沈 云

(湖州市公路管理局，浙江 湖州 313000)

0 引言

泡沫瀝青再生技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和良好的路用性能，已廣泛應(yīng)用于瀝青路面再生和養(yǎng)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域中。瀝青路面冷再生技術(shù)可使銑刨的瀝青路面舊料得以全部就地利用，減少了新材料的浪費(fèi)，避免土地征用和廢料棄放，保護(hù)了環(huán)境，減少了資源開采，同時(shí)不需要拌合樓加熱拌合，減少了熱能和廢氣排放，實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境、節(jié)省能源和資源循環(huán)利用的目的。

S306鹿唐線吳興段路面大中修工程中利用已進(jìn)行過一次再生的瀝青混合料，通過泡沫瀝青冷再生的配合比設(shè)計(jì)，對銑刨料進(jìn)行了二次再生利用。

1 泡沫瀝青配合比設(shè)計(jì)[1]

衡量泡沫瀝青質(zhì)量的主要參數(shù)是膨脹率和半衰期。膨脹率采用瀝青發(fā)泡狀態(tài)下的最大體積相對于未發(fā)泡狀態(tài)下的體積之比來計(jì)算，其用于度量泡沫的粘度和決定瀝青在混合料的分散效果。半衰期是采用泡沫瀝青最大體積衰減到最大體積一半時(shí)所用的時(shí)間來計(jì)算，用于度量泡沫的穩(wěn)定性并表征泡沫的衰減速率。

1.1 瀝青發(fā)泡試驗(yàn)

本項(xiàng)目采用的瀝青為70號道路石油瀝青，瀝青的基本指標(biāo)見表1。通過瀝青的發(fā)泡試驗(yàn)，選用150℃ ～170℃作為發(fā)泡溫度，用水量為2% ～3%，通過發(fā)泡的膨脹倍數(shù)和半衰期確定最佳的發(fā)泡溫度和用水量。

表1 瀝青基本指標(biāo)

表2 瀝青發(fā)泡試驗(yàn)

由表2的試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著溫度的升高，瀝青發(fā)泡的半衰期和膨脹率都不斷的升高。規(guī)范要求膨脹放大倍數(shù)不小于10倍，半衰期大于8s。綜合考慮膨脹率和半衰期，160℃的發(fā)泡溫度和2.5%的用水量為最佳發(fā)泡條件。

1.2 銑刨料級配

二次再生銑刨料由底層銑刨料 (12 cm)、面層銑刨料 (5 cm)組成，再生料中按照12∶5的比例合成銑刨料。各種原材料級配曲線見圖1。

圖1 銑刨料級配曲線

1.3 級配組成設(shè)計(jì) (見表3和圖2)

從圖1可以看出，再生料的細(xì)料 (＜2.36 mm)偏少，因此，需要加入較多的細(xì)集料?？紤]到再生料的強(qiáng)度較低，需要加入一定的骨料以增強(qiáng)混合料的強(qiáng)度。另外，銑刨料中泥土含量較高，再生料的塑性偏大，為增加泡沫瀝青冷再生料的早期強(qiáng)度和增強(qiáng)其抗水損壞的能力，將水泥摻量增加至1.5%。初步設(shè)計(jì)較粗、中間和偏細(xì)的三種級配，再生料的用量為70%。

表3 級配組成設(shè)計(jì)

圖2 二次再生混合料級配曲線

根據(jù)現(xiàn)有的工程經(jīng)驗(yàn)[2]，采用2.5%的瀝青用量、5.5%的用水量進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)，比較不同級配的混合料劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)，如圖3。

圖3 不同級配的再生混合料劈裂強(qiáng)度

圖3 試驗(yàn)結(jié)果表明，級配1的劈裂強(qiáng)度最高，其次是級配2、級配3，說明對于二次再生料，粗級配有利于強(qiáng)度的提高，選用級配1作為設(shè)計(jì)級配。

1.4 擊實(shí)試驗(yàn)

擊實(shí)試驗(yàn)的目的是確定最佳含水量和最大干密度。選擇級配1進(jìn)行配料，具體過程按照重型土工擊實(shí)的試驗(yàn)方法T0804－94進(jìn)行。確定級配1的最佳含水量為6.2%，最大干密度為2.027，對應(yīng)的拌合用水量為5.4%。

1.5 最佳泡沫瀝青用量

按照以上合成級配，采用不同的瀝青用量進(jìn)行劈裂試驗(yàn)。瀝青用量為2% ～3.5%。按照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41－2008)要求，進(jìn)行15℃劈裂試驗(yàn)，浸水24小時(shí)劈裂試驗(yàn)。測試結(jié)果見表4。

表4 泡沫瀝青二次再生試驗(yàn)結(jié)果

圖4 泡沫瀝青用量與干劈裂強(qiáng)度關(guān)系

圖5 泡沫瀝青用量與浸水劈裂強(qiáng)度關(guān)系

圖6 泡沫瀝青用量與干濕劈裂強(qiáng)度比關(guān)系

圖4 ～圖6試驗(yàn)結(jié)果表明，15℃劈裂強(qiáng)度、浸水劈裂強(qiáng)度最大值對應(yīng)的瀝青用量為3%，滿足規(guī)范各項(xiàng)指標(biāo)要求的瀝青用量范圍為2.5%～3.0%?？紤]到原材料已經(jīng)實(shí)施了一次再生，瀝青含量較高，為保證再生混合料高溫穩(wěn)定性，二次再生時(shí)宜盡量少添加瀝青，因此泡沫瀝青用量建議采用下限值，即2.5%。

將泡沫瀝青再生混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果匯總，見表5。

表5 泡沫瀝青二次再生關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)

2 路面檢測[3]

通過現(xiàn)場取芯采用灌砂法測壓實(shí)度，所取5處芯樣壓實(shí)度均在97%以上，滿足技術(shù)要求。

表6 壓實(shí)度檢測結(jié)果

3 結(jié)語

結(jié)合二次冷再生工程的實(shí)際案列，配合比設(shè)計(jì)過程中充分考慮了原材料的實(shí)際情況，通過，適量添加水泥來增加泡沫瀝青冷再生料的早期強(qiáng)度，增強(qiáng)其抗水損壞的能力，減少泡沫瀝青使其具有較好的高溫穩(wěn)定性。試驗(yàn)結(jié)果充分說明了泡沫瀝青二次冷再生的可行性，給泡沫瀝青二次冷再生技術(shù)的應(yīng)用提供了借鑒。

泡沫瀝青冷再生技術(shù)適用范圍廣，施工受季節(jié)和氣候的影響小，節(jié)約能源，處治材料存放方便，因此它是一項(xiàng)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的筑路技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在我國有廣闊的應(yīng)用前景。我國的道路里程長，低等級道路占的比重較大，采用泡沫瀝青技術(shù)處治和改善砂石路面是一項(xiàng)可行的對策。對于高等級瀝青道路的大修和中修，該技術(shù)也極具應(yīng)用潛力。本項(xiàng)目通過試驗(yàn)研究并結(jié)合工程實(shí)踐應(yīng)用，為泡沫瀝青的二次再生提供了可行性支撐，也為類似項(xiàng)目的處置提供了參考。

[1]曹翠星，何桂平，孫成仁.泡沫瀝青冷再生技術(shù)[J].公路，2003，(11):99－102.

[2]陸新民，劉洪.泡沫瀝青就地冷再生技術(shù)在湖州的應(yīng)用[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2010，27(4):28－32.

[3]拾方治，馬衛(wèi)民.瀝青路面再生技術(shù)手冊[M].北京:人民交通出版社，2006.