泡沫沥青冷再生技术在高速公路扩建工程中的应用 ■郑明潮 （厦门市路桥机械有限公司，厦门 ３６１０２１） 摘要本文通过泉厦高速公路扩建工程中泡沫沥青冷再生混合料作为新建柔性路 面的下基层的成功经验，详细介绍了冷再生技术优点、材料要求、配合比设计、施工工 艺，为今后冷再生技术运用提供一定的借鉴。 关键词 高速公路扩建工程 泡沫沥青 冷再生 配合比设计施工工艺 １ 引言 源；避免旧沥青砼废料对弃置场所及其周边环境的污 泉州至厦门高速公路是福建省第一条高速公路，已 染；其次，由于旧的道路材料得以利用，随着再生层厚 通车运营十几年，是福建沿海的交通主动脉。随着福建 度不同，大致可以降低成本核算３０％。厚度越大，降低 经济的发展，原有双向四车道的高速公路已承载不了高 成本越多；最后，由于避免了大量材料的二次运输与加 速发展的交通流量，扩建就是解决这一问题最好的选 工，从而降低施工难度，加快工程进展，也缓解材料运 择。泉厦高速公路扩建是将原有双向四车道两侧向外扩 输带来的交通压力。 宽成双向八车道。但原有路面已运营十几年，存在唧 ３泡沫沥青冷再生原材料要求 浆、裂缝、下沉等病害，要对旧沥青砼路面进行一次全 沥青路面泡沫冷再生原材料主要包括回收沥青路面 面的翻修，将产生大量的旧沥青路面废料，为了节约能 材料（ＲＡＰ），沥青，水泥，集料。 源、减少环境污染、合理利用路用资源，采用冷再生技 ３．１ 回收沥青路面材料（ＲＡＰ） 术把旧路面铣刨料变成泡沫沥青冷再生混合料并运用于 根据铣刨机械和速率确定铣刨方式，减少材料变 新路面（柔性基层）的下基层。本文就泡沫沥青冷再生 异，回收沥青路面材料（ＲＡＰ）存放时不得混入基层废 技术在泉厦高速公路扩建工程中的成功应用，对厂拌泡 料，混凝土废料，土等杂物。将原沥青砼路面铣刨材料 沫冷再生的技术特点、配合比设计、施工工艺等进行简 （ＲＡＰ）装运至拌和厂地，在拌和厂配置设备对铣刨料 单介绍。 进行筛分，根据铣刨料的尺寸设置了１０ｍｍ￣Ｈ３１．５ｍｍ两 ２泡沫沥青冷再生技术优点 道筛网，将铣刨料分成１０ｍｍ以下细集料部分、１０ｍｍ－ ２．１冷再生技术概念 ３１．５ｍｍ粗集料部分５￣１１３１．５ｍｍ以上大颗粒部分。筛分完 厂拌泡沫沥青冷再生技术是利用铣刨机械设备对旧 成后三种材料分开堆放，其中３１．５ｍｍ以上大颗粒筛分 沥青混凝土路面材料进行破碎加工，运至拌合场地后进 后不再进行再生使用。为了防止筛分后的铣刨材料 行筛分处理，加入部分新骨料或细集料，并按照比例加 （ＲＡＰ）在自重和高温的作用下，重新粘结起来形成尺 入一定剂量的再生剂（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青 寸较大的颗粒，堆料高度不能大于３ｍ，并严禁大型机 和乳化沥青）和适量的水，通过专用的冷再生机械对各 械在上面停留或走动。 种材料进行重新拌合，最后通过路面机械完成摊铺及压 经过预处理回收的沥青路面材料铣刨（ＲＡＰ）样 实成型作业。 品，应按照表１的各项技术指标进行检测。 ２．２冷再生技术优点 表１ 回收沥青路面材料（ＲＡＰ）检测项目与质量要求 冷再生技术通过重复利用原路面基层与面层材料， 可达到缩短工期、节约资源、保护生态环境、降低工程 造价的目的。与传统的路面养护维修工艺相比，冷再生 技术具有以下优点：首先，冷再生技术通过对原路面的 就地利用，节省了大量的砂石料资源；同时可有效节约 因开发砂石料和废弃旧沥青混合料占用的大量土地资 福建交通科技２０１３年第３期同 ３．２沥青 再生混合料使用的道路石油沥青以及用于发泡的沥 青，其技术要求及适用范围应符合现行《公路沥青路面 施工技术规范》（ＩＴＧ Ｆ４０－２００４）中关于道路石油沥 青技术要求中７０号Ａ级沥青的规定。对首批进厂合格的 沥青．