摘要 隨著汽車保有量的逐年增長，交通流量與日俱增，作為現代交通體系的重要組成部分，高速公路面臨著嚴峻的養(yǎng)護任務。傳統(tǒng)熱拌瀝青技術雖已成熟，但在資源消耗、環(huán)境污染等方面存在明顯缺陷。為了實現高速公路施工的綜合效益，文章結合工程實際，提出了鋪設泡沫瀝青冷再生下面層的養(yǎng)護方案，重點對原材料、配合比設計以及施工技術要點進行了探討，以期實現高速公路工程的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞 高速公路；大修工程；泡沫瀝青；冷再生；配合比設計

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0036-04

0 引言

高速公路大修是一項龐大而復雜的系統(tǒng)工程，涉及材料選擇、施工工藝、質量控制等多個方面。隨著技術的進步，大修工程中逐漸引入了更多的新材料和新技術，以提升工程質量和使用壽命。其中，泡沫瀝青冷再生技術以其獨特的優(yōu)勢在近年來備受關注。該技術以廢棄的瀝青路面材料為主要原料，通過添加泡沫瀝青進行再生利用，不僅可以有效減少資源浪費和環(huán)境污染，還能降低養(yǎng)護成本，延長高速公路工程的使用壽命[1]。

1 工程概況

某高速公路大修工程，全長10.2 km，起止樁號為K502+300～K503+320，由于沿線交通流量較大，路面出現了不同程度的損壞，為改善路面質量，決定進行路面養(yǎng)護維修施工。根據施工實際情況，采用行車道全部面層挖補后，鋪設厚度為12 cm的泡沫瀝青冷再生下面層的養(yǎng)護方案。泡沫瀝青冷再生技術具有施工簡便、工期短、成本低等優(yōu)點。與傳統(tǒng)的熱拌瀝青技術相比，該技術無須加熱處理，可以在常溫下進行施工，大幅縮短了工期。同時，由于使用了廢棄材料，再生混合料的成本也相對較低，有助于降低養(yǎng)護成本。因此，泡沫瀝青冷再生技術在高速公路大修工程中具有廣闊的應用前景和巨大的經濟價值。

2 原材料及配合比設計

2.1 原材料選擇

2.1.1 瀝青

結合工程實際，該文采用70#A級道路石油瀝青進行泡沫瀝青加工，表1為瀝青混合料性能指標的檢測結果，滿足規(guī)定要求[2]。

2.1.2 石屑

篩分RAP（再生瀝青混合料）后，細料含量偏小，為保證施工質量，需按配合比增添適量的新石屑，這樣可以達到減小再生混合料孔隙率，提高路用性能的作用。石屑技術指標應滿足規(guī)定，其性能指標檢測結果如表2所示。

2.1.3 水泥

為了提升混合料的性能，需摻加一定量的水泥，水泥采用緩凝類型的42.5 MPa水泥，其性能指標檢測結果如表3所示。

2.1.4 水

采用無污染、無雜質的自來水即可。

2.2 級配設計

根據《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》（JTG/T 5521—2019）相關規(guī)定，該工程所采用的泡沫瀝青冷再生混合料級配設計應符合其規(guī)范要求[3]，結合回收材料級配情況，確定17%為回收材料的摻加量。表4為再生混合料合成級配。

由表4可見，再生混合料合成級配各篩孔通過率均可滿足級配范圍的規(guī)定。

2.3 發(fā)泡試驗

發(fā)泡試驗是確定泡沫瀝青冷再生混合料質量的關鍵，該工程采用維特根發(fā)泡設備，膨脹率、半衰期為所需的技術指標[4]，通過試驗確定發(fā)泡溫度和用水量。在該試驗中，分別按照1%、2%、3%、4%四種不同用水量，在三種不同發(fā)泡溫度條件下進行檢測與分析，檢測結果如表5所示。

按照現行技術規(guī)定，泡沫瀝青的膨脹率和半衰期分別在10倍、8 s以上方可滿足要求。經上述分析，在三種不同發(fā)泡溫度條件下，當發(fā)泡用水量在1%～2%時，可滿足規(guī)定要求。結合圖1～3可知，70#A級道路石油瀝青的最佳發(fā)泡條件如表6所示。

2.4 泡沫瀝青用量

為確定泡沫瀝青的最佳用量，該文采用了馬歇爾試驗法，控制指標為劈裂強度。按照配合比設計要求，在水泥劑量不變的條件下，選取5種用量不同的泡沫瀝青材料，按照現行技術規(guī)范要求進行馬歇爾試件的制作[5]。試驗測試結果如表7所示，泡沫瀝青用量不同情況下，劈裂強度的變化情況如圖4所示。

根據上述分析，隨著泡沫瀝青用量的持續(xù)增加，泡沫瀝青冷再生混合料的兩種劈裂強度均呈“增大—下降”的趨勢。在干、浸水兩種試件中，劈裂強度最大值均處于泡沫瀝青用量2.5%的情況下。當泡沫瀝青用量lt;2.5%時，兩種試件的劈裂強度呈增長趨勢；反之，當泡沫瀝青用量gt;2.5%時，兩種試件的劈裂強度呈下降趨勢。因此，可確定泡沫瀝青的最佳用量為2.5%?；诂F場施工控制需求，可在2.5±0.1%范圍內控制泡沫瀝青的最佳用量。

