陈林泡沫沥青冷再生技术在G328宁通线的应用研究2009122

泡沫沥青冷再生技术在G328宁通线的应用研究陈林徐希（扬州公路管理处，江苏扬州，225009）摘要：本文以G328宁通线泡沫沥青厂拌冷再生为例，通过对泡沫沥青混合料的配合比设计，探讨了泡沫沥青冷再生混合料的性能特点，并对设计材料的有关性能进行了分析，最后总结了泡沫沥青厂拌冷再生混合料的生产和施工过程中的一些注意要点。关键词：泡沫沥青；冷再生近年来，随着沥青路面养护工程的深入，路面冷再生技术作为一项绿色环保技术，已成为国内外采用的路面维修工艺的研究热点。泡沫沥青冷再生技术一方面适用范围广，施工受季节和气候的影响小，节约能源，处治材料存放方便，可以常温摊铺、摊铺后，快速罩面，另一方面泡沫沥青再生层较原有的半刚性基层更具柔性和耐疲劳，对于抑制和延缓裂缝反射到新的沥青面层有很大的好处，因此泡沫沥青越来越受到人们的关注。本文以G328宁通线泡沫沥青厂拌冷再生为例，通过对泡沫沥青混合料的室内配合比设计，总结了生产和施工过程中的一些注意要点，以期对泡沫沥青冷再生技术的应用和推广有一定的借鉴意义。1．工程简介G328线仪征段属于宁通高速公路一段，是江苏省苏中地区东西方向的交通大动脉，原设计标准双向四车道，设计时速100km/h，路基宽度23米，路面宽21米，平曲线最小半径700米，最大纵坡2.4%。设计荷载：汽—20，挂—100，行车道设计横坡1.5%。本次G328线仪征段改造设计路段为K158+300~K163+819段，长5.519km。本路段施工11cm泡沫沥青混合料。2．泡沫沥青厂拌冷再生配合比设计2.1原材料所用的原材料包括铣刨料（RAP）、新集料、水泥、70#道路石油沥青。（1）根据最终取样，确定维特根铣刨机，铣刨速率为4-5m/min。（2）新集料采用镇江茅迪公司0-5mm沥青混凝土专用4#料。（3）采用镇江北固强度等级为32.5水泥，水泥各龄期强度、安定性等达到相应指标要求，初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。（4）石油沥青采用金陵石化70号道路石油沥青。2.2泡沫沥青冷再生混合料设计级配要求泡沫沥青冷再生混合料设计的级配范围要求，如表3所示。表3泡沫沥青冷再生混合料设计（中粒式）级配范围要求筛孔（mm）26.519.013.29.54.752.360.30.075级配范围（%）10090~100---60~8535~6530~5510~302~8原沥青路面铣刨料粒径都小于31.5，极少数粒径大于31.5mm的铣刨料基本呈片状且大多由细小颗粒粘结而成，不能作为真正的粗集料使用，因此必须筛除粒径大于31.5mm的铣刨料。最终确定级配见表4。表4级配方案筛孔尺寸mm铣刨料新集料水泥合成级配比例70.5%28%1.5%26.5100.0100.0100.0100.019.092.9100100.095.016.087.5100100.091.213.281.1100100.086.79.567.799.7100.077.14.7537.399.7100.055.72.3616.382.5100.036.11.188.361.3100.024.60.63.439.7100.015.00.31.626.699.910.00.150.720.099.87.60.0750.315.399.46.02.3土工击实法确定最佳含水量参照《公路土工试验规程》T0131的方法，对选定的合成级配进行土工击实试验，确定最佳含水量。试验时拟定泡沫沥青用量为3%，分别变化预掺水量4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%来进行击实试验，通过试验结果绘制干密度与含水量的关系曲线，图中最大干密度对应的含水量即为最佳含水量OWC。土工击实试验结果见表。表5干密度测试结果泡沫沥青用量（%）含水量（%）试件干密度（g/cm3）3.03.61.9853.04.91.9933.05.72.0043.06.51.9983.07.61.987由以上试验结果可知，土工击实法确定最佳含水量OWC为5.7%。