河南泡沫沥青规范2015.11.27

河南省地方标准《公路泡沫沥青冷再生应用技术规范》拾方治2015.11.26沥青路面再生的意义•公路事业的快速发展，许多公路陆续进入维修养护期；•公路大中修会产生大量废旧路面材料，初步估计达3500万m3•沥青、砂石等材料是不可再生资源，路面产生的损坏主要是整体道路结构的损坏，沥青、砂石等材料完全可以重新利用。（1）基于这种现象，即当冷水（室温）掺入高温液态沥青（140℃以上）就会产生泡沫而膨胀，如图所示；（2）膨胀的体积可达10倍以上，并持续数秒的时间后恢复原来的体积；泡沫沥青的基本原理热沥青压缩空气冷水泡沫沥青热沥青＋冷水泡沫沥青体积膨胀粘度降低接触面积增大膨胀比(Ex:[-])半衰期(T/2:[秒])Ex/2泡沫沥青的质量:膨胀比和半衰期泡沫发泡效果的评价指标2mm泡沫沥青混合料的粘结原理泡沫沥青混合料的成型机理1）泡沫沥青可再生材料广泛（包括沥青面层材料、半刚性基层材料、新石料）；泡沫沥青冷再生混合料的特点老路面结构纯沥青面层再生沥青面层和部分基层再生纯基层再生和纯面层再生泡沫沥青再生纯面层材料泡沫沥青再生纯基层材料泡沫沥青再生层泡沫沥青再生层原基层剩余基层面层面层面层原面层原基层路基路基路基路基2）较水泥等无机稳定材料更有柔性、耐疲劳，可以消除反射裂缝问题，延长使用寿命；泡沫沥青冷再生混合料的特点•半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面的反射裂缝轻重不同地存在。反射裂缝是半刚性基层路面的难题！！3）泡沫沥青由于只裹覆细集料，形成不连续的“点焊式”连接，因此具有较高的抗剪切性能，由于在重载交通下较好的抗车辙能力。泡沫沥青冷再生混合料的特点4）泡沫沥青采用机械物理方式改变沥青粘度，因此其混合料性能稳定，受其他因素影响小，储存时间较长。乳化沥青-化学方法泡沫沥青-物理方法泡沫沥青冷再生混合料的特点5）养生期短，可以显著缩短施工工期泡沫沥青冷再生混合料的特点泡沫沥青冷再生混合料早期强度高，短期养生2~3天后可以开放交通。6）施工受季节和气候影响小在小雨和平均气温10℃以上均可进行正常施工。泡沫沥青冷再生混合料的特点7）造价便宜，仅为热沥青混合料成本的1/3至1/2，是乳化沥青冷再生混合料的2/3。生产方式主要成本单价(元/m3)普通热拌沥青混合料厂拌新料、加热、运输1200~1300乳化沥青冷再生混合料就地乳化沥青（4500~6000元/吨，纯沥青约占55~65%）600~700厂拌乳化沥青（4500~6000元/吨，纯沥青约占55~65%））、运输700~800泡沫沥青冷再生混合料就地沥青（纯沥青5000~6000元/吨）460~520厂拌沥青（纯沥青5000~6000元/吨）、运输500~600泡沫沥青冷再生混合料的特点8）节能环保，是绿色道路建筑材料厂拌再生设备烟气排放检测就地再生设备烟气排放检测泡沫沥青冷再生混合料的特点0100200300400500600700800900挖除重建泡沫沥青厂拌冷再生泡沫沥青就地冷再生不同路面结构单位耗能（MJ/m2）热拌沥青面层水稳基层泡沫沥青厂拌冷再生泡沫沥青就地冷再生工程实际检测泡沫沥青冷再生混合料的特点泡沫沥青就地冷再生施工工艺铣刨拌合摊铺、压实泡沫沥青厂拌冷再生施工工艺时间名称工艺结构泡沫沥青配合比类型2012.5G311鹿邑段就地4cm沥青+1cm同步碎石封层+14cm泡沫沥青就地2.5%泡沫沥青；1.5%水泥；10%石屑；9%碎石；79.5%铣刨料改建2013.7S217省道沈丘段就地4cm沥青+1cm同步碎石封层+12cm泡沫沥青就地2.5%泡沫沥青；1.5%水泥；10%石屑；9%碎石；79.5%铣刨料改建2013.8S102省道周西快速通道厂拌3cm细粒式改性沥青+粘层沥青+4cm中粒式改性沥青+1cm同步碎石封层+15cm泡沫沥青2.5%泡沫沥青；2.0%水泥；15%石屑；10%碎石；70%铣刨料改建2013.9S219线商水县西华至大武乡段厂拌5cm中粒式改性沥青+1cm同步碎石封层+15cm泡沫沥青2.5%泡沫沥青；1.5%水泥；10%石屑；9%碎石；79.5%铣刨料改建2013.10S206商水县城至周驻交界段厂拌3cm细粒式改性沥青+粘层沥青+4cm中粒式改性沥青+1cm同步碎石封层+15cm泡沫沥青2.5%泡沫沥青；2.0%水泥；12%石屑；12%碎石；76%铣刨料改建周口市泡沫沥青冷再生工程应用项目资料311国道鹿邑试验路段1工程概况本项目依托311国道鹿邑段（桩号K33+450~K36+60）道路改建工程，铺筑的泡沫沥青就地冷再生试验段。