泡沫沥青冷再生在公路工程中的应用研究

李自彬

摘 要：泡沫沥青冷再生技术具有施工方便、节能、环保、高效等优势，在我国公路工程养护维修中得到了大量应用与推广。本文在全面了解泡沫沥青冷再生技术原理的基础上，结合具体案例，对公路工程泡沫沥青冷再生养护施工流程和质量检测相关内容进行了分析与探讨，以期全面提升工程质量。

关键词：泡沫沥青冷再生;公路工程;技术原理

中图分类号：U418.6 文献标识码：A

0 引言

近年来，我国经济高速发展，交通基础设施建设规模持续扩大。在公路建设事业蓬勃发展的同时，公路养护工作也愈加繁重。据相关数据显示，截至2019年年末，全国公路总里程501.25万公里，其中公路养护里程495.31万公里，占公路总里程98.8%。目前，我国已进入“管养并重”的发展时期，沥青路面养护质量至关重要。面对艰巨的公路养护任务，如何在有限的养护资金条件下增加养护量成为了亟待解决的难题。[1]泡沫沥青冷再生技术的应用，不仅可以充分利用原有路面材料，还能达到节能、环保的目的，为实现绿色公路、低碳交通奠定了良好的基础。

1 泡沫沥青冷再生技术原理

泡沫沥青冷再生技术是指再生利用回收后的沥青路面材料或水泥稳定基层材料。泡沫沥青也被称之为膨胀沥青，是指向热沥青内掺加适量常温水，促使其不断膨胀，并由此产生大量沥青泡沫，在极短时间条件下，沥青泡沫便可破裂。一旦泡沫沥青和集料相互碰触，泡沫便会幻化成无数的小颗粒，并在细集料表面分散，生成充分粘结沥青材料的细料填缝料。随后，通过拌和、摊铺、碾压等一系列工序，在粗料空隙内充分填充上述细料填缝料，可达到混合料稳定的作用。

目前，在沥青下面层、基层施工中泡沫沥青冷再生混合料应用较多，且使用性能显著。相比热拌沥青材料，其优势主要体现在以下几点：

（1）可实现半柔性基层施工，具有良好的施工效果。可通过全厚式再生法进行沥青面层和基层材料施工，可从半刚性基层向半柔性基层类型转化，满足现代化公路建设需求。

（2）无需加热，保护环境。相比热再生沥青施工，泡沫沥青冷再生工艺，无需加热沥青和集料，能够节约能源，减少污染物的排放，达到保护环境的效果。

（3）工期短，成本低。相比半刚性基层，泡沫沥青冷再生养护可转换为半柔性基层，养护时间相对较少，工期短，不会过多干扰交通通行，具有较低成本。

2 工程概况

某公路工程是重要的国省交通干道，随着沿线经济的高速发展，交通量日益倍增。据相关数据显示，本路段交通量已超过9032辆/日，此外，本路段沿线多大型工厂，重载交通所占比例较高，受行车荷载的长期影响，路面面层及基层严重破损，部分路段路面病害问题已对路面行车舒适性和安全造成了不利影响。[2]通过现场路面病害观察发现，本路段主要病害包括：网裂、纵向裂缝、横向裂缝、车辙、龟裂、坑槽等等。道路通行能力大幅下降，若采用一般预防性养护措施，很难从根本上改变路面病害现状，为此，决定对本路段进行大修处治。

基于经济性原则，为了最大限度合理利用旧沥青路面材料，节约资源、保护环境，决定采用泡沫沥青冷再生施工方案，此方案可以在优化路面结构形式的基础上，充分利用原有路面材料，提高路面使用性能，延长工程使用寿命。图1为原路面与路面再生结构形式。

3 泡沫沥青冷再生施工流程

3.1 拌和

采用专用泡沫沥青冷再生混合料拌和机，通过试拌确定拌和机的实际生产率，并通过精度较高的电子称量系统对各类原材料进行准确计量。同时，将超粒径RAP材料筛网设于冷料斗入口位置，及时筛除过大粒径材料，此外该搅拌设备还应设置专用泡沫沥青发泡装置。拌和施工前，必须保证拌和场地内准备的材料数量充足，可满足5天左右摊铺施工需求。拌和施工中，随时检测混合料的含水量、水泥剂量，若发生变化，需及时调整，保证用量准确。

3.2 运输

完成混合料拌和施工后，为保证后期施工质量，施工前应确定运输车辆数量，保证有数量充足的运输车辆。运输前，必须准确确定运输路线、运输距离等。运输过程中，车轮极易与灰尘等粘黏，污染作业面，因此，在车辆进入施工现场前，必须将车轮灰尘清理干净。此外，为避免运输过程中材料温度散失过快，出现混合料离析现象，需将篷布覆盖运料车上，以便保溫、防污染。严禁在下封层上，运料车急转弯、急刹车，应指派专人负责指挥，保证运输车辆缓慢接近摊铺设备，两者保持一定距离，一般为10 m～20 m左右，避免发生碰撞。完成当天运输任务后，需及时将车厢清理干净，保证次日施工运输质量。

