1、Construction&DesignForProject工程建设与设计1工程概况G309线汉家岔至定远镇公路建成于20世纪70年代,该道路为两车道三级公路,路基宽8.5 m,路面设计标准轴载BZZ-100,桥涵荷载原公路-级。该路段多年来只进行过几次小修保养,其中,K2058+340K2063+200段为铁木山自然保护区,该段路况较差,目前的病害主要以坑槽、沉陷、裂缝、变形、车辙裂缝、路面砂化、大面积坑槽、陷穴、路基边坡松散为主。沿线路基整体稳定性较好,未发生大规模滑塌、剧烈沉陷等严重破坏,原路基大部分为1520 cm大粒径手摆石。为方便沿线群众出行,地方政府拟对该线路进行维护和修复。方案为
2、:以三级公路标准对原路段进行改造,路基宽8.5 m,路面宽7 m,两侧各0.75 m土路肩。新建桥涵采用公路-级标准,利用桥涵维持原设计荷载。2泡沫沥青冷再生技术概述2.1概念泡沫沥青(Foamed Bitumen)指的是将普通沥青加热至高温状态,然后加入适量水,水在高温作用下会产生大量水蒸气泡,此时沥青会快速地包裹住水蒸气泡形成沥青气泡,沥青受气泡的影响体积会快速增加,最终形成泡沫状的沥青材1。泡沫 沥 青 冷 再 生 技 术(Cold Recycling Technology of FoamedAsphalt Pavement)是一种绿色环保、操作简单、经济性良好的路面修复技术,具体方法是
3、利用旧路面废旧沥青材料,在其中加入适量水泥、新集料等材料,然后喷入泡沫沥青,经过机械搅拌均匀后重新摊铺在路面上,最后经过压实、平整处理,将路面病害进行修复。2.2优势泡沫沥青冷再生技术的优势主要表现在以下方面:(1)性能介于柔性与半刚性结构之间,能有效解决路面反射裂缝问【作者简介】张廷才(1970),男,甘肃会宁人,正高级工程师,从事公路工程路面养护技术研究。泡沫沥青冷再生技术在公路施工中的应用研究Study on the Application of Foamed Asphalt Cold Recycling Technologyin Highway Construction张廷才(甘肃省白
4、银公路事业发展中心,甘肃 白银 730900)ZHANG Ting-cai(Baiyin Highway Development Center of Gansu Province,Baiyin 730900,China)【摘要】泡沫沥青冷再生技术是目前一种新型废旧沥青混合料绿色再生技术,主要用于修复或改扩建旧沥青路面,能够有效提升资源利用效率,缩短施工周期,节省道路维护成本。论文对泡沫沥青冷再生技术进行简要阐述,并结合甘肃省 G309 线汉家岔至定远镇公路路面修复项目,详细探讨泡沫冷再生技术在路面修复项目中的具体应用,研究其技术优势和施工质量控制措施。【Abstract】Cold recycl
5、ing technology of asphalt foam is a green recycling technology of waste asphalt mixture at present,which is mainlyused to repair or rebuild old asphalt pavement.It can effectively improve resource utilization efficiency,shorten construction period andsave road maintenance cost.In this paper,the cold
6、 recycling technology of foamed asphalt is briefly described,and the application of coldrecycling technology of foamed asphalt in pavement rehabilitation project is discussed in combination with the pavement rehabilitation pro-ject of Hanjiacha to Dingyuan Town of G309 line,and the construction qual
