泡沫瀝青冷再生工藝在高速公路改擴建施工中的應用

作者簡介：彭干凱（1989—），工程師，主要從事高速公路建設管理工作。

為了探究泡沫瀝青冷再生工藝在高速公路改擴建施工中的實施效果，文章分析了泡沫瀝青冷再生工藝的原理，并采用實證探究方法，基于工程實例，對高速公路改擴建施工領域泡沫瀝青冷再生工藝的實施要點進行研究。實踐表明，泡沫瀝青冷再生工藝在改擴建施工中具有環保性好、流程簡便、工期短等優點，值得被廣泛地推廣和應用在高速公路改擴建工程領域。

高速公路;改擴建;泡沫瀝青冷再生工藝

U416.05A210713

0 引言

泡沫瀝青冷再生工藝具有可再生、對環境影響程度低、施工周期短、工程造價低、施工便捷等眾多優點[1]。泡沫瀝青在碾壓成型和進行合理的養護后，可以立刻開放交通，因此被廣泛地推廣和應用在高速公路改擴建施工領域。

1 泡沫瀝青冷再生工藝原理

泡沫瀝青冷再生工藝的原理表現為：采用專門的設備對廢棄的瀝青路面材料進行銑刨、回收之后進行破碎和篩分處理，添加泡沫瀝青、水泥、新的集料以及水等，進行充分拌和施工，運輸到施工現場后進行低溫攤鋪和碾壓，最終形成再生基層，再生基層的路用性能良好[2]。泡沫瀝青膨脹腔是泡沫瀝青冷再生工藝的關鍵設備，

其結構如圖1所示。高溫基質瀝青在膨脹腔內進行循環流動，在左側設置承壓水，在右側設置壓縮空氣噴入閥門。

發泡指令發出后，壓縮空氣閥門、承壓水以及瀝青共同啟動，由膨脹腔內的高壓蒸汽對水流進行加熱、加壓，產生顆粒較小的水霧，進入高溫瀝青內，由于瀝青溫度極高，水霧接觸高溫瀝青之后會產生汽化現象，附著在高溫瀝青表面，使高溫瀝青的體積增加，產生泡沫瀝青。

2 高速公路改擴建施工領域泡沫瀝青冷再生工藝的實施要點

本文以某高速公路工程為例，該高速公路原來為雙向4車道，路面結構表現為碎石（23 cm）、水泥穩定石屑（25 cm）、熱拌瀝青碎石（8 cm）、中粒瀝青混凝土（3 cm）、瀝青混凝土（3 cm開級配）。該公路經過24年的運行，路基和路面出現許多病害，如車轍、裂縫等，同時為了促進經濟發展和滿足交通量增長的需求，對該公路進行改擴建處理。在對該高速公路改擴建施工中采用泡沫瀝青冷再生工藝，該工藝具有環境友好、成本低、施工作業便捷等優勢。具體的工藝實施要點表現如下。

2.1 工藝準備

高速公路改擴建工程運用泡沫瀝青冷再生工藝施工之前需要做好充分的準備工作，主要包括：

（1）施工材料。施工材料包括石屑（S14級），石屑中不能含有雜質，必須保證其干燥、潔凈;硅酸鹽水泥（42.5），初凝和終凝時間分別需要超過3 h和6 h;普通基質瀝青（A-70），發泡性需要滿足半衰期超過15 s、膨脹率超過18倍的工藝標準。

（2）機械準備。泡沫瀝青冷再生工藝需要使用大量的工程機械，該工程的機械類型如表1所示。

（3）配合比設計。配合比設計如表2所示。

2.2 混合料拌和

混合料拌和施工時需要對水分、溫度進行嚴格控制。在拌和施工之前必須對拌和設備、運輸設備、儲存設備的性能進行檢測，保證其保溫性能可以滿足施工要求[3]。采用冷再生拌和機對混合料進行拌和，采用電子秤對所有原材料進行精準稱重，嚴格按照既定的配合比對原材料的比例進行配比，然后由拌和機的自控系統進行充分拌和[4]。冷再生拌和機需要和水車、瀝青罐車連在一起，保證泡沫瀝青和水的供給。拌和施工結束后需要對發泡效果進行試驗和檢測，合格后才能夠進入施工現場。

2.3 混合料運輸

將自卸汽車的車廂清理干凈。為了方便裝卸、運輸，自卸汽車需要使用金屬底板[5]。為了保證攤鋪施工的連續性，自卸汽車的裝載量需要超過攤鋪機械。運輸過程中為了避免泡沫瀝青出現離析問題，需要覆蓋篷布，避免溫度降低過快，同時需要將運輸時間控制在30 min以內[6]。

2.4 攤鋪施工

攤鋪機的速度需要根據攤鋪厚度、配套設施、拌和產量而定，以此保證攤鋪的穩定性和連續性。攤鋪速度通常控制在2 m/min，攤鋪過程中避免出現中斷、加速、減速等情況，需要保證攤鋪均勻、平穩、連續。攤鋪厚度控制在15 cm左右，逐層攤鋪，上一層攤鋪完成后需要做好充分的養生，然后再進行下一層攤鋪施工。

