泡沫瀝青冷再生在道路大中修養護中的應用

摘 要：對于泡沫瀝青冷再生技術的應用，是在高溫瀝青中加入冷水，使熱瀝青與水進行熱混合。當水溫被加熱時，實現了瀝青的冷卻。水的加熱過程使其氣化而形成蒸汽，以保持瀝青的穩定面積。氣泡在表面張力作用下被吸收，使瀝青張力和蒸氣壓在短時間內處于平衡狀態。當泡沫與集料接觸后，使細集料表面進行鋪展，使其在集料之間具有良好的覆蓋能力，可形成大量填縫料。并再經混合碾壓后，形成良好的結構強度，對混合料起到了穩定的作用。發達國家對泡沫瀝青再生技術的應用較早。通過該技術的應用，使工程領域在冷再生混合料鋪筑質量控制以及瀝青發泡的研究取得了成功，同時也積累了實測與施工經驗。基于技術的不斷研究，為我國泡沫瀝青冷再生技術的應用提供了理論與操作參考。

關鍵詞：泡沫瀝青;冷再生;道路大中修;養護;應用

中圖分類號：U416.217? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2022）03-0031-03

0 引言

近年來，泡沫瀝青施工技術由于其低碳性和良好的產品質量，在混合料攪拌中得到廣泛應用。通過其攪拌保證了瀝青保持均勻分布和最佳的附著力。 而泡沫瀝青冷加工技術在半剛性和柔性基材上的應用也取得非常好的效果。它為基材的性能提供了重要保障。工程技術人員通過應用冷再生材料泡沫瀝青的應用，實現了在工程施工中提升泡沫瀝青基材處理質量的目標。

1 泡沫瀝青冷再生技術應用優勢

泡沫瀝青冷再生可減少大中型道路養護中的資源損失、再生舊瀝青和基材混合料。消除了反射裂縫，同時泡沫瀝青混合料可以有效的增加顆粒強度，降低了對水的敏感性，使用具有柔韌性和抗疲勞性。泡沫瀝青冷再生具有與瀝青混凝土相同的強度和抗疲勞性，處理后的混合料特殊結構決定了低溫度敏感性。泡沫瀝青混合料拌合后立即壓實，大大縮短了施工時間。與傳統的維護方式相比，可降低25%的成本和80%以上的二氧化碳排放量。泡沫瀝青冷再生很好地平衡了剛性和柔韌性，克服了半剛性基層的缺陷，延緩了路面使用的損壞時間。冷再生鑄件的厚度大于瀝青路面的厚度，建筑層被重型壓實機壓實，形成連續的面層。泡沫瀝青冷再生技術節省了大量的項目施工資源和成本，也有助于構建良好的施工工程，支持交通項目的可持續發展，在實踐中具有很高的價值。

2 泡沫瀝青就地冷再生技術施工準備

2.1? 路況調查

在實施泡沫瀝青冷再生工程前，應對原路面進行分析，以此來確定泡沫瀝青冷再生方法、再生混合料設計、工藝的確定等，為工程良好的運行奠定了的基礎。在準備工作中，需要做好相關資料的收集，分析路面設計要求和結構厚度。此外，還需要制定施工方案及質量控制體系 ，分析外部運輸材料的質量，做好交通量數據和沿線地質資料的分析。

2.2 初步和詳細研究

初步審查的目是確定道路的路段，控制采用目視評估法和偏差法。使用鉆孔和挖掘的方法，獲取信息包括路面結構層的厚度、壓實程度、濕度和各結構層的特性。

2.3 交通準備

根據施工結果，原則上采用半封閉、分段施工、半開放和持續工作實施建設交通方案。考慮道路施工現場養護的位置、養護內容要求、時間和周期和經濟效益等，對于現場道路標志的位置必須符合相關規定規則，現場標志要確保易于識別，所有交通路口和施工區域都需要設置符合要求的交通燈和反光標志。夜間施工現場要做好照明，并確保不影響周圍居民的正常作息。安全聯合管理組負責重點路口和施工期間的交通，確保施工道路安全暢通。此外，建立嚴格的規章制度，規范車輛在現場的行駛和停放，并確保車現場有專人管理，以免干擾周轉的行人和車輛的正常行駛。對于全封閉施工是禁止車輛進入，確保原道路完全封閉。這種方案的使用優點是現場施工安全有保障。缺點是對于封閉的道路使車輛通行選擇鄰近道路，對鄰近道路造成壓力甚至會發生擁堵。此外，還可以選擇一半封閉一半通行，具體的選擇需要視道路的實際位置及施工方案而定。其優點是保證道路正常通車，對于其他相鄰道路對交通影響不大。缺點是現場安全隱患高，行車不間斷通行造成了管理壓力較大，工程容易受到車輛通行的影響。

2.4 機械配置準備

泡沫瀝青冷再生具有技術含量高、集約化和效率高的使用特點。對于冷加工機及相關的配套設備需要最低要求有足夠的生產能力和工作狀態。WR4200型冷再生機是目前最大的現場設備，WR4200工作寬度2 800～4 200 mm，工作深度200 mm，發動機功率433 kW×2，水泥收集器2WM1000，容量25 m3，水箱容量110 000 L，動力攪拌1 000 L/min。油罐車是用于瀝青的供水和加熱的加工的輔助設備。它的使用容量必須與每天的工程量和當前路況實際相對應。