应对其取样进行组分试验分析，以便确定最佳发 泡温度和最佳发泡用水量，基质沥青应存放在１３０ｑＣ￣ １６０￣（３的储存罐中，应避免长时间存放，存放时间超过 １５天的沥青在使用前应该重新检验，不符合要求的不宜 使用。使用的泡沫沥青，应满足表２的要求。 表２泡沫沥青技术要求 项目 技术要求 膨胀率，不小于 １０倍 半衰期．不小于 ８ｓ ３．３集料 施工需要添加的粗细集料应洁净、干燥、无风化、 无杂质．并有颗粒级配，质量稳定，其质量应符￣ｍＪＴＧ Ｆ４０—２００４《公路沥青路面施工技术规范》的要求。 ３．４水泥 水泥作为再生活性填料，应做到疏松、干燥，无聚 团、结块、受潮变质。可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅 酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥，但初凝时间应在３ｈ以 上、终凝时间在６ｈ以上：不应使用快硬水泥、早强水 泥。其质量技术应满足现行《公路沥青路面施工技术规 范》的要求，水泥在进厂过程中每批次或者每５００ｔ检测 两次，各项指标应符合相应的技术要求。 ４泡沫沥青冷再生混合料配合比设计 ４．１配合比设计流程 厂拌泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程如图１ 所示。 ４．２配合比设计步骤 （１）对铣刨材料（ｐＡＰ）进行取样抽提，测定旧沥青含 量、含水率、旧料级配、砂当量等；对铣刨材料（ＲＡＰ）性能 进行评价，确定旧料与新料的比例，调整级配。 （２）试验室对用于发泡的沥青以及作为再生活性填 料的水泥等材料进行技术检测，确定水泥的用量和新沥 青添加数量。 （３）采用标准击实方法制备不同水泥稳定剂含量的 各种混合料试件，并对试件进行养生。养生后，进行马 歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验，通过试验评价再 生混合料性能。 （４）按每种混合料中稳定剂的含量将测试结果绘制 成曲线，对应于理想工程特性的稳定剂含量就是最佳稳 定剂含量。根据各沥青用量下的干、湿劈裂强度以及残留 强度比综合确定最佳泡沫沥青用量，技术标准示于表３。 图１ 厂拌泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程图 表３泡沫沥青再生混合料技术标准 试验项目 技术要求 劈裂试验 劈裂强度（ＭＰａ），不小于 Ｏ．４（基层，底基层） （１５￣（２） 劈裂强度比（％），不 小于 ７５ 马歇尔稳定 歇尔稳定度（ｋＮ），不小５．０（基层，底基层） Ｊ浸（％），水兰 残留稳定度 不小于 ４．３配合比设计结果 经过计算，本项目的配合比设计为：（Ｏ￣４．７５）ｍｍ￣ 屑与矿粉预拌料：（０￣９．５）ｍｍＲ￣料与（９．５￣３１．５）ｍｍＲＡＰ 料预拌料：水泥＝１７．５：８１：１．５，最佳含水量５．９％，沥青用量 回福建交通科技２０１３年第３期 ３，０％；最佳发泡条件：发泡温度１６０％；发泡用水量２％。 ５泡沫沥青冷再生混合料的施工 ５．１施工准备 ５．１．１机械组织 本项目投入ＫＭＡ２２０型泡沫沥青冷再生拌和机１台， 福格勒２１００型多功能摊铺机１台，维特根２ｍ铣刨机１台， 英格索兰ＤＤ－１３１双钢轮压路机１台。宝马ＣＡ一３０单钢 轮振动压路机１台，ＢＷ３０Ｒ轮胎压路机１台，２４ｔ红岩自 卸汽车２０台，ＺＬ５０装载机２台，洒水车１台。 ５．１－２旧路病害的调查 施工前对全线进行病害调查，复测弯沉检测和标 高，然后分类比较，列出需要铣刨的部位与段落，确定 分层铣刨处理的方案。 ５．１．３旧路面的铣刨 对原沥青砼路面进行铣刨处理。现场采用分层铣刨， 用大型运输车辆将铣刨材料（ＲＡＰ）装运至拌和场地。铣 刨的速度以４￣６ｍ／ｍｉｎ为宜；铣刨不可超深，也不要留下 夹层：铣刨侧面要清理干净，不得有松动颗粒。 ５，２拌合 采用一台ＫＭＡ２２０型泡沫沥青冷再生拌和机生产， ２台ＺＬ５０装载机上料。拌和过程中，泡沫沥青温度控制 在１５０％～１７０％之间．每个工作班随时对混合料进行重 新筛分及干、湿劈裂强度试验，每车都必须检验沥青的 发泡效果（膨胀率和半衰期）并目测拌制出的泡沫沥青 拌和料，发现问题及时处理。含水量根据天气状况进行 调整．调整幅度为１ｏ／旷一２％。混合料生产要求做到配料准 确、拌合均匀。 ５．３运输 混合料在成品料口装车时分三次装满，每装一次移 动一下车位，避免混合料产生离析。装料顺序依次为 中、前、后。配备足够的车辆，以保障运输能力，摊铺 时摊铺机前须有２￣４辆车等待，保证摊铺能够连续不间 断工作。考虑本地气候条件、运距并结合环保要求，料 车行驶过程均用盖板覆盖，避免污染、并防止泡沫沥青 混合料在运输过程中水分蒸发。 ５，４摊铺 摊铺施工前，要对水泥稳定碎石底基层的平整度、宽 度、高程、强度等项目进行检测，并对其表面杂质清扫干 净，检测合格后，方可进行泡沫沥青冷再生下基层的施工。 采用ｌ台福格勒２１００￣全幅摊铺，摊铺厚度为１２ｃｍ， 宽度９．３８ｍ，速度为２￣３ｍ／ｍｉｎ，夯锤３档夯实。摊铺前 熨平板不必预热，以防止混合料中水分散失过快而影响 混合料的和易性。 ５．５碾压 混合料的压实是保证泡沫沥青冷再生基层质量的重 要环节。选择合理的压路机组合方式和碾压步骤至关重 福建交通科技２０１３年第３期 要。本工程采用以下碾压组合方式。 初压：１台英格索兰ＤＤ一１３１双钢轮振动压路机静压 １遍，时速２￣３ｋｍ／ｈ： 复压：１台英格索兰ＤＤ一１３１双钢轮振动压路机振压 ２遍，时速３￣４．５ｋｍ／ｈ；一台宝马ＣＡ－３０单钢轮振动压路 机碾压２遍，时速３￣５ｋｍ／ｈ。 终压：采用１台宝马ＢＷ３０Ｒ轮胎压路机碾压８～１Ｏ 遍，时速４￣６ｋｍ／ｈ；采用１台英格索兰ＤＤ一１３１双钢轮振 动压路机静压扫光２遍，直至消除轮迹碾压成型。时速 为３￣６ｋｍ／ｈ。 ５．６养护 在铺筑沥青碎石上基层之前，泡沫沥青冷再生下基 层应养生一段时间，使混合料中的水分进一步散失。结 构强度进一步形成。一般应养生２～５天，在较好的气候 条件下，养生３天即可。养生期间不需要洒水。在养生 过程中及时检测路面中的含水量，当再生层含水量小于 或等于２％时，即可铺筑上面的结构层。在养生期间的 泡沫沥青稳定再生层上，可以开放交通，但应限制重车 通行，其它车辆的车速不应超过３０ｋｍ／ｈ。 ６路面施工质量 施工过程严格控制沥青的发泡温度、膨胀率和半衰 期，按规定及时对泡沫沥青冷再生混合料的材料级配、 沥青与活性填料用量、混合料性能指标进行检测，保证 材料与混合料的各项性能指标符合设计和规范要求。对 完工后的泡沫沥青冷再生下基层的弯沉、劈裂强度、压 实度等项目进行检测和工程外观检查，结果能满足设计 与标准要求，合格率在９０％以上。 ７结束语 泡沫沥青冷再生技术已在泉厦高速公路扩建工程中 得到成功应用。完成扩建通车３年以来，路面状况良好，表 面密实平整，没有明显的路面病害，达到预期的应用效果。 随着福建高速公路的建设发展，通车的高速公路里 程不断扩大，一批早期通车的路段已纳入维护性养护和 改造阶段。若依照以前的做法，铣刨旧路面后将铣刨料 废弃，必将产生大量的建筑废料，造成严重的环境污 染。通过冷再生技术的运用，改变废弃旧沥青砼铣刨料 的传统做法，实现再生利用，节能环保，变废为宝。在 越来越注重环保要求的今天，减少污染，节能减排，泡 沫沥青冷再生技术将有着更广阔的应用前景。 参考文献 ［１］福建省交通科学技术研究所．福建省泉厦高速公路扩建工程厂 拌泡沫沥青冷再生路面施工技术指南（试用稿）．２００９，６． ［２］沈金安．沥青及沥青混合料路用性能．北京：人民交通出版社， ２００１． （３］德国维特根公司．维特根冷再生手册．２００１，９．