2.5 碾壓施工

高速公路改擴建工程碾壓施工需要根據作業環境選擇合適的碾壓機械。采用振動壓路機進行2次初壓，采用雙鋼輪壓路機進行2次靜壓，采用輪胎壓路機進行10次終壓，對于上述壓路機無法施工的區域，則采用三輪壓路機進行碾壓。為了避免壓路機和冷再生混合料發生粘結，需要一邊噴水霧一邊碾壓。在碾壓施工過程中避免出現碾壓過量，防止泡沫瀝青再生料出現細料上浮等情況，對高速公路的路用性能產生不良影響。碾壓施工時需要遵循由外向內、由低到高的原則，從外側低處向內側高處進行碾壓。相鄰碾壓施工時壓路機的輪跡需要重疊1/3～1/2，保證碾壓的平整度和均勻性。碾壓速度需要進行嚴格的控制，初壓速度、復壓速度以及終壓速度分別控制在1.5～3.0 km/h、2.0～5.0 km/h、3.0～5.0 km/h，保證速度的均勻性，避免出現驟停、加速、急轉彎的情況。如果遇到“松散”“凹凸”等情況，則需要進行挖除和換填處理，重新進行碾壓施工。

2.6 壓實度測試

高速公路改擴建工程泡沫瀝青冷再生碾壓施工完成后，需要做好壓實度檢測工作，保證壓實質量能夠滿足施工要求。壓實度測試時需要隨機選取若干檢測位置，該高速公路改擴建工程選擇4個檢測點，4個檢測點的實驗數據如表3所示。

由表3可知，4個測試點的壓實度均超過100%，能夠滿足《公路瀝青路面再生技術規范》（JTG F41）的要求。

2.7 養生

高速公路改擴建工程泡沫瀝青冷再生養生包括灑水養生和自然養生。對于灑水養生，碾壓施工完成后需要采用霧封層進行養生處理，如果溫度過高，則需要進行噴水養護。對于自然養生，需要對通行車輛進行控制，避免過載、超載汽車對路面造成破壞。對車速也需要進行控制，不能超過30 km/h，防止造成再生層的損壞。養生7 d后，對再生層的含水率進行檢測，如果含水率<2%，則可以正常通車。

3 泡沫瀝青冷再生施工質量管控對策

為了保證該高速公路擴建工程泡沫瀝青冷再生施工工藝的質量控制，需要采取以下質控對策：

（1）嚴格遵循相關工藝規范和標準，如《泡沫瀝青冷再生路面施工技術規范》（DB32/T 2676-2014）、《公路瀝青路面泡沫瀝青冷再生技術指南》（DB13/T 2513-2017）等，以技術規范和指南為依據，對泡沫瀝青冷再生質量進行控制和驗收。

（2）創建完善的檢驗制度，做好所有材料、設備的進場檢驗和檢查工作;對施工過程進行全面檢測，一旦發現問題，及時調整和優化;做好檢測、檢查工作數據的記錄工作，保證數據的準確性、完整性以及可信度。

（3）做好現場材料、設備的保存、管理工作。硅酸鹽水泥、石屑、泡沫瀝青等材料需要做好防雨工作，銑刨料需要做好覆蓋工作，避免露天堆放導致銑刨料變質，壓路機、裝載機、自卸汽車、攤鋪機、冷再生拌和機、水車、瀝青罐車等機械需要做好維修管理工作，保證所有的工程機械性能處于最佳狀態，以此保障整體施工質量。

4 結語

綜上所述，泡沫瀝青冷再生工藝以其獨特的優勢，被廣泛地推廣和應用在高速公路改擴建工程領域。本文通過工程實例，對泡沫瀝青冷再生工藝的流程和要點進行分析，通過對舊料進行充分的利用，降低新材料用量，具有非常好的環境效益和經濟效益。

[1]李 泉，吳超凡，葉 青，等.廠拌冷再生技術在長沙繞城高速大修工程中下面層的應用[J].公路工程，2019（2）：146-153.

[2]史成武，郭 瑾.泡沫瀝青冷再生技術要求及施工工藝[J].公路交通科技：應用技術版，2016（7）：98-100.

[3]馮 宇，王增全，張爭鵬，等.天津外環泡沫瀝青廠拌冷再生技術應用研究[J].公路交通科技：應用技術版，2019（6）：190-192.

[4]趙曉峰，趙 倫，孫耀寧，等.泡沫瀝青冷再生混合料配合比及路用性能試驗研究[J].公路交通科技：應用技術版，2017（11）：177-181.

[5]龍忠誠，寇含強，劉振清.泡沫瀝青冷再生配合比優化設計及應用探討[J].公路交通科技：應用技術版，2016（9）：99-100.

[6]田迎春，王 宏.在役泡沫瀝青冷再生混合料性能研究[J].公路，2019（1）：223-231.