在施工過程中，工程企業需要至少準備兩輛水車，其水箱容量至少為10 000 L，水箱輪子向水泥收集器供水。要確保至少有水箱具有灑水功能，同時需要配有合適的霧狀灑水裝置，以確保在施工中補充材料。當使用容量為50 000 L的瀝青加熱油罐車時，要保證設備具有加熱和蓄熱功能。當取暖器加熱到160°C以上時，要確保罐車內部清潔，不得含有不同類型的瀝青。對于運輸瀝青的車輛，操作人員必須確保罐體清潔。而通常在實際工程中，施工需要三種類型的壓路機。對于雙滾筒壓路機其作用是壓縮表面結構層，隔絕水分，防止再生層失水過多，整備質量13 t以上的雙滾筒壓路機。單滾筒壓路機在修復層下達到要求的壓實方面起著重要作用。

因此，其實際選擇和具體應用中對工程整體質量至關重要。當現場使用R4200冷型再生機時，要使用滾筒壓路機進行壓實。對于進行強弱振動操作時，要選擇單剛性輪的振動壓路機。剛輪使用振動壓路機取決于再生層的厚度，膠輪壓路機對再生層表面進行揉搓，使表面盡可能致密，減少對再生層的負面影響。所以在這種情況下可以選擇質量超過20 t的壓路機。

2.5 原料準備

泡沫瀝青冷再生混合料采用瀝青70#或90#，瀝青的參數必須符合瀝青路面施工文件和技術規范。瀝青進行發泡試驗，瀝青泡沫的膨脹率和半衰期分別滿足至少10次和至少8 s的要求，且必須通過混合測試。根據瀝青膨脹率和半衰期選擇發泡參數，在25 ℃下對發泡瀝青進行測試。用于冷再生混合料的瀝青將被接受用于施工。當來源發生變化時，需要重復發泡試驗以確定發泡參數，必要時還需要根據實際情況改變混合比。使用硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥，不能使用快凝水泥和早強水泥。水泥的性質應疏松、干燥、不易發生結塊和不粘連，同時不得使用受潮的水泥。該結構必須與開發冷加工混合物系數及其水泥類型相對應。當水泥供應來源發生變化時，技術人員需要從試驗段檢查其能力，否則需要改變混合料的配合比。施工現場應使用飲用水混合水和發泡水，如果現場不能保證飲用水，應在泵的吸入部分設置安裝合適的過濾器，以防止在使用水源時因污染而發生結構堵塞。對于應用配級差的舊料，必須添加新料，以提高其實際應用級配。對于新增的料需要嚴格按照相關規范對指定存儲區域的代表性樣品進行全面檢測。

2.6 計算加入瀝青、水泥和水量的計算

根據施工計劃計算瀝青、水泥和水用量，同時還要確保熱瀝青和水泥罐容量最能滿足實際施工需要，避免施工中減半而造成影響進度。水泥和水儲存并加入稀漿車，瀝青在50 m2的熱瀝青罐中儲存和加熱，再生機用于發泡瀝青。（加25 t水泥需1 h，加30 t瀝青約2 h，10 t約需0.5 h，施工中可在行走下進行加水）[1]。

2.7 冷再生機預熱加瀝青的加溫

在進行施工前必須對瀝青管進行預熱，將瀝青在常溫（25℃）下到設備規定的溫度大約1.5 h，從室溫加熱瀝青大約5 h。施工前，冷再生機用剛性鋼筋連接稀漿車和裝載熱瀝青罐車，然后連接瀝青、水泥、水管道，將其推入施工作業，對每個配件進行檢查后執行再生順序[2]。

3冷再生機再生作業

實現泡沫瀝青冷再生的操作，主要是通過移動水泥砂漿和瀝青罐車實現的。使處理后混合料中的含水量按最佳含水量（-0.5%～-1.0%）進行控制。通常含水量由原路面、銑刨用水、發泡用水和水泥稀漿組成。泡沫瀝青冷再生機器的運動通常根據路面情況和深度在3～4 m/min之間，以滿足被破碎物料級配的振蕩很小的要求。在有網狀裂紋的區域使用較慢的速度。如沒有出現上述問題或影響因素，當瀝青溫度在150℃以上時可緩慢進行加速;如果溫度低于120℃，應減慢車速甚至停車。技術人員要根據兩側銑削深度，及時確保銑削深度是否正確。如果深度超過設計深度±1 cm，操作人員必須及時找到出現質量的原因才能繼續施工。

處理時必須有專人在場進行控制，隨時檢查再生深度和路面含水量，并與操作人員商定更改。對于工作面銑削過程應做明確的引導，以幫助控制行走方向。在操作泡沫瀝青冷再生機械時，在每片起始位置清理混合料雜質和殘留物，以免造成對縱縫、橫縫、平整度和密實度的影響。要盡量保證再生機的夯錘與夯板頻率始終相同。

