厂拌泡沫沥青冷再生技术在海南省西线高速公路改建工程中应用

浅谈厂拌泡沫沥青冷再生技术在海南省西线高速公路改建

工程中的应用

摘要：本文以2012年海南西线改建工程为依托，通过室内配合比设计、现场施工工艺质量要求和控制措施的讨论，针对厂拌泡沫沥青冷再生下面层施工技术的应用和试验研究进行了深入的探讨，并对冷再生施工工艺质量控制要点做进一步的补充和完善，为大面积推广应用冷再生技术提供了科学的依据。

关键词:泡沫沥青冷再生养护应用

中图分类号：u418.5文献标识码： a文章编号：

引言：近年来，我国公路建设特别是高等级公路建设迅猛发展，有利的促进了国民经济的更好、更快发展。为了节约社会能源、合理利用资源、尽可能减少大量废旧沥青材料遗弃所造成的环境污染及降低路面维修工程造价，在进行沥青路面大修改建工程中应充分考虑采用废旧沥青路面材料再生和利用技术，积极改良优化路面设计、施工方案，提高沥青路面大、中修工程的经济效益和社会效益。

一、原材料

泡沫沥青冷再生的原材料主要有道路石油沥青、石屑、水泥、水以及原旧路面沥青面层铣刨料（rap，reclaimed asphalt pavement）。

1、基质沥青

本次改建工程中泡沫沥青采用a级70号道路石油沥青，其发泡性能应满足膨胀比不小于10，半衰期不小于8s。

2、水泥

采用的复合硅酸盐水泥，强度等级为32.5，初凝时间不小于3h，终凝时间不小于6h。

3、新掺加的碎石材料

根据筛分后的rap料取样筛分结果，确定新添加的碎石集料，新碎石集料必须干燥、洁净，技术要求满足《公路沥青路面施工技术规范》（jtg f40-2004）对集料的规范要求，掺加的细集料规格为s16，公称粒径0～3mm。

4、沥青面层铣刨料(rap)

rap中应无结团成块现象，无过多的超粒径颗粒，堆放废料时，堆积高度不宜超过2米，并最好在破碎筛分后按0～10mm和10～

37.5mm分级。

二、配合比设计

泡沫沥青冷再生混合料配合比设计分为合成级配设计、沥青发泡分析、配合比设计和设计配合比检验等步骤。

按照以上提到的混合料级配范围进行合成级配设计，若铣刨旧料级配组成不能满足要求级配范围，则需加入部分新料，将级配调入要求级配范围，最终确定设计合成级配。原铣刨料按照不同铣刨段落和不同铣刨速度共分为8种样品，综合考虑取样代表性和设计保证率，选择路面状况中等及4m/min铣刨速度的rap级配作为目标配合比设计的rap样品。根据铣刨料筛分后的结果对比泡沫沥青混合料级配曲线，4.75mm以下部分通过率过小，通过在rap中加入

石屑和水泥，级配曲线基本满足条件。

根据以往的成功实践经验，拟选定两种初选级配，见下表1：

对以上两种级配方案按照最佳含水量5.0%和最佳泡沫沥青用量2.0%和2.5%成型马歇尔试件进行15℃劈裂试验以及浸水劈裂试验，试验结果见下表2：

从试验结果可以看出，级配方案a在2.5%沥青用量下的干劈裂强度和干湿劈裂强度比均比较高，确定级配组成量：rap80%，石屑18.5%，水泥1.5%。

2.2沥青发泡分析

通过不同温度和不同用水量进行沥青发泡试验，测定泡沫沥青的膨胀比和半衰期，以含水量为横坐标，膨胀比和半衰期作为左右纵坐标绘图，从而确定出沥青发泡的最佳温度和最佳用水量。膨胀比和半衰期是衡量沥青发泡质量的两个参数，其中膨胀比是泡沫沥青最大体积与初始沥青体积的比值，这个指标可以表明泡沫沥青在回收料中的分散和粘结效果；半衰期是泡沫沥青由最大体积衰减到一半时所需的时间，可以表明泡沫沥青的稳定性。当沥青温度或喷

入的水量增加时，泡沫沥青膨胀比增加，而半衰期减小。经测定，海南西线改建工程施工3标采用的沥青发泡最佳温度为165℃，发泡用水量为3.5%。

按照不同含水量对铣刨料进行土工重型击实试验，通过土工击实确定试件干密度。根据试件干密度与含水量关系曲线，回归分析得出最大干密度及其对应的最佳含水量。试验结果见下图：

如图可见，泡沫沥青混合料平均最大干密度为2.08t/m3，最佳含水量为5.3%。

在确定的最佳含水量的基础上，进一步结合15℃劈裂强度试验和浸水劈裂强度试验等确定相应的最佳泡沫沥青用量，以马歇尔击实仪双面击实75次成型试件。试件成型后于室温下放置24小时后防入40℃恒温鼓风干燥箱养生72小时。通过马歇尔试验所确定泡沫沥青的参考用量一般控制在1.5%～3.5%。海南西线改建工程3标泡沫沥青混合料最佳沥青用量为2.5%。

根据该配合比，我们进行了车辙试验（高温抗变形能力）、抗水损害（冻融劈裂、浸水马歇尔试验）等试验，试验结果表明该配合比能够投入生产。

三、机械设备

海南西线高速改建工程施工3标在泡沫沥青再生下面层施工投入德国维特根公司生产的维特根kma200泡沫厂拌再生机2套、abg423摊铺2台；悍马单钢轮压路机2台(自重22t)、悍马双钢轮压路机1台(自重13t)、徐工胶轮压路机2台(自重26t)、小型压路机1台、智能同步碎石洒布车1辆、清扫车1辆。施工的机械设备的性能及其组合是均满足技术规范和设计文件的要求。

四、现场施工

泡沫沥青冷再生下面层施工流程见下图：

五、泡沫冷再生技术带来的效益

1、社会效益

海南省西线高速公路改建工程按铣刨12cm旧沥青路面初步测算，铣刨料约25万方，约55万吨废料，若不加以再生利用，则弃置的rap料占地约200亩，若按6万元/亩土地价格计算，可节约近1200万的土地费。同时海南西线高速所在的地区石料资源紧张，采用12cm的厂拌泡沫沥青冷再生代替8cm的普通沥青atb-25，则共计节约碎石等原材料约30万吨。同时也大大降低了交通干扰。

2、环境效益

环境保护为海南省“十二五”规划纲要的五个主要目标之一。本工程采用的泡沫沥青冷再生技术深入贯彻了节约资源和保护环