彭霞

(廣東能達高等級公路維護有限公司， 廣東 廣州 510030)

泡沫瀝青廠拌冷再生是一種瀝青路面再生技術，它通過在銑刨回收的瀝青面層材料中摻入一定新集料、泡沫瀝青再生結合料、活性填料和水進行常溫拌合，按常溫瀝青砼的施工工藝重新攤鋪，形成路面基層或下面層。該技術不僅利用了原瀝青路面廢舊材料，減少了資源浪費，也降低了工程造價，是一種經濟、環(huán)保、可靠的瀝青路面養(yǎng)護維修技術，具有廣闊的應用前景。該文介紹該技術在深汕(深圳—汕頭)高速公路大修中的應用情況。

1 項目概況

深汕高速公路東段(G15汕頭至汕尾段)于1996年建成通車，于2005年進行大修，2006年大修工程竣工通車。近年的路面調查數據顯示，深汕高速公路東段田心—東港段整體狀況較差，局部路段破損較嚴重，主要表現為大面積的塊狀裂縫、龜裂及深度較大的坑槽，同時伴隨嚴重的水損害。為恢復路面使用性能，保證行車安全，對部分基層水損害較嚴重的路段進行專項維修處治。其路面結構變化見表1。

表1 深汕高速公路東段路面結構變化

2 原水泥板共振碎石化

2.1 共振破碎

將舊水泥砼路面碎化成緊密嵌鎖的礫石，礫石尺寸從頂部的砂粒大小變化到底部20 cm左右礫徑。根據彈性層狀體系理論，路基各層彈性模量上強下弱方可避免反射裂縫的產生。因此，該項目在攤鋪瀝青前將原水泥砼路面碎石化，使其由剛性基層轉化為柔性基層，避免產生反射裂縫。

在對水泥砼路面全面開展碎石化施工前，選擇1個試振區(qū)，開挖2個檢查坑(長1.2 m×寬1.2 m×水泥砼面層厚0.25 m)，通過試振確定碎石化施工參數。若發(fā)現檢查坑處碎石化層不滿足碎石化要求，則另開挖一處檢查坑進行檢查。若仍不滿足要求，說明試振區(qū)的施工參數不滿足要求，分析并調整施工參數后另覓一試振區(qū)試振直至滿足要求為止。該項目原水泥板碎石化后0～10 cm粒徑篩分結果見表2。

表2 碎石化層0～10 cm篩分結果

由表2可知：該項目碎石化層0～10 cm的篩分級配滿足規(guī)范要求，共振碎石化后粒徑基本符合表面層0～3 cm厚度處呈石屑狀、3～8 cm厚度處呈碎石狀、8 cm厚度以下部分為7.5～23 cm石塊的要求。

2.2 彎沉檢測

原水泥板碎石化后，采用高頻低幅振動鋼輪壓路機碾壓，碾壓完成后對頂面彎沉進行檢測，檢測結果見表3。

表3 彎沉檢測結果

按彎沉檢測結果計算得碎石化后頂面彎沉代表值為32.5 (0.01 mm)，符合彎沉值≤65 (0.01 mm)的要求。

3 泡沫瀝青混合料室內試驗研究

在高溫瀝青中加入少量水，瀝青產生微細膨脹，從而產生泡沫，此時瀝青的物理性質會暫時發(fā)生變化，黏度下降，可與粒料拌合均勻。泡沫瀝青發(fā)泡的好壞直接影響泡沫瀝青混合料的性能。JTJ F41—2008《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》采用膨脹率和半衰期作為評價瀝青發(fā)泡效果的主要技術指標，要求膨脹率≥10、半衰期≥8 s。該項目采用某品牌70#基質瀝青，其25 ℃發(fā)泡試驗結果見表4。

表4 某品牌70#基質瀝青發(fā)泡試驗結果(25 ℃)

由表4可知：該70#基質瀝青的溫度為150～170 ℃時，泡沫瀝青的膨脹率為11～24，半衰期為8～14 s；溫度條件相同時，泡沫瀝青的膨脹率隨發(fā)泡用水量的增加而增加，半衰期隨發(fā)泡用水量的增加而減?。话l(fā)泡用水量相同時，泡沫瀝青的膨脹率隨溫度增加而減少，半衰期隨溫度增加而增大。根據試驗結果，結合規(guī)范要求，確定表5所示瀝青最佳發(fā)泡條件。

表5 瀝青的最佳發(fā)泡條件

4 泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計

4.1 目標配合比設計

試驗路采用的RAP料(砂當量大于50%)為原瀝青路面銑刨料，新集料采用某石場的石屑，其性能指標均滿足設計要求。目標配合比見表6。

表6 泡沫瀝青冷再生混合料目標配合比

4.2 目標配合比驗證

采用維特根KMA220設備進行拌合，拌合前對所用RAP料、石屑和水泥進行含水率檢測。石屑、RAP 料、水泥均采用目標配合比中的用量；拌合用水量根據RAP含水量及石屑含水量進行調整，實測拌合用水量為5.6%；瀝青發(fā)泡溫度和發(fā)泡用水量保持不變。對成型試件的相關指標進行檢測，結果見表7。對拌合后混合料進行測試，理論最大密度為2.363 g/cm3，含水率為5.27%。

表7 試件檢測結果

考慮到后續(xù)試驗路鋪筑及正式施工時氣溫及風速可能影響混合料中水分散失，從而影響施工過程中的壓實及強度形成，建議根據氣候、溫度和濕度等外界條件適當增加拌合水量，并在運輸時加以遮蓋，減少水分散失。

5 工程應用

5.1 試驗路鋪筑

采用維特根KMA200設備進行混合料拌合，拌合后混合料由自卸汽車運輸到施工路段。碾壓方案為1臺12 t雙鋼輪壓路機靜壓0.5遍+振壓1.5遍+1臺22 t單鋼輪振動壓路機強振3遍+弱振2遍+1臺雙鋼輪壓路機弱振2遍+2臺膠輪壓路機碾壓8遍，碾壓結束后檢測壓實度，不小于98%，滿足設計要求。碾壓完成后采用封閉交通自然養(yǎng)生的方式，養(yǎng)生時間為7 d。

5.2 試驗路觀測

隨著時間的發(fā)展，泡沫瀝青穩(wěn)定基層的強度持續(xù)增長，可持續(xù)1年多?；鶎颖砻鎻澇练从陈访娼Y構的承載能力，試驗段竣工4 d后測定冷再生基層頂面彎沉，結果見圖1。

圖1 試驗路底基層和冷再生底基層頂面彎沉檢測結果

由圖1可知：冷再生泡沫瀝青混合料攤鋪 4 d后的彎沉與原水泥砼路面碎石化后彎沉相比得到較大改善，再生泡沫瀝青混合料彎沉平均值為21.6 (0.01 mm)，代表值為27.7 (0.01 mm)<65 (0.01 mm)，符合規(guī)范要求。而且冷再生基層的強度會隨時間而增大。

6 結語

泡沫瀝青廠拌冷再生混合料可用于面層和水穩(wěn)基層。通過泡沫瀝青穩(wěn)定處理，可增強待穩(wěn)定材料的強度、穩(wěn)定性及耐久性等，與就地熱再生相比，可保證再生材料的質量，較好地控制路面標高，更重要的是將原路面銑刨可對下承層出現的病害進行及時處理，防止病害擴展。