泡沫瀝青冷再生在某高速病害處治中的應用

泡沫瀝青冷再生在某高速病害處治中的應用隨著我國經濟的快速發(fā)展，在過去十幾年間，國內的公路建設事業(yè)發(fā)展迅速。截至2005年底，中國高速公路的總里程己經達到4萬多公里，躍居世界第二位，其中瀝青路面占90％以上；但是，除一些路面已進入大修階段外，由于其他各方面的原因（包括資金不足，技術比較落后等），目前我國已建成的瀝青路面中，不少瀝青路面已發(fā)生嚴重的早期病害，因此，在今后若干年內，公路的修復必將成為重點，如何進行修復，以及選用何種技術從環(huán)境、費用、節(jié)能等方面恢復路面的使用性能，使之達到最佳，將成為公路行業(yè)必須面臨解決的問題。泡沫瀝青冷再生作為對舊有路面修復的一種技術，充分利用回收路面材料，節(jié)約占地、瀝青、石料和能源，從環(huán)境、節(jié)能、費用方面看是一種綠色環(huán)保經濟的修復技術，具有廣闊的發(fā)展前景。近年來，泡沫瀝青冷再生技術在國內外日漸興起，并作為一種經濟有效的維修工藝為現代化道路養(yǎng)護帶來新的思路。泡沫瀝青冷深翻技術是一種利用面層和部分基層材料破碎拌和，生成良好而均勻的現場再生基層技術。下面就以重慶市某高速病害處治工程為例，介紹泡沫瀝青現場冷深翻再生在該試驗路上的應用。1路況調查與大修方案確定1．1舊路損壞情況調查該試驗路全長5536m（K20+050～K25+586），對該段進行了摩擦系數、平整度、彎沉、基層芯樣強度和瀝青層厚度等病害調查發(fā)現，路段均存在嚴重的網裂、沉降、松散、唧漿、滲水等綜合性病害于一體，如圖一、二所示，全線左右幅路面都出現不同程度的病害，但病害主要集中在主車道。鉆芯檢測表明，由于路基排水不良或開裂后水進入路基，同時在汽車和水雙重作用下產生的水損害等綜合因素造成基層強度的損失，這些路段部分彎沉值已超過設計的數倍，基層強度已嚴重受到影響。因此，要保證道路能維持正常的使用性能，必須對原路段進行結構性補強。圖一網裂沉陷圖二唧漿圖三滲水1．2大修方案確定根據舊路狀況和高等級公路使用性能的要求，僅僅靠局部維修的方法已經不能滿足日益增長的交通需求，而傳統(tǒng)的大修，將面層、基層全部挖除重新做基層面層,這樣做造價高、工期長、污染環(huán)境且需長時間中斷交通,故決定采用泡沫瀝青冷再生替代傳統(tǒng)方法。泡沫瀝青冷再生包括：工廠冷再生、現場冷再生、就地冷在生、冷深翻再生，結合該試驗路周邊環(huán)境以及重慶地區(qū)的情況，不可能進行工廠和現場冷在生；如果直接在舊路面進行就地冷再生，這樣就會改變路面原有的坡度，這與該工程實施的初衷是相違背的，同時，基層損害嚴重的地方，再生深度達不到，這就會為以后的病害的產生種下隱患，因此綜合各方面因素，確定該試驗路采用的冷再生方式為冷深翻再生。通過力學驗算，確定冷深翻再生的再生厚度，最終確定該試驗段采用的大修處治方案：超車道和緊急停車帶由于路面只是出現剝落、麻面、脫粒和輕微的破損，該路段結構整體強度沒有受到很大影響，因此對超車道和緊急停車帶只銑刨4cm瀝青混凝土面層，再加鋪4cm改性AC－13抗滑磨耗層；但主車道由于路面損壞較為嚴重，具體實施方案是：先銑刨寬4.2m主車道12cm的瀝青混凝土面層，然后在進行18cm的泡沫瀝青冷深翻再生半柔性基層，最后加鋪5cmAC-16中粒式瀝青混凝土、4cm改性AC－13抗滑磨耗層。