原路面病害添加料摊铺就地冷再生机组作业整平压实1、在较好的气候条件下，养生3天即可。养生期间不需要洒水。2、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，其他车辆的车速不应超过30km/h。养生芯样质量检验成型情况经济效益分析传统维修方案就地冷再生方案187.9879.425131.5202.36.8泡沫沥青就地冷再生技术与传统道路维修方案的经济效益比较投资(万元)能耗（×103MJ）碳减排(t)2014年河南S244新野段2007年京港澳高速安新段2007年京港澳高速安新段2007年连霍高速洛三灵段2007年连霍高速洛三灵段2010年京港澳高速安新段2010年京港澳高速安新段S102省道周西快速通道工程1工程概况S102省道西华薛湾至川汇区周西路口段升级改造工程，起点于西华县薛湾村,(桩号K0+000)经高庄、王堂、小王庄、大王庄、于马岔村下穿商周高速后，经李庄、川汇区彭新庄、终点于周西路口全长14.804KM。路基宽24.5米，路面宽23米。技术标准：采用双向四车道一级公路标准，路基宽全线采用24.5米，设计速度为80km/h。原路面主要结构：全线利用老路进行加宽改建，老路为平原微丘二级公路，设计速度60km/h，其中西华薛湾庄（K0+000）至彭新庄（K13+554.348）段路基宽15米，路面宽14米，路面结构为沥青混土路面。沥青面层7cm石灰土路基水泥混凝土板22cm改性沥青4cm泡沫沥青再生基层15cm石灰土路基水泥板碎石化22cm改造方案水泥稳定碎石基层18cm改性沥青3cm改性沥青4cm泡沫沥青再生基层15cm改性沥青3cm水稳碎石18cm石灰土路基老路面结构老路面改造结构拼宽路面结构1、铣刨机的铣刨速度现场施工工艺铣刨机的铣刨速度调速段2m速度3～5m/min，4m调速段2m速度5～7m/min，4m调速段2m速度7～9m/min，4m调速段2m现场施工工艺铣刨速度试验－材料级配现场施工工艺泡沫沥青冷再生混合料拌和现场现场施工工艺泡沫沥青冷再生混合料摊铺现场开放交通类别技术参数特重与重交通中等交通轻交通马歇尔试验稳定度（kN）（60℃）≥6.0≥5.0≥3.0流值（mm）1.5～4.51.5～4.01.5～4.0强度劈裂强度ITS（MPa）（25℃）≥0.45≥0.40≥0.25无侧限抗压强度UCS（MPa）（20℃）≥1.5≥1.2≥1.0水稳性干湿劈裂强度比ITSR≥0.80≥0.75≥0.70车辙试验动稳定度DS（次/mm）（60℃）≥5000≥3000/混合料性能要求编号成型日期试验结束日期稳定度(KN)流值(mm)干劈裂最大荷载（KN）干劈裂强度（mpa)干劈裂强度平均值（mpa)湿劈裂最大荷载（KN）湿劈裂强度（mpa)湿劈裂强度平均值（mpa)12013.07.172013.07.224.1731.92.780.280.313.370.330.304.6028.43.430.343.050.305.4430.83.160.313.350.334.7823.13.140.313.320.334.3721.52.890.292.490.254.9329.73.110.312.680.2722013.07.262013.07.303.5924.81.400.240.362.150.350.323.5326.22.120.211.670.252.9024.61.700.371.940.293.4426.21.960.392.110.333.4025.71.140.212.710.2732013.07.262013.07.303.8225.23.000.300.283.110.