路面施工泡沫瀝青溫拌再生技術(shù)應(yīng)用分析

王冬英

（上饒市德興公路事業(yè)發(fā)展中心，江西德興334200）

0 引言

在國家倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保理念的新時期背景下，實現(xiàn)能源再生利用是非常關(guān)鍵的一項內(nèi)容。因此為了能夠響應(yīng)國家節(jié)約能源的號召，在公路工程施工時需要選擇合理而環(huán)保的技術(shù)。泡沫瀝青溫拌再生技術(shù)作為常用的一項技術(shù)策略，能夠?qū)崿F(xiàn)廢物利用從而達(dá)到節(jié)約能源的目標(biāo)。因此對泡沫瀝青溫拌再生技術(shù)的應(yīng)用要點進(jìn)行分析，從而在后續(xù)工程開展中選擇科學(xué)有效的技術(shù)方案進(jìn)行實踐，才能夠滿足新時期交通事業(yè)的發(fā)展需要。

1 工程概況

某公路項目是當(dāng)?shù)爻鞘械拇胃陕罚傞L度為700m，設(shè)計為1 幅路的形式，行車道的寬度尺寸為21m，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計為SBS 改性瀝青混凝土材料。在瀝青下面結(jié)構(gòu)施工中，采用泡沫瀝青溫拌施工技術(shù)開展現(xiàn)場施工，廢舊瀝青混合料的加入比例在25%左右。

2 室內(nèi)試驗

2.1 原材料選擇

在泡沫瀝青溫拌再生技術(shù)應(yīng)用的階段中原材料的選擇最為關(guān)鍵，材料性能的高低直接影響到技術(shù)工藝的質(zhì)量，因此在材料選擇時需要從以下幾個方面入手做好相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)控制。

2.1.1 瀝青材料

分析當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，為夏炎熱冬寒區(qū)的特點，按照目前的規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到這一工程所在地區(qū)的具體情況，最終確定下面層結(jié)構(gòu)應(yīng)用A 級90 號普通瀝青材料進(jìn)行施工，上面層結(jié)構(gòu)施工為A 級90 號基質(zhì)瀝青加工生產(chǎn)的I-C 級改性瀝青材料，具體指標(biāo)如表1所示。

表1 瀝青材料性能指標(biāo)

2.1.2 新集料

下面層AC-20 應(yīng)用的集料是當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的石灰?guī)r材料；上面層為AC-13 的新集料。除了上述應(yīng)用的石灰?guī)r材料之外，還有玄武巖材料。值得注意的是，在新材料選擇的階段中需要考慮新材料的強(qiáng)度，并且對材料的兼容性進(jìn)行分析，如此才能夠在后續(xù)工程項目開展時達(dá)到工程需求[1]。

2.1.3 廢舊瀝青混合料（RAP）

該類材料是當(dāng)?shù)氐呐f瀝青路面修理時產(chǎn)生的材料，經(jīng)過篩分處理之后得到10～20mm、10mm 以內(nèi)的粗、細(xì)兩種材料，粗RAP 的瀝青材料加入比例為2.9%，細(xì)RAP 舊瀝青材料的針入度符合30 號道路石油瀝青的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

在AC-20 型再生混合料與AC-13 型SBS 改性瀝青混合料生產(chǎn)階段，進(jìn)行熱拌、泡沫瀝青混合的性能分析[2]。

2.2 混合料性能試驗

將選取完畢的瀝青混合料樣品直接存放到恒溫箱內(nèi)，在保溫2h 之后需要做好型式試驗，然后進(jìn)行兩種材料的技術(shù)指標(biāo)對比分析。從試驗結(jié)論分析發(fā)現(xiàn)，雖然泡沫瀝青溫拌材料的馬歇爾試驗后穩(wěn)定性指標(biāo)相對于熱拌瀝青有所降低，但是都能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，這就說明這種材料的高溫穩(wěn)定性比較好。此外，泡沫瀝青拌和材料的殘留穩(wěn)定性與凍融劈裂殘留強(qiáng)度都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，這就表明泡沫瀝青材料的水穩(wěn)定性效果好，完全符合運行的要求[3]。

2.3 旋轉(zhuǎn)壓實試驗

為了能夠有效地驗證溫拌與熱拌瀝青材料的可壓實性方面的差異，分別選取熱拌與泡沫瀝青溫拌的AC-20 型再生混合料進(jìn)行施工，通過使用旋轉(zhuǎn)壓實儀旋轉(zhuǎn)壓實75 圈成型試件。泡沫瀝青溫拌混合料的可壓實性與熱拌瀝青材料是基本相同的，泡沫瀝青溫拌混合料的可壓實性更高。通過應(yīng)用溫拌的方式制作可以降低拌和的溫度，達(dá)到壓實性標(biāo)準(zhǔn)后，和熱拌瀝青材料的密度是完全一致的。此外，在旋轉(zhuǎn)壓實試驗的階段中，對于瀝青材料的性能以及標(biāo)號要進(jìn)行分析，確保泡沫瀝青材料的性能具備可靠性，并且在后續(xù)試驗的階段中還需要對其施工溫度進(jìn)行確定[4]。

3 生產(chǎn)過程

瀝青材料主要是通過泡沫瀝青材料的形態(tài)直接加入到拌缸，和集料充分混合攪拌形成混合料，因為泡沫瀝青的黏度相對比較低，和易性有所提升，即使溫度較低也能夠?qū)崿F(xiàn)集料的裹覆處理，基本上比熱拌瀝青的溫度降低約20～30℃。因為使用泡沫瀝青溫拌技術(shù)可以實現(xiàn)瀝青混合料作業(yè)工藝的改善，所以泡沫瀝青溫拌混合依然可以應(yīng)用與熱拌瀝青混合料一致的配合比參數(shù)，同樣達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