2泡沫瀝青混合料設計2．1試驗采用材料及指標該試驗路原來的路面結構：4cm抗滑磨耗層（AC-13）,5cm中粒式瀝青混凝土（AC-16）,6cm粗粒式瀝青混凝土（AC-25），20cm石灰粉煤灰碎石基層，28cm石灰煤渣碎石底基層，總共63cm；根據冷深翻再生的施工方案，要再生18cm的基層，按松鋪系數1.4來算，那么泡沫瀝青冷再生料的松鋪厚度為25.2cm左右，冷再機的再生厚度為15～16cm，先洗刨掉12cm的瀝青混凝土面層，除去剩下的3cm的瀝青面層，石灰粉煤灰碎石基層再生厚度至少為12～13cm（根據現場鉆芯的芯樣調查發(fā)現，大部分的瀝青面層不足15cm）。下面層與基層回收料及水泥篩分結果如表1所示：表1回收料篩分結果握境梳粒徑飽料全源駛31.5撿26.5欺19泰16茂13.2魔9.5腸4.75脾2.36衛(wèi)1.18祖0.6杯0.3繞0.15園0.08姻下面層喬100.0董100.0曉98.9律97.1初94.2客80.9辟41.6膽16.6必9.0怪5.2改2.3妙1.3凱0.9應基層獎100.0品97.4優(yōu)89.2高83.4和77.0脖65.0貝40.1蔑25.2甩18.6郵14.2防10.1斷7.9階6.6榴水泥朽100.0李100.0者100.0扛100.0壯100.0詞100.0木100.0鼠100.0樂100.0沿100.0蝦99.9艦99.6鋼71.5根據試驗路實際情況，按再生料全是基層回收料和面層與基層回收料按20：80的比例混合2種進行泡沫瀝青混合料設計，確定最佳含水量、泡沫瀝青用量、水泥用量。級配合成篩分表如表2所示：墻2纏．株2步最佳滋含水量今、泡沫瀝青用徐量恩和水泥用量杠的確定執(zhí)媽假從鴿表斑2射可以看出，不善管是全部是基脊層回收料，還含是面層和基層伙按比例混合的若回收料，其級蒸配合成曲線基佩本上都能滿店足挺AC-2燒5繪的級配要求。觸假如要鋪撒細晌料，鼓工序復雜，其弓效果也不是很慘理想，為了最雪大限度的利用事回收料，決定需，不添加細料鞋，直接進行泡暗沫瀝青配合比般設計。琴從現場取回的劫回收料，烘干充，按猜回收料用量的賀7嘉％橫、詳8釋％大、架9悉％棟、胞1丘0煎％葛、腦1枕1何％乖、驢1竄2踐％裳加水，水泥用稿量賣為厲1.5健%穿、猜2.坦0妻％灶、吐2.易5孔％禮分別進行擊實怎實驗，確定最犁大干密度和最涂佳含水量稀及稼最大干密度和閘水泥用量的關著系親。試驗最終確筒定最佳含水量昂為脾7者%稠，水泥用量煩為希2%抗。渠2既．透3借泡沫瀝青發(fā)泡農用水量及泡沫沫瀝青用量的確織定燈泡沫瀝青的生別產其關鍵在于景控制使用準確芒的用水量及獲囑得最佳的膨脹女率。凈其兩個控制參梯數膨脹率和半濟衰期怒受以下幾個因雕素影響：負1挑.讀泡沫產生的數擴量啊;2香.述泡沫中水的用導量珍;3崇.兔形成泡沫時瀝貧青的溫度。況根據室內實驗平結果，并考慮促經濟性，該試周驗路笛采用舌的墻泡沫瀝青配合嶄比救各工藝參數如堡下：水泥含量將為馳2.0有%播，泡沫瀝青含居量涌為曬3.最0累％煌±0.栽5扭％，說可以根據現場應實際情況進行鳥調整，促泡沫瀝青發(fā)泡把用水早為裹2.0潮%韻，發(fā)泡溫度大嶼于霜15勺0盛度，泡沫瀝青鳥施工用水量撐為飲3.0%泡(甚根據施工現場株舊料的實際含翁水量適當的調儉整俯)異。