3.3 摊铺

根据施工要求，可采用2台摊铺机以梯队方式进行摊铺施工，保证摊铺能力、运输能力和拌和能力匹配，避免出现等料或等摊铺现象，导致施工间断，影响施工质量和施工进度。本工程以1.25为松铺系数，按照挂线标高控制摊铺厚度，保证摊铺连续、匀速施工，速度可定为1 m/min～2 m/min，不得任意调整行驶速度。

3.4 碾压

泡沫沥青冷再生基层碾压施工时，根据试验路钻芯取样结果来讲，压实度应超过设计要求（≥98%）。根据现场实际情况，压路机共需碾压8遍，第一，初压采用双钢轮压路机以静压的方式进行2遍碾压;第二，复压采用双钢轮压路机+轮胎压路机进行碾压，钢轮压路机按照“低频高振”方式进行3遍碾压，随后采用重型轮胎压路机进行2遍碾压;第三，终压是为了消除明显轮迹，因此，按照静压方式采用双钢轮压路机进行1遍碾压即可。碾压施工后，需及时检测路面的压实度，保证达到压实度设计要求，才能停止施工。

3.5 养护

完成上述施工工序之后，便可进入养护阶段，一般情况下养护时间需超过7d。但是当泡沫沥青再生层满足以下任一条件的情况下，可提早结束养护，开放交通。第一，钻芯取样时，取出的芯样完整无缺损;第二，泡沫沥青再生层含水量满足规范要求，在2%以下。

在交通封闭的过程中，可做自然养护，无需采取特殊的养护措施。若在开放交通的情况下进行养护，可在碾压施工完成1d以上开放交通，但必须做好车辆通行速度管控，行驶速度不得超过20 km/h，禁止在完成的基层上急转弯、急刹车，避免再生层被车轮损坏，或者，可以将慢裂乳化沥青均匀喷洒到再生层上，便于保护再生层。此外，在养护过程中，如果遇到降雨情况，需及时覆盖土工膜，待天气放晴以后，才能将土工膜去除。待完成养护施工结束后，可喷洒粘层铺筑沥青层[3]。

4 泡沫沥青冷再生现场检测分析

为验证泡沫沥青冷再生技术养护施工效果，本文针对工后7天、工后1年、工后2年不同时间段路面性能与破损情况进行了跟踪调查与分析，具体情况如下：

4.1 路面破损检测

针对路面破损检测，本文以工后7天、工后1年、工后2年为研究对象，根据长期观测分析，采用泡沫沥青冷再生施工后，路面破损情况如表1所示。

由表1可见，工后7天路面破损率为0，工后1年路面破损率为0.012%，路面破损率虽有所增长，但增幅不大。工后2年路面破损率为0.23%，破损率明显增大，根本原因在于单面层防水能力相对较弱，路面自由水下渗至泡沫沥青混凝土结构层和沥青混凝土层之间将会产生滑动层，加之行车荷载的水平剪力作用，沥青混凝土面层很容易产生滑移现象，这种情况下，局部路面将会产生一定病害问题，比如拥包、坑槽等，大幅提升路面破损率。

4.2 路面平整度检测

平整度是检验路面质量的重要指标之一，路面平整才能保证行车舒适、安全。本路段通过泡沫沥青冷再生施工养护之后，经检测路面平整度情况如表2所示。

由表2可见，工后7天路面平整度指数IRI为1.72 m/km，工后1年路面平整度指数IRI为1.97 m/km，工后2年路面平整度指数IRI为2.31 m/km，整体来讲，泡沫沥青冷再生养护施工后，路面平整度变化幅度不大，说明路面稳定性良好。

4.3 路面车辙检测

路面车辙是常见的一种病害类型，为了检验泡沫沥青冷再生施工抗车辙病害能力，通过2年跟踪检测，可得结果如表3所示。

由表3可知，工后7天车辙深度平均值为4.01 mm，工后1年车辙深度平均值为5.83 mm，工后2年车辙深度平均值为7.21 mm。由此可见，路面整体车辙变化幅度不大，说明路面抗车辙性能显著。

5 結束语

综上所述，随着我国交通运输事业的迅速发展，公路建设规模持续扩大。随着运营时间的不断增加，公路服务质量持续下降，为了保持道路的技术状态，有必要及时养护维修。随着科技的不断进步，大量新材料、新工艺不断涌现，泡沫沥青冷再生技术的应用，可以封闭路面路表微裂缝，避免雨水下渗路面基层，延缓路面沥青老化，改善路用使用性能，具有良好的施工应用效果。

参考文献：

[1]王国科，周志莉.厂拌泡沫沥青冷再生技术在路面改造中的应用[J].交通标准化，2010，35（08）：112-117.

[2]单东旭.旧沥青路面冷再生技术的优势[J].交通世界，2016，23（29）：108-109.

[3]高雪.旧沥青路面就地冷再生技术浅析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013，22（02）：99.