于連杰YU Lian-jie

（中國(guó)公路工程咨詢(xún)集團(tuán)有限公司，北京 100089）

0 引言

隨著交通流量的不斷增加，早期修建的許多高等級(jí)公路已漸漸不能滿(mǎn)足目前的道路運(yùn)輸荷載要求，同時(shí)瀝青路面各類(lèi)病害也相繼出現(xiàn)，一定程度上影響了駕駛的安全性及舒適性，眾多公路也已進(jìn)入到維修和保養(yǎng)階段[1]。為加強(qiáng)對(duì)舊路面材料的回收和利用[2]，降低對(duì)道路周邊環(huán)境的污染，泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用前景也越來(lái)越明朗。作為一種新型的路面再生技術(shù)，不僅可以有效的對(duì)舊路面材料回收利用，還能解決在路面工程中產(chǎn)生的各類(lèi)病害問(wèn)題，而且具有養(yǎng)護(hù)周期短、開(kāi)放交通快等優(yōu)點(diǎn)[3]。但目前對(duì)該技術(shù)的研究，較多傾向于對(duì)泡沫瀝青冷再生技術(shù)的發(fā)泡效果、混合料的配比設(shè)計(jì)等方面研究較多，因此有必要對(duì)其在實(shí)際工程應(yīng)用中的詳細(xì)施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。

1 工程背景

某高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目地處海南省?？谑校瑢儆跓釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，極端最低氣溫為-1.4℃，極端最高氣溫40℃。自2008 年建成通車(chē)以來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)了交通量快速增長(zhǎng)，原有道路的服務(wù)水平降低，對(duì)原有道路進(jìn)行擴(kuò)建以提高交通容量已迫在眉睫。本項(xiàng)目基于“安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)理念，按照原路基、路面等專(zhuān)業(yè)處治過(guò)程材料循環(huán)利用的設(shè)計(jì)原則，充分利用路基挖出土借方、路面銑刨料再生利用技術(shù)等。

按照設(shè)計(jì)文件要求，路面采用12cm 厚泡沫瀝青冷再生下面層，在施工過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行深入調(diào)查和試驗(yàn)研究，確定了各類(lèi)原材料的使用情況及泡沫瀝青冷再生的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的基本情況，分別見(jiàn)表1、表2 和表3，泡沫瀝青冷再生合成級(jí)配曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

圖1 泡沫瀝青冷再生合成級(jí)配曲線(xiàn)

表1 原材料情況

表3 瀝青及集料情況表

2 材料技術(shù)要求與特點(diǎn)

本項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中對(duì)舊瀝青路面銑刨料、新碎石材料、水泥和水等材料具有如下技術(shù)要求及特點(diǎn)：

瀝青面層銑刨料技術(shù)要求：容許范圍內(nèi)，增加銑刨料含量[4]，對(duì)強(qiáng)度有益；控制銑刨速度，控制變異性效果較好；增加篩網(wǎng)，可控制超粒徑的顆粒含量。

新碎石材料的技術(shù)要求：實(shí)際施工所使用的材料與設(shè)計(jì)相符；若石屑偏粗，泡沫瀝青分布不均勻，將嚴(yán)重影響路面強(qiáng)度；碰到雨季施工，對(duì)石屑防護(hù)不到位，將導(dǎo)致含水量偏大。

水泥材料技術(shù)要求：可采用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥等，不能采用快硬水泥、早強(qiáng)水泥以及其他受外界影響而變質(zhì)的水泥[5]。采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5 以上的水泥，水泥各齡期強(qiáng)度、安定性等應(yīng)達(dá)到相應(yīng)指標(biāo)要求；要求水泥初凝時(shí)顯著增加早期強(qiáng)度和抗水損能力；2%以下的水泥，不會(huì)明顯影響疲勞性能和柔性性能；通常為1.5%的水泥，多雨地區(qū)可適當(dāng)增加至2%；若增加水泥，減少瀝青，容易導(dǎo)致裂縫增多[6][7]。