3 泡沫瀝青冷再生施工技術要點

3.1 施工準備

在施工之前，必須先將公路上的所有雜物，包括雜草、淤積土壤、石粒等清理干凈。對于那些空隙率大且透水性強的瀝青路面，則禁止使用水進行清潔，應采用高壓氣吹法。若采用水沖法，需在路面干燥程度達到規(guī)定要求后方可施工。

3.2 拌和

根據施工要求，選擇KMA200移動式拌和設備進行混合料的連續(xù)式拌和施工，應嚴格按照配合比設計合理控制各原材料用量；對于拌和設備，應提前做好各項計量標定工作，以合理控制各倉料的精度。拌和施工過程中，需定期監(jiān)測瀝青發(fā)泡溫度及用水量，并對拌和好的混合料質量進行詳細檢查，避免出現結團、離析等現象。由于拌和溫度會影響泡沫瀝青冷再生混合料的性能，為保障工程質量，應嚴控混合料的生產溫度[6]。

3.3 運輸

經過篩選后，采用自卸車拉運混合料到施工作業(yè)面。根據現場實際情況，準確計算每車料的堆放距離?；旌狭鲜褂脮r，應確保用量準確，同時避免出現離析、花料等情況。在運料前和運料后，應清理干凈自卸運輸汽車，保證內部潔凈、無多余雜質。隨后，在車廂四周和底部位置，涂抹防黏劑，避免混合料和車廂粘連，影響混合料質量。裝料過程中，應分次完成，保證裝料均勻。此外，應合理安排運輸路線和車輛數量，確保施工現場能夠及時獲得所需的再生混合料[7]。

3.4 攤鋪

待新舊瀝青混合料均勻拌和后，即可進行路面攤鋪施工?，F場攤鋪施工中，為確保泡沫瀝青冷再生混合料含水率始終處于最佳狀態(tài)，可在運料汽車上方覆蓋防水篷布，避免水分過度蒸發(fā)。該工程采用半幅攤鋪施工工藝，即采用1臺攤鋪機施工，每日完成施工后，可進行橫向垂直接縫設置。

根據施工現場情況，在攤鋪初始階段可設定5級夯錘等級，攤鋪機行駛速度控制在3.0～3.5 m/min，保持勻速前行，不得隨意停機。

3.5 碾壓

碾壓施工應遵循“先輕后重、先慢后快”的原則。同時，控制好不同碾壓階段的碾壓遍數和碾壓速度，避免過度碾壓或欠碾壓。在碾壓結束后，應對表面進行檢測，以確保平整度和壓實度滿足要求。在該工程中，為了保證壓實度符合規(guī)定要求，制定了兩種不同的碾壓施工方案，具體如表8所示。

由表8可知，方案1的壓實度為99.8%，平整度為8.1 mm；方案2的壓實度為97.5%，平整度為7.9 mm。兩種碾壓方案的壓實度、平整度均可滿足規(guī)定要求，但相比之下，方案1的壓實度更高，因此最終決定采用方案1作為該工程的碾壓施工工藝。

3.6 質量檢測

為了降低對交通的影響，該工程采用了半幅封閉施工方案，在養(yǎng)護階段，可將養(yǎng)護時間控制在7 d左右，并做路面質量檢測。選取鉆芯取樣法對泡沫瀝青冷再生混合料的水穩(wěn)定性進行檢測與分析。檢測時，采用φ100 mm的鉆芯機進行施工，將獲取的再生芯樣切割成不同試件，共5個芯樣試件，分別對兩種不同狀態(tài)下的芯樣進行強度分析，表9為泡沫瀝青冷再生芯樣試件的劈裂強度。

經鉆芯取樣、泡沫瀝青冷再生養(yǎng)護后，所得的芯樣完整，細集料填充密實，粗、細集料均勻分布。通過質量檢測，芯樣劈裂強度比在77%～85%之間，滿足規(guī)定要求，說明泡沫瀝青冷再生施工效果良好。

4 結束語

綜上所述，傳統(tǒng)的公路養(yǎng)護方法，如挖補、銑刨等，不僅施工周期長、成本高，而且容易對周圍環(huán)境造成負面影響。在高速公路大修工作中，合理應用泡沫瀝青冷再生技術具有重要的研究價值。原材料的合理選擇以及配合比設計的優(yōu)化，能夠為提高工程施工質量奠定基礎。通過對泡沫瀝青冷再生技術的深入研究和實際應用，可以推動高速公路工程養(yǎng)護施工技術的進步和創(chuàng)新，為我國的交通事業(yè)和經濟發(fā)展作出積極貢獻。

參考文獻

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[2]栗榮. 泡沫瀝青冷再生在天津高速公路中的應用研究[D]. 北京：北京建筑大學， 2020.

[3]索智， 栗榮， 陳歡， 等. 泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計優(yōu)化研究[J]. 公路， 2019（12）： 247-251.

[4]張洋， 李亮， 欒海， 等. 基于70#瀝青的溫拌泡沫瀝青混合料配合比設計方法研究[J]. 交通世界， 2017（29）： 23-24+27.

[5]李志剛， 郝培文， 曾志武. 泡沫瀝青冷再生混合料成型方法[J]. 復合材料學報， 2017（9）： 2038-2046.

[6]丁海波. 泡沫瀝青冷再生混合料基層在佛開高速公路應用研究[D]. 重慶：重慶交通大學， 2018.

[7]譚竣， 張杰. 舊瀝青路面混合料再生技術推廣關鍵問題和應對分析[J]. 公路， 2021（3）： 246-249.

收稿日期：2024-04-11

作者簡介：婁娜（1975—），女，本科，從事高速公路養(yǎng)護工作。