在施工中，根據總再生率、厚度等因素調整設備的搗打頻率，以滿足工程實際施工要求。技術人員要將螺旋給料器設置為最佳狀態，對于螺旋給料機中混合料被螺旋給料機的2/3掩埋。在施工中，螺旋給料機以恒速持續給料。為減少集熱器鋪設后碾壓中混合物的向外移動，在鋪設中將外熨平板去除約16 cm，中間接頭去除約7 cm，確保在進行了碾壓后基本達到設計寬度。

當再生機進行拌合時需要由專人控制和指揮下進行。要在再生機前10～30 cm以上處加水，再生機以確保其可以連續運行。如果在施工中對混合料的級配、深度和注水量有疑問，應先對現場停止施工，待問題得到良好的解決后再繼續施工[3]。

4碾壓

在進行施工碾壓時，需要遵循先出后進，先低后高的施工應用原則，速度需要控制在2～4 km/h，在中央和間接縫處鋪設20 cm，按照通常的滾動過程。當將縱向截面移動1 m時，壓路機在壓縮路面上振動，在壓力達到鎖定點時返回。對于穩壓微振需要前后錯開1 m，同時確保光面和重震錯1 m。

根據路面的寬度、壓路機的寬度和履帶寬度的確定碾壓方案，對于各部分滾壓量盡可能大，以免出現壓力盲點。初步固結后需要配備單滾筒振動壓路機。在初始壓縮中，監測一次大輪的靜壓。靜壓后對1/2輪用弱振動2次，以確保可以達到2/3厚度以內的壓實要求。對于較低級別的再生層需要滿足這些要求，壓路機的運行不應超過3 km/h。使用1/2振動壓路機進行3倍高頻低振幅壓實。膠輪壓路機最終壓力至少8次，確保在表面上不會留下輪彎。用雙鋼振輥大輪密封表面，嚴禁在軋輥或軋制件上急轉彎或發生急剎車，確保再生層路面表面不受損傷。在真行軋制中再生層表面必須保持濕潤，如果在施工中發現水分蒸發過快，應在經過一段時間后加少量的水，嚴禁大量噴水和過量碾壓[4]。

5施工質量管理

以泡沫瀝青為再生粘結劑再生，對于具體的施工質量控制要素、頻次和質量具體標準如表1下：

在完成每個階段的壓縮后，需要檢查壓縮程度，然后立即養護。確保在最低溫度為25℃下應至少保持5 d，在此期間不需要噴水。在陰雨天氣時，應延長期限。在養護期間，對于泡沫瀝穩定再生層不開放交通。

6結語

因此，泡沫瀝青冷再生在路面養護可以具有其獨特的優勢。本文結合道路改造工程實例，對泡沫瀝青冷再生關鍵環節進行了全面的分析，合理的應用該技術。同時加強對施工過程的監督和控制。經測試項目達到預期的建設標準，項目投產一年后，道路通行狀況良好，整體實施顯示出一定的環境和經濟效益。

參考文獻

[1] 閆立群，焦建斌，任靖峰，等.泡沫瀝青和水泥對冷再生混合料性能的影響機理[J].科學技術與工程，2021，21（32）：13 899-13 905.

[2] 沈世鑫.路面材料泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計[J].北方建筑，2021，6（5）：49-51.

[3] 林潔海.高性能泡沫瀝青就地冷再生技術在路面修復工程中的應用[J].交通世界，2021（29）：43-45.

[4] 王銳軍，李強，商健林，等.拌和用水量和養生時間對泡沫瀝青冷再生混合料力學性能的影響[J/OL].林業工程學報：1-6[2021-12-24].

Application of Foamed Asphalt Cold Recycling in Road Maintenance

SHI Haibin

（Beijing Road and Bridge Ruitong Maintenance Center Co.， Ltd.， Beijing? 102100）

Abstract： The application of cold recycling technology for foamed asphalt is to add cold water in high temperature asphalt to make hot asphalt mix with water. When the water temperature is heated， the asphalt is cooled. The heating process of water vaporizes it to form steam to maintain the stable area of asphalt. Bubbles are absorbed under the action of surface tension， so that the asphalt tension and vapor pressure are in equilibrium in a short time. When the foam is in contact with aggregate， the fine aggregate surface is spread， so that it has good covering ability between aggregates and can form a large number of joint sealants. After mixing and rolling， it forms a good structural strength and plays a stable role in the mixture. In developed countries， the application of foam asphalt regeneration technology was earlier. Under the condition of increasingly serious environmental problems and higher global temperature， the demand for foam asphalt technology has increased at home and abroad. Through the application of this technology， the research on the paving quality control of cold recycled mixture and asphalt foaming in the engineering field has been successful， and the actual measurement and construction experience have been accumulated. Based on the continuous research of technology， it provides a theoretical and operational reference for the application of cold recycling technology of foamed asphalt in China.

Keywords： foamed asphalt; cold recycling; major and medium road repairs; maintenance; application

收稿日期：2021-12-27

作者簡介：史海濱（1985—），男，滿族，北京人，本科，工程師，研究方向：道路橋梁施工管理。