在開始路面施工環(huán)節(jié)的初期生產(chǎn)階段，通過應(yīng)用熱拌工藝形成的少量熱拌瀝青混合料開展現(xiàn)場的鋪設(shè)施工，在項目施工中，要進(jìn)行泡沫瀝青溫拌工藝和傳統(tǒng)瀝青材料的對比分析。下面層AC-20 再生瀝青混合料初始生產(chǎn)應(yīng)用熱拌工藝方式，熱拌再生瀝青材料的溫度為155～165℃，RAP 材料的溫度為95℃左右，新集料的溫度為190～200℃。然后，根據(jù)泡沫瀝青溫拌工藝進(jìn)行材料的生產(chǎn)加工[5]。

首先開啟瀝青發(fā)泡裝置，在瀝青發(fā)泡管內(nèi)和瀝青材料內(nèi)同時加入新制作瀝青所需要的1%水量，讓瀝青快速發(fā)泡并且將新集料的溫度提升到155～160℃，泡沫瀝青溫拌再生混合料的攪拌溫度在130～135℃，較之熱拌瀝青材料的溫度低30℃左右。采取溫拌的處理方式，通過設(shè)備實現(xiàn)持續(xù)性生產(chǎn)，混合料內(nèi)應(yīng)用礦料級配、油石比符合要求的材料，通過測定溫拌再生泡沫瀝青混合料和熱拌瀝青混合料是基本一致的，所以能夠達(dá)到均勻性的要求，不會出現(xiàn)花白料、離析的問題，可以在集料表面均勻包裹一層瀝青材料。上面層的材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)，先進(jìn)行熱拌的方式，其材料溫度加熱到170～175℃。泡沫瀝青材料的拌和溫度控制在140～145℃，溫度下降約25℃左右。SBS 改性瀝青發(fā)泡的效果良好，拌和達(dá)到均勻性標(biāo)準(zhǔn)，材料的質(zhì)量性能較好。生產(chǎn)實踐中，通過裝載機(jī)在拌和設(shè)備內(nèi)部實現(xiàn)改性瀝青的發(fā)泡，材料的總體性能提升比較明顯。

4 施工工藝

拌和制作廠和現(xiàn)場的運輸距離比較近，在制作完畢之后，使用專用保溫運輸車進(jìn)行材料的運輸作業(yè)，料場與攤鋪溫度和生產(chǎn)溫度是比較低的。在現(xiàn)場施工階段，采取1 臺攤鋪機(jī)實現(xiàn)半幅作業(yè)施工，組織專人做好攤鋪、碾壓環(huán)節(jié)的溫度檢測。其中，AC-20 型溫拌再生瀝青混合料的攤鋪作業(yè)溫度達(dá)到130℃左右，碾壓完畢之后，材料溫度在80℃以上；AC-13 型溫拌SBS 改性瀝青材料的攤鋪作業(yè)溫度為140℃，碾壓結(jié)束后溫度在90℃以上。熱拌與溫拌在施工中，選擇的碾壓方式時相同的，具體如下：初壓環(huán)節(jié)采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1 遍，振動碾壓2～3 遍；復(fù)壓環(huán)節(jié)膠輪壓路機(jī)碾壓4～5 遍；終壓用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2～3遍，做好邊緣結(jié)構(gòu)的碾壓，不會有輪跡存在。在現(xiàn)場施工中，泡沫瀝青溫拌材料與熱拌材料的差異性明顯，碾壓壓實的效果良好。泡沫瀝青溫拌混合料在施工作業(yè)階段，現(xiàn)場環(huán)境得到明顯改善，與熱拌瀝青施工相比煙量比較小，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境溫度降低明顯。在施工結(jié)束后，需要立即在現(xiàn)場采用鉆芯方式檢測，芯樣完整性好，壓實度性能合格。在具體施工的階段中，為了能夠提高整體工程項目的施工質(zhì)量，需要嚴(yán)格地要求工程人員對施工過程的參數(shù)控制做好工藝規(guī)范，保證溫拌過程的施工溫度、攤鋪溫度以及碾壓溫度都能夠達(dá)到實際需求。

5 節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益

由于本工程施工季節(jié)在6月中旬，該季節(jié)氣候相對干燥，材料在生產(chǎn)時溫度高達(dá)30～37℃。因此，在具體施工中對粗集料的含水率進(jìn)行控制，含水率控制在0.5%以內(nèi)，集料的含水率控制在1.7%以內(nèi)，并且在瀝青混合料拌和時全程對天然損耗量進(jìn)行全面監(jiān)測，對節(jié)能情況與經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。通過觀察溫拌瀝青材料的施工溫度，對材料比例進(jìn)行優(yōu)化，最終發(fā)現(xiàn)采用該技術(shù)的能耗量控制在30%以內(nèi)，與普通材料相比，泡沫瀝青材料具備一定的價格優(yōu)勢，從環(huán)保層面、技術(shù)層面獲得的效益更大，能夠滿足新時期低碳環(huán)保要求。

6 結(jié)語

綜上所述，泡沫瀝青混合料加工之后，其溫度要低于熱拌瀝青材料約25～30℃，泡沫瀝青材料的均勻性好，碾壓密實度高；泡沫瀝青溫拌技術(shù)應(yīng)用到再生混合與SBS 改性瀝青混合料的性能基本相同，完全達(dá)到工程的施工要求。經(jīng)過該項目運營1年時間的分析，運行狀態(tài)良好，沒有發(fā)生裂縫、車轍、擁包等問題。但是還要對泡沫瀝青溫拌混合料鋪設(shè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行長期性能檢測，充分了解其耐久性，最終滿足交通運行要求。