2.4最佳泡沫沥青用量的确定在土工击实法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。试件成型方法为马歇尔击实法，双面各75次。试验内容为15℃劈裂强度试验和浸水劈裂强度试验。试验结果见表6。表6劈裂强度试验结果泡沫沥青用量（%）干劈裂强度(MPa)湿劈裂强度(MPa)残留强度比（%）1.50.65510.498676.12.00.71980.582680.92.50.72810.537273.83.00.69600.521374.93.50.74310.551674.2从试验结果再结合已有工程经验的情况下可初步判定设计级配所对应的最佳泡沫沥青用量约为2.4%（外掺）。在此泡沫沥青用量下的干劈裂强度、湿劈裂强度以及残留强度比均能满足规范要求。2.5再生沥青混合料检验2.5.1水稳定性检验对采用设计级配、最佳泡沫沥青用量和最佳含水量成型的混合料试件进行冻融劈裂试验以检验泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性能。冻融劈裂试验结果如表7所示。表7冻融劈裂试验结果混合料类型非条件条件TSR*（%）要求（%）劈裂强度（MPa）冻融劈裂强度(MPa)冷再生0.36230.310986.6≥700.33780.31820.36490.28810.35450.3123平均值0.35490.30742.5.2高温稳定性检验对采用设计级配、最佳泡沫沥青用量和最佳含水量成型的混合料试件进行车辙试验以检验泡沫沥青冷再生混合料的高温稳定性能。车辙试验结果如表8所示。表8车辙试验动稳定度混合料类型最佳油石比（%）动稳定度（次/mm）变异系数（%）要求（%）123平均要求10.8≤20泡沫沥青2.412600105001050011200实测2.6设计结果通过以上试验分析，配合比为RAP：新集料：水泥=70.5%：28.0%：1.5%，泡沫沥青的用量为2.4%(其中基质沥青发泡温度160℃，发泡用水量2.5%)、含水量为5.7%，泡沫沥青和水均为外掺。所设计的冷再生混合料15℃浸水劈裂强度为0.7241MPa，强度满足JTGF41-2008规定的15℃劈裂强度不小于0.5MPa强度指标。3．泡沫沥青冷再生施工质量控制要点泡沫沥青冷再生在施工过程中，应注意以下几点：（1）由于在RAP自重和高温的作用下，RAP材料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒，因此RAP料堆的高度不能太高，机械设备也不得在料堆上停留或行走。可协调好破碎筛分设备和拌和设备的生产速度，使RAP料堆的高度减至最小。（2）保持施工过程中泡沫沥青的最佳含水率在规范规定范围，特别在气温高的天气，提高最佳含水率的同时，保持运输车辆用帆布进行覆盖，防止水分散失。（3）碾压的组合初压采用1台DD130双钢轮压路机前静后振碾压2遍，复压用1台18t单钢轮振动压路机振压4遍，然后用26t轮胎压路机碾压4~6遍，终压采用双钢轮压路机静压2遍。（4）摊铺机摊铺速度按1～3m/min予以调整，做到缓慢、均匀，不间断的摊铺。（5）泡沫沥青冷再生在加铺沥青下面层前必须进行养生，养生时间不易少于7d。当满足以下两个条件之一时，可以提前结束养生：①泡沫沥青再生层可以取出完整的芯样；②泡沫沥青再生层含水量低于2%。4．结语泡沫沥青冷再生混合料在G328宁通线公路养护工程的使用，为探索公路路面维修方法做了重要的尝试，随着日后对泡沫沥青冷再生混合料研究和实践的不断深入，生产经验的不断积累，相信这种新型道路建筑材料势必在以后的道路维修养护中大显身手。参考文献[1]拾方治等．沥青发泡原理及发泡特性的试验研究[J]．建筑材料研究，2004（6）：183-186[2]吕为民等．应用泡沫沥青铺筑道路基层[J]．上海公路，2003（1）：15-16[3]LeeDY.TreatingMarginalAggregatesandSoilwithFoamedAsphalt[J].AssociationofAsphaltPavingTechnologists,1981,50