對(duì)水的技術(shù)要求：水的作用是保證泡沫瀝青的分散，形成集料-瀝青砂漿，保證混合料的有效壓實(shí)[8][9]。泡沫瀝青冷再生混合料用水應(yīng)為可飲用水。若使用非飲用水，須經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，在不影響工程質(zhì)量時(shí)方可使用。

3 泡沫瀝青質(zhì)量控制情況

本項(xiàng)目對(duì)泡沫瀝青拌和站進(jìn)行不定期的瀝青用量抽查，經(jīng)總量的核查，泡沫瀝青的瀝青用量可維持在目標(biāo)配合比2.5%左右，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)對(duì)泡沫瀝青厚度共抽檢49 個(gè)點(diǎn)，達(dá)到設(shè)計(jì)厚度12cm 的有49 個(gè)點(diǎn)，合格率為100%，后續(xù)施工應(yīng)保持對(duì)泡沫瀝青厚度的控制。

本項(xiàng)目按照每公里抽檢1 點(diǎn)，對(duì)泡沫瀝青壓實(shí)度共抽檢14 個(gè)點(diǎn)。其中壓實(shí)度在98%～99%的8 個(gè)點(diǎn)，99%～100%的4 個(gè)點(diǎn)，超百的2 個(gè)點(diǎn)，壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)于超百的點(diǎn)，在后續(xù)施工中通過(guò)加強(qiáng)對(duì)原材料和銑刨料的控制，保持級(jí)配的穩(wěn)定，已得到改善。本項(xiàng)目對(duì)泡沫瀝青篩分和含水率進(jìn)行抽檢得知，泡沫瀝青冷再生混合料級(jí)配篩分通過(guò)率在級(jí)配范圍內(nèi)，級(jí)配和含水率較穩(wěn)定。

按照規(guī)范的設(shè)計(jì)方法成型馬歇爾試件，并對(duì)試件進(jìn)行干濕劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，劈裂強(qiáng)度和干濕劈裂強(qiáng)度比均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，可用于路面施工。

4 泡沫瀝青關(guān)鍵控制要點(diǎn)

4.1 原材料控制

①新添加的粗細(xì)集料與配合比設(shè)計(jì)所用的材料有改變時(shí)，需對(duì)粗細(xì)集料進(jìn)行重新檢測(cè)，并對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料進(jìn)行配合比驗(yàn)證。②為確保泡沫瀝青廠拌冷再生礦料級(jí)配穩(wěn)定、混合料均勻及鋪筑質(zhì)量，需增加篩分設(shè)備，采用振動(dòng)篩或平板篩將銑刨料篩分成1 檔料和2 檔料，大幅提高銑刨料均勻度，并篩除超粒徑銑刨料[10]。③拌和前要對(duì)瀝青銑刨料及新加粗細(xì)集料首先進(jìn)行烘干，然后進(jìn)行含水量測(cè)定和篩分試驗(yàn)。按照篩分試驗(yàn)結(jié)果及配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 拌和工藝控制

①為確保泡沫瀝青冷再生混合料拌和的均勻性，宜控制拌和設(shè)備最大生產(chǎn)效率，按照本項(xiàng)目實(shí)際情況，混合料拌和產(chǎn)量控制在額定生產(chǎn)能力的75%。②混合料拌和時(shí)的加水量要按照設(shè)計(jì)配合比確定的最佳含水量來(lái)進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算新添加的水的用量時(shí)要將銑刨料和粗細(xì)集料中的含水量考慮在內(nèi)，加水量計(jì)算時(shí)要充分考慮海南當(dāng)?shù)貧鉁睾褪┕すば蜚暯忧闆r，對(duì)加水量進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，需要值得注意的是含水量增加不宜超過(guò)最佳含水量的0.5%。③拌和至壓實(shí)結(jié)束時(shí)間一般不宜超過(guò)水泥初凝時(shí)間。

