轍是常見的一種病害類型，為了檢驗泡沫瀝青冷再生施工抗車轍病害能力，通過2年跟蹤檢測，可得結果如表3所示。

由表3可知，工后7天車轍深度平均值為4.01 mm，工后1年車轍深度平均值為5.83 mm，工后2年車轍深度平均值為7.21 mm。由此可見，路面整體車轍變化幅度不大，說明路面抗車轍性能顯著。

5 結束語

綜上所述，隨著我國交通運輸事業的迅速發展，公路建設規模持續擴大。隨著運營時間的不斷增加，公路服務質量持續下降，為了保持道路的技術狀態，有必要及時養護維修。隨著科技的不斷進步，大量新材料、新工藝不斷涌現，泡沫瀝青冷再生技術的應用，可以封閉路面路表微裂縫，避免雨水下滲路面基層，延緩路面瀝青老化，改善路用使用性能，具有良好的施工應用效果。

參考文獻：

[1]王國科，周志莉.廠拌泡沫瀝青冷再生技術在路面改造中的應用[J].交通標準化，2010，35（08）：112-117.

[2]單東旭.舊瀝青路面冷再生技術的優勢[J].交通世界，2016，23（29）：108-109.

[3]高雪.舊瀝青路面就地冷再生技術淺析[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2013，22（02）：99.