310.333.2625.72.670.262.560.354.0926.32.970.292.470.344.6025.42.480.252.840.384.3627.42.790.282.700.2742013.07.262013.07.303.1926.72.750.270.271.480.150.323.6226.52.310.235.950.594.2727.42.760.273.270.323.9727.13.090.312.590.264.7227.52.510.252.680.27部分试验检测数据《沥青路面泡沫沥青就地冷再生关键技术与工程应用》研究课题鉴定会（2012.11.11）河南省科技厅于2012年11月3日在郑州主持召开项目成果鉴定会。（1）首次从微观的角度分析表面活性剂对沥青发泡的影响，发现表面活性剂能够使发泡后的沥青泡沫更加丰富、成型均匀、细腻、稳定。（2）国内首次针对不同的沥青发泡特性、料温、矿料级配组成、拌和用水量等，通过简便的筛分试验来研究不同条件下泡沫沥青冷再生混合料级配组成的变化，从而探明泡沫沥青对矿质集料的选择性作用。（4）国内首次从拌和成型温度上对泡沫沥青冷再生设计方法进行优化，提出了不同成型温度下，泡沫沥青冷再生混合料技术要求。（5）首次对泡沫沥青就地冷再生路面结构各层剪应力、层底拉应力和最大竖向位移等进行力学分析，发现厚度对各层力学指标影响很大，建议冷再生层厚度取15cm至20cm为宜。（7）在河南省首次应用泡沫沥青就地冷再生技术对道路进行维修改造，达到了理想的工程应用效果，并取得了较好的社会和经济效益。综上所述，项目研究成果具有创新性、显著的社会经济效益和推广应用价值，总体达到国际先进水平。课题鉴定会意见（1）注意充分借鉴国内外研究应用成果调研国内外在使用泡沫沥青冷再生技术的成功经验、收集相关研究成果，为规程编制提供参考。（a）澳大利亚稳定工业协会（AustStab）2002年推出的针对泡沫沥青就地和厂拌再生的标准规范；（b）美国的沥青再生手册；英国交通实验室（TransportationResearchLaboratory）的《使用就地冷再生技术对路面进行结构性维修的设计指导和规范》；(c)交通部行业规范《公路沥青路面再生技术规范》》》(JTGF41-2008)；（d）浙江省地方标准《公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规程》，天津市地方标准《公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术规范》（TJGF41-2009）；（e）维特根公司《维特根冷再生技术手册》等技术标准等；（f）省内课题研究、工程应用成果、省外工程应用成果等。规范关键内容解读4.3.2其中下承层的承载能力应通过探坑调查进行检测评价，原路面厚度应通过钻芯进行检测评价。规范关键内容解读-路面调查与分析5.3采用膨胀率和半衰期作为评价泡沫沥青性能的技术指标。对拟选用的沥青需要事先进行沥青发泡性能试验来确定最佳发泡条件，具体试验方法见附录B。在最佳发泡条件下，泡沫沥青的性能要求见表1。提出学者、机构及时间膨胀率半衰期（s）CSIR(1998年)1012AustStab（2003年）10实测IOWA(2006年)1010交通运输部行业规范《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)1010浙江省交通运输厅/浙江省质量技术监督局《公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规程》（DB33T715—2008）108天津市市政公路管理局《公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术规范》（TJGF41-2009）1010规范关键内容解读-材料国内外有关规范要求沥青温度，℃最低气温，℃膨胀率（倍）半衰期（s）150～18010～20≥15≥10≥20≥10≥8河南省地方规范要求集料气温沥青发泡效果膨胀率半衰期膨胀