4.3 運(yùn)輸環(huán)節(jié)控制

①運(yùn)輸前對(duì)車(chē)輛性能進(jìn)行檢查，使用性能良好的運(yùn)輸車(chē)，防止運(yùn)料過(guò)程中車(chē)輛發(fā)生故障。車(chē)廂應(yīng)清掃干凈，嚴(yán)禁有泥沙或其它雜物殘留；為防止瀝青混合料與車(chē)廂板粘結(jié)，在車(chē)廂側(cè)板和底部涂防粘薄膜劑。②拌和機(jī)向運(yùn)料車(chē)放料時(shí)，汽車(chē)應(yīng)前后移動(dòng)，分層裝料，移動(dòng)次數(shù)盡可能多，以避免集料產(chǎn)生分離現(xiàn)象。③運(yùn)料車(chē)做好保溫、防雨措施。卸料后，對(duì)殘余的混合料應(yīng)及時(shí)清除，防止結(jié)硬。

4.4 攤鋪工藝控制

①攤鋪設(shè)備。為保證攤鋪質(zhì)量，確保攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)穩(wěn)定，采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)間隔10～20m 進(jìn)行階梯式攤鋪，攤鋪機(jī)行走前，應(yīng)嚴(yán)格按松鋪標(biāo)高用木板將熨平板墊好，確保起始攤鋪厚度滿(mǎn)足要求。②攤鋪速度。運(yùn)料車(chē)在攤鋪機(jī)前20～30cm 處停穩(wěn)，攤鋪時(shí)應(yīng)緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備仯瑪備佀俣纫丝刂圃?.5m/min 范圍內(nèi)。卸料過(guò)程中運(yùn)料車(chē)應(yīng)掛空檔，靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)。料車(chē)在攤鋪區(qū)灑落的散料必須及時(shí)清除。③攤鋪機(jī)布料器。攤鋪機(jī)布料器旋轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)保持勻速，布料高度不超過(guò)最大高度的2/3 以減少離析。如果在攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)局部離析的情況，要及時(shí)采用人工清除，并用新料進(jìn)行填補(bǔ)，以保證施工質(zhì)量。④松鋪系數(shù)。通過(guò)試驗(yàn)段鋪筑壓實(shí)確定，根據(jù)預(yù)壓實(shí)情況，松鋪系數(shù)取1.25～1.30。⑤接縫處理。對(duì)于隔天鋪筑的橫向接縫采用平接縫方法處理，在順接攤鋪前噴灑改性乳化瀝青，此外，要保證在相鄰兩幅及上、下面層橫向接縫處均要保留錯(cuò)位1m 以上。

4.5 壓實(shí)工藝控制

①壓實(shí)按照初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段進(jìn)行，本項(xiàng)目實(shí)際碾壓步驟為：雙鋼輪壓路機(jī)首先靜壓1 遍，單鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)然后復(fù)壓3～4 遍，膠輪壓路機(jī)復(fù)壓3～4 遍，雙鋼輪壓路機(jī)終壓1～2 遍。②選擇合理的壓路機(jī)組合方式及碾壓步驟，并安排專(zhuān)人在旁邊負(fù)責(zé)指揮，每次碾壓段長(zhǎng)度30～50m。在保證碾壓不推移、不提漿的前提下，要盡早碾壓，同時(shí)遵循“慢壓、高頻、低幅”的原則，由低往高方向碾壓。③雙鋼輪壓路機(jī)初壓速度按1.5～3km/h 控制，碾壓由邊緣向中間，并注意錯(cuò)軸寬度且不漏壓；單鋼輪壓路機(jī)復(fù)壓采用高頻低幅模式碾壓，速度按2～3.5km/h 控制，膠輪壓路機(jī)復(fù)壓速度按2.5～4km/h 控制；雙鋼輪壓路機(jī)終壓收面至沒(méi)有輪跡出現(xiàn)為止，速度按3～4km/h 控制。④碾壓時(shí)應(yīng)先起步后振動(dòng)，先停振后停機(jī)，將驅(qū)動(dòng)輪朝向攤鋪機(jī)，碾壓路線(xiàn)及方向不應(yīng)突然改變，壓路機(jī)折返應(yīng)呈階梯形，不應(yīng)在同一斷面上。出現(xiàn)推移或泌水現(xiàn)象時(shí)應(yīng)停止碾壓，待水分合適時(shí)再啟動(dòng)，嚴(yán)禁壓路機(jī)在剛碾壓完或正在碾壓的路段上掉頭、急剎車(chē)及停放。