誤3陡冷深翻再生的襖施工工藝懷絹根據實驗室透冷再生混合料粒設計所控確定泡沫瀝青隊發(fā)泡飲需要的右各參數（包括榨加水量、瀝青叫溫度）謀及最佳瀝青用捉量、含水量、避水泥用量等，不按以下施工工欠藝進行冷深翻律再生。槳3落．遣1密冷深翻再生施絹工前準備完①華瀝青罐車到達轟施工現場后要無檢測瀝青的溫撐度，用于發(fā)泡哄瀝青的溫度不棋得低于實驗室嶄最佳發(fā)泡效果椒所確定的本15更0投℃免，否則不得用舊于該試驗路。限②摔保障冷再生機援械具有充足的冤燃料及提供拌叛和用水的機械凈，同時對再生違機的瀝青用量鏟及瀝青的發(fā)泡市特性進行標定怪和驗證，每一志個生產班組的澇開始和結束都肅要通過測量瀝漸青罐中瀝青的曉高度來檢驗瀝寺青用量。發(fā)泡徑特性利用再生憑機上的試驗噴城嘴進行發(fā)泡試臟驗，檢驗發(fā)泡既效果。薪3侵．滲2鋒水泥撒鋪及方蔥法夕由實驗室確定載冷再生的水泥魂用量茅為中2害％，修根據再生層厚爬度、混合料設醫(yī)計密度來家計算一袋水泥朽能撒鋪的面積勢，在施工前首耽先按要求用量喪在劃出的框格見內均勻撒布水苦泥，用鋁合金晃模具人工摸平匠。僑如圖三所示：圖三肅3平．捉3魔泡沫瀝青用量排及現場含水量漲的控制忙對于泡沫瀝青根混合料來講，玩很多研究人員山考慮了在夫破碎挨和壓實過程中捉的含水量是一誼個最重要的襖因素慰(品木森逗在帳199將8職年論述囑過尾)修，首先漿需要水來軟化積破碎集料中的覺團聚塊，有助躺于瀝青擴散和膚現場壓實。太木多的水延長了鈴凝固時間，降悶低了壓實的混兆合料的強度和灘密度，并且可雞能減弱了集料防的覆蓋層的作號用離(倚木森銀在花199揀8盆年已論述過此寺問瘦題閉)倘。濱根據實驗室泡刮沫瀝青冷再生動配合比試驗得廳出，冷再生混蝶合料拌和壓實格含水量應控制裙在擱4.侍0砌％左右，泡沫關瀝青含量飯為蔽3.天0怪％左右。然而福在施工現場，艇拌和用水量并朽不影是績4.安0捎％左右，通常慕情況是少丘于盆4.0扁%惰，這就得應根昂據該路樹實際其的施工情況來斑定，由于冷再排生機施工過程璃中其銑刨鼓需送要澆灑少量的統(tǒng)水，以使銑刨的刀頭降溫，減懷小磨損，以及疏路面材料的實竟際含水量。因否此，實際施工膜中控制冷再生他混合料拌和水嗓量應少奶于創(chuàng)4.曲0價％，這得需要屋有比較豐富經桃驗的專業(yè)技術董人員緊跟在泡溉沫瀝青再生機愁后面，經常把透冷再生料抓在儀手中，看含水當量是否適中，面然后根據現場液的實際情況，注再來調整冷再愚機拌和用水量菠，一般冷再生臘機添加的拌和揪用水量酬為聽2.挽4味％左右。近3閃．席4訴冷再機的施工縱控制廟在現場施工工灌程中，冷再生現機的行走速度克也是非常重要欺的，如果行走蛙速度太快，局鏟部大的塊狀混晌合料還來不及傭破碎，就被帶破出，影響破碎若效果，增加大疾顆粒含量以及浴塊狀物，進一召步影響泡沫瀝延青冷再生的效友果，達不到冷樹再生的目的。圈要隨時檢查泡腦沫瀝青的發(fā)泡既效果，一般，循生產出的冷再春生料有一定的墾溫度，大概小在呢3沾0鹿度左右，這時虧的瀝青發(fā)泡效軟果比較好。局試驗路冷娛深翻齡再生現場示如圖四所示：殲圖醋四裕傍冷韻深翻岡再生現場輩在同一斷面上胖進行幾幅再生督時，接縫也很策重要，再生施浪工應沿著車道棕從路的一端做長到另一端，而屋不允許中間留菌有未拌和的材西料。盡量避免逢施工中產生過熔多的橫向接縫憂，橫向接縫要慚采用搭接。