7、ity control measures of cold recycling technology of foamed as-phalt are studied.【关键词】泡沫沥青冷再生技术;公路;施工质量【Keywords】cold recycling technology of asphalt foam;highway;construction quality【中图分类号】U418.6【文献标志码】A【文章编号】1007-9467(2023)06-0174-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.053174题,同时温度敏感性低,高温稳定性好,抗车辙能力强。(
8、2)成本较低,相较于热拌沥青混合料,泡沫沥青冷再生的成本不到其50%,能有效减少道路养护费用2。(3)环境效益高。泡沫沥青冷再生技术对旧路面的废弃材料利用率高达80%以上,不仅可以解决废弃材料运输、堆放的问题,避免环境污染,而且可以实现资源重复利用。(4)施工过程受外界干扰因素的影响较小。泡沫沥青冷再生技术不易受季节变化以及气候因素影响,在施工过程中由于泡沫沥青混合料性能较为稳定,也不易出现离析的情况。(5)对于交通运行的影响较小,施工结束后养护时间短,并依靠自然养护即可。3泡沫沥青冷再生技术在公路施工中的应用3.1方案设计以G309线汉家岔至定远镇公路路面修复项目为例,经对该路段的钻芯取样可
9、知,大部分芯样的基层松散,承载力严重降低,面层裂缝贯通,路面整体承载力不足。采用泡沫沥青厂拌冷再生技术进行修复的依据为:(1)基层主要以大粒径手摆石为主,且沥青面层厚度多数为5 cm,不具备做全深式基层冷再生的条件;(2)近年来,高速公路养护过程中留存了大量的铣刨料,可以利用旧料降低养护成本;(3)该路段为自然保护区,在施工过程中需将保护环境放在首位;(4)该路段坡陡弯急,为降低施工对交通运行的影响,需减短路面养护时间。3.2施工工艺流程泡沫沥青冷再生技术施工工艺流程如下:(1)对旧路面回收材料进行破碎处理,并分类筛分出各种原材料;(2)设计泡沫沥青混合料配合比以及施工参数;(3)对原材料进行
10、拌和;(4)根据项目施工需求生产泡沫沥青混合料;(5)将泡沫沥青混合料运输、摊铺、碾压成型;(6)养护。3.3施工准备环节本项目中主要采取了如下措施:(1)对项目全线的路面情况进行了调查,收集原路面施工、养护以及修复等原始资料,结合路面实际情况将不同路况进行分段。(2)分段对沥青路面进行铣刨处理,铣刨过程中严格控制铣刨速度、深度等相关工艺参数,严格控制回收料的变异性。(3)详细记录不同回收料的信息,根据材料来源、规格、品种等妥善堆放并做好标识牌。(4)对回收料进行检查,确认回收料是否符合回收利用的要求,若回收料粒径在26.5 mm以上或者有聚团的情况,需要重新进行破碎、筛分处理。(5)符合要求
11、的沥青混合料回收料(RAP)在堆放时应将其沿水平方向摊开,逐层堆放。在取料时应从堆料的底部开始向上在全高范围内铲装。(6)建立泡沫沥青混合料拌和站。本项目所使用泡沫沥青混合料生产设备为目前比较先进的维特根KMA220移动式厂拌冷再生设备,该设备为较大型固定式沥青搅拌站,具有易于运输、高拌和性能、精确称量等优势。设备进场前需要浇筑混凝土基础、准备配套水泥罐和加热沥青罐。(7)严格控制泡沫沥青混合料配合比设计。3.4施工环节3.4.1泡沫沥青混合料拌和在保证各个参数按设计要求正确设置以后开始生产。生产泡沫沥青冷再生混合料时,应严格控制沥青温度,沥青温度不应低于设计的沥青发泡温度3。应随时检查各料仓