4.6 養(yǎng)生與開(kāi)放交通

①泡沫瀝青冷再生在鋪筑完成，質(zhì)量檢驗(yàn)合格后要馬上進(jìn)行自然養(yǎng)生處理，期間要禁止一切車(chē)輛通行，在自然養(yǎng)生滿(mǎn)24h 后可逐步開(kāi)放輕交通，車(chē)輛行駛速度須不超過(guò)40km/h，并嚴(yán)格禁止車(chē)輛掉頭和急剎車(chē)。②養(yǎng)生時(shí)間不宜小于7d，但是如果能夠符合以下要求時(shí)，可提前停止養(yǎng)生并進(jìn)行瀝青中面層鋪筑：1）泡沫瀝青層可以取出完整的芯樣；2）泡沫瀝青層含水率低于2%。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 均勻性控制建議

以現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量情況來(lái)看，泡沫瀝青施工現(xiàn)場(chǎng)偶爾會(huì)出現(xiàn)離析情況，這對(duì)泡沫瀝青后期質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。分析主要由以下原因產(chǎn)生：①銑刨料上料不均勻，存在超粒徑顆粒；②泡沫瀝青裝料出現(xiàn)粗細(xì)集料的分離現(xiàn)象；③新料未拌和均勻便上料。

針對(duì)以上情況，從以下方面來(lái)控制泡沫瀝青均勻性：①為確保泡沫瀝青廠拌冷再生礦料級(jí)配穩(wěn)定、混合料均勻及鋪筑質(zhì)量，建議增加篩分設(shè)備，宜采用振動(dòng)篩或平板篩將銑刨料篩分成1 檔料和2 檔料，大幅提高銑刨料均勻度，并篩除超粒徑銑刨料。②預(yù)先將新料預(yù)混好作為一檔料加入到拌和機(jī)一個(gè)冷料倉(cāng)，預(yù)混時(shí)應(yīng)做到均勻，且不要在拌合時(shí)才臨時(shí)拌和。③對(duì)于混合料拌和產(chǎn)量宜控制在額定生產(chǎn)能力的75%左右，并適當(dāng)增加裝載機(jī)，保證拌和工序的連續(xù)性。④裝載機(jī)在裝料時(shí)，應(yīng)保持鏟料均勻并緩緩倒入運(yùn)輸車(chē)廂，在拌和機(jī)向運(yùn)料車(chē)裝料時(shí)，車(chē)輛要前后移動(dòng)幾次，分不同堆裝料，此外要注意裝料不宜過(guò)滿(mǎn)，以避免粗、細(xì)集料產(chǎn)生分離。

5.2 含水量控制建議

以現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量情況來(lái)看，施工現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)存在泡沫瀝青含水量過(guò)多的情況，應(yīng)加強(qiáng)后場(chǎng)含水量控制。

①混合料拌和加水量宜按配合比設(shè)計(jì)確定的最佳含水量來(lái)控制，外加水時(shí)需考慮銑刨料和粗細(xì)集料中的水分，加水時(shí)應(yīng)根據(jù)氣溫和施工工序銜接情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，即增加不宜超過(guò)最佳含水量的0.5%。②混合料運(yùn)輸車(chē)應(yīng)采用篷布覆蓋，防止水分過(guò)分蒸發(fā)。