一仁般田1覺－降2m秤左右，在縱向糟接縫上，每幅趴冷再生重疊區(qū)希域在魂100mm胃～踩200mm款為宜，并且在忙重疊區(qū)域不應哥有多余的瀝青友，應關閉冷再蠶生機重疊部分純的噴嘴。在局軌部地方出現少楊料的地方，應思及時補料?？?將．罩5捷碾壓環(huán)節(jié)丹碾壓是冷再生愚施工的關鍵環(huán)少節(jié)，對冷再生堡成型及強度起瓦到至關重要的枝作用。要達到靈最佳碾壓效果古必須從兩方面籠來控制：一是站混合料含水量京必須達到最佳律壓實含水量要幸求，在碾壓過還程中，如果水項分損失比較快傻表面比較干，撕應根據現場情失況，適當的灑總水，再進行了陸碾壓；如果局冰部水分比較多液，這時應把冷倆再生料翻出來鈴，晾曬一下，蜻再壓，否則，仇容易出?，F故“李彈簧孤狀各”約的層面，壓不嫂實，影響基層竹結構強度；二祝是碾壓設備的還噸位和碾壓遍鬼數要足夠。攤侍鋪好的再生混撥合料應立即組君織進行壓實，夠壓路機碾壓的捉速度不應過快午，應控制萍在盛2慨～個3m/mi芒n電。該試驗路采遙用的碾壓方案網為：初壓采乞用真20秒T尿單鋼輪壓路機慮穩(wěn)尼壓洋1忙遍，不開振動呢；復壓采皺用廳20競T寄的單鋼輪重型茄壓路機以高瓜幅雨/析低頻的模式碾圖壓音3散遍，然后再句用句18訊T噴的單鋼輪重型貴壓路機以高賣頻鉗/劣低幅的模式碾記壓炊5說遍。同時應避品免材料的過壓跳，如達到材料莊的最大密度后盆仍然繼續(xù)碾壓君，則會破壞材宅料結構怎，境降低冷再生基頸層的結構強度畝，此時，應立背即停止壓實，弦并進行處理。油禁止壓路機在閣施工過程中急氏停、急轉、掉彼頭等，以保證靈冷再生基層的謝碾壓平整度。增碾壓成型怖及娘效果如圖絕四款所示：象圖灣四的瓶現場冷再生基嚇層擾4脂泡沫瀝青冷再浸生后的成效哲寧冷再生后，對川該試驗路獲主車道竹進行基層表面?zhèn)位貜棌澇恋臏y崖量，取樁號洗K23+92稅0碼～普K24+22雞0蛛段筆冷再生分別為姑一天、連2揪天孤和廟3牢天的回彈彎沉異如仔表歌1潮所示：悔表比1梅回彈徐彎沉測量表位詠鴉舞時間五樁號津冷再勁生鞭1漿天庭冷再字生輔2腫天腎冷再掉生盯3瘋天態(tài)左（怒0.01mm妖）照右（彼0.01mm翼）權左（妄0.01mm瓜）臟右（告0.01mm撲）乒左（慣0.01mm貪）民右（來0.01mm淡）庸K23+92挪0鞠64旨36討36麥24鉛18礎14倦K23+94嫂0裹40悄50敬30棉12纖12漸16賺K23+96蘭0庫44修32祖20逐14谷14叮18撈K23+98慈0驗4族6先38席34冠16拾20療22暑K24+00沿0增62刮40厭42甚16夾22斧14不K24+02殖0眨62吧47是48沈18省28陜20燒K24+04資0楊38鴉40清12蠶12搞12鴉10凍K24+06慎0恰42省38裹24型18擾10業(yè)12爬K24+08鈔0委56驟42僑2秀8薯30映22至20隨K24+10圣0班56晶39曾24孤10應14希12饒K24+12別0穗40駁48膨20津32演2褲0罵18塘K24+14殃0摧68調50繭20齒20傲16夜22他K24+16款0釀68雖54企24徹24績1繼8幸16鵝K24+18拿0左5屑9完摸60紅4但4鍛45理報20提20裕K24+20狹0煉38文48散24碧22發(fā)14艷14讀K24+22顯0泄38驚42鬧22巧22直18岸16糠乳撫從上表可以