12、出料口、沥青喷嘴、沥青泵、管道等是否受堵,发现堵塞时应及时清理。拌和后的冷再生混合料应均匀一致,无结团成块、无液体流淌现象。3.4.2泡沫沥青混合料运输本项目中采用载重量15 t的自卸卡车运输泡沫沥青混合料,根据现场施工需求,共配备4辆卡车负责运输,可以充分保障摊铺施工的连续性,避免了现场施工中断的情况。此外,在泡沫沥青混合料运输过程中还采取了如下措施:(1)装料时前后移动位置,平衡装料,以避免泡沫沥青混合料出现离析的情况。(2)施工期间因日照强烈,为避免泡沫沥青混合料在运输过程中水分蒸发过快,运输车辆全部使用篷布进行遮盖。(3)为避免泡沫沥青混合料被污染,在运输前对运输车辆进行全面清扫,同时
13、在车厢中喷涂隔离剂,确保泡沫沥青混合料运输安全。3.4.3泡沫沥青混合料摊铺施工本项目中,泡沫沥青混合料摊铺施工采用摊铺机进行,熨平板要不停加热。在摊铺施工前,对摊铺机进行全面检查,包括刮板输送器、螺旋布料器、振动梁、熨平板、厚度调节器等工作装置和调节机构,确保设备性能良好,尽可能避免施工过程中出现故障,影响施工进度和施工质量。摊铺施工过程中适时检查摊铺宽度、摊铺厚度、熨平板拱度、熨平板仰角、夯锤振频振幅等设备参数,确保各项参数处于设定范围。熨平板振频振幅采用高频低幅,初始压实度设定在85%以上。摊铺施工过程中,要根据泡沫沥青混合料供应能力、摊铺厚度、摊铺宽度等Construction Tec
14、hnology工程施工技术175Construction&DesignForProject工程建设与设计多种因素确定摊铺速度,确保摊铺施工稳定、持续、均匀进行。本项目中摊铺速度控制在2.04.0 m/min。施工过程中,严禁中断或者大幅调整摊铺速度,以免影响摊铺施工质量。若发现已完成施工的部分出现裂缝、波浪、拖痕以及离析情况时,要及时查明原因并采取相应的处理措施。3.4.4泡沫沥青混合料碾压施工本项目中,在泡沫沥青混合料碾压施工环节采用的机械设备包括1台16 t单钢轮振动压路机、1台25 t胶轮压路机、1台11 t双钢轮压路机振动压路机。碾压施工分为初压、复压以及终压3个环节,初压采用双钢轮压
15、路机碾压3次,首次碾压采用静压方式,剩余2次均采用振动碾压;复压采用单钢轮压路机碾压5次;终压采用胶轮压路机碾压6次,全部采用静压方式,终压完成后视不同路段的情况决定是否采用双钢轮压路机进行收光处理。在碾压施工过程中需要注意以下几方面:(1)压路机要保持缓慢、匀速,初压速度控制在1.53.0 km/h,复压与终压的速度控制在2.04.0 km/h;(2)碾压过程中,严禁压路机在已碾压路段急刹车、掉头或者停放,避免影响路面平整度;(3)碾压施工过程中,若发现路面出现起皮、弹簧或者松散等异常情况,必须及时铲除重新进行摊铺;(4)碾压施工完成后,需要对路面压实度进行检测,确认路面压实度符合要求后方可
16、进行下一路段施工,否则应重新进行碾压,直至路面压实度符合要求为止。3.4.5泡沫沥青混合料路面养护泡沫沥青混合料路面在碾压成型后,在封闭交通的情况下进行自然养护即可,不需要进行专门养护。一般来说,泡沫沥青混合料路面养护时间为37 d,若路面含水率低于2%,或者使用直径150 mm钻头的钻芯机能够取出完整芯样时,可以提前结束路面养护,恢复交通运行。4泡沫沥青冷再生技术重点施工质量控制4.1泡沫沥青在施工过程中,泡沫沥青发泡特性对于泡沫沥青混合料分散程度的影响较大,对此必须进行动态化监控,同时也要适时测量沥青原料温度。此外,泡沫沥青的用量对于泡沫沥青混合料整体性能也有较大影响,因此,在生产泡沫沥青混合料时必须严格按照配合比设计控制泡沫沥青用量,项目技术人员对此需要认真进行核算,避免出现偏差4。4.2再生混合料对于再生混合料,首先应目测是否存在丝状沥青或者团状沥青,若数量较少,则用手将生料捏团,查看手掌上是否附着有沥青斑点以及是否可以形成黏结性能良好的团体,若是则表明混合料质量良好,可用于施工;若混合料中丝状沥青或者团状沥青较多,且不易形成密实的团状体,则表明混合料的质量不佳,不能用于施工,