摘要：結合安慶市S344安新路路面修複工程，進行泡沫瀝青再生混合料配合比設計，闡述了泡沫瀝青就地冷再生技術的施工工藝。同時通過檢測不同運營時期冷再生下面層芯樣劈裂強度，跟蹤觀測冷再生路面長期力學性能。試驗結果與工程實踐表明，提出的配合比參數以及現場施工工藝合理可行，可為類似泡沫瀝青冷再生工程項目提供參考。

0 引言

瀝青路面冷再生技術作為一種高效環保技術，對原路面進行病害整體處置、材料再生利用，可以有效緩解道路病害，提高路面結構整體性[1]。我國于 20 世紀 90 年代引進了就地冷再生技術，對一些舊路進行改造，并于 2008 年，編制出版了 《公路瀝青路面再生技術規範》（JTG F41—2008） [2]。經過十餘年的發展實踐，2019年，交通運輸部發布了最新版 《公路瀝青路面再生技術規範》（JTG/T 5521—2019） [3]，進一步完善了瀝青路面再生工藝體系分類、路面設計和配合比設計方法等。本文依托安徽省安慶市某二級公路路面修複工程，對老路面層進行高性能泡沫瀝青就地冷再生處理，提出相關的配合比參數以及現場施工工藝，可為同類工程提供參考。

1 工程概況

S344 安新路原路面結構為：3cm 細粒式瀝青碎石 4cm中粒式瀝青碎石 20cm水泥穩定碎石 30cm級配碎石。2014年中修養護時為原道路加鋪4cm 細粒式瀝青混凝土罩面。

該路線運行多年以來，出現了龜裂、縱橫裂縫、塊狀裂縫等多種路面病害。本項目采用結構性修複處治，對原路面瀝青面層進行100%利用，采用高性能泡沫瀝青就地冷再生作為道路下面層使用。

2 泡沫瀝青混合料配合比設計

2.1 原材料

2.1.1 發泡用瀝青

采用金陵石化 70号普通道路石油瀝青，指标符合技術要求。

2.1.2 水泥

采用P·O42.5緩凝矽酸鹽水泥，其強度和凝結時間等相關技術指标符合 《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》（JTG E30—2005） 的要求。

2.1.3 新集料

新集料由安慶地區石料加工廠提供，集料表面潔淨、幹燥、沒有雜質，且經過試驗檢測，各項參數均符合國家相關規範要求。

2.1.4 RAP

現場采用泡沫瀝青就地冷再生機按切削深度 10cm，銑刨速度 4m/min 進行銑刨取樣，室内銑刨料篩分試驗分别按銑刨料直接風幹篩分得到的級配以及經過抽提工序後的級配進行篩分，得到兩種不同級配如表1所示。

舊混合料中最大粒徑偏小，均小于26.5，粗骨料含量較少，這與老路路面細粒式和中粒式瀝青碎石的路面結構相符。因此配合比設計需通過添加粗集料對混合料級配進行優化調整。

2.2 泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計

泡沫瀝青冷再生配合比以抽提後篩分級配為基礎，摻配不同比例的新集料組成合成級配[4]。本項目冷再生層作為下面層，采用粗粒式瀝青混合料，混合料的最終配比為：銑刨料 （RAP）∶碎石∶水泥=93.5∶5∶1.5，如圖1所示。

2.2.1 發泡參數的确定

對于泡沫瀝青而言，用膨脹率和半衰期指标來評價其發泡效果。一般情況下膨脹率和半衰期變化是負相關的，半衰期越長，膨脹率越大，泡沫瀝青性質越佳[5]。

本 文 在 3 種 不 同 瀝 青 試 驗 溫 度 （ 155℃ 、 160℃ 、165 ℃） 情況下進行室内發泡試驗。通過每組試驗的膨脹率與半衰期來最終确定最佳發泡溫度與發泡用水量，最終确定的瀝青發泡條件如表2所示。

2.2.2 最佳含水率、最大幹密度的确定

混合料在拌制以及碾壓的時候都需要摻入适量的水，提高施工和易性，保證混合料能夠達到要求的壓實度。最佳含水率以及最大幹密度的确定方法有重型擊實法和振動成型法兩種，為檢驗這兩種方法在冷再生設計和施工過程中的适用性，通過室内試驗進行對比，其結果如表 3所示。

通過兩種方法所得最大幹密度和最佳含水量的對比分析可知，冷再生混合料振動成型法最大幹密度較重型擊實法大，存在約 1.02~1.04 的系數關系，即 ρ 振≈1.03ρ 重；冷再生混合料振動成型法最佳含水量較重型擊實法小約 0.3%。因此，為進一步指導現場施工，提高現場壓實控制标準，采用振動擊實試驗确定冷再生混合料的最佳含水量為5.6%，最大幹密度為 2.153g/cm3。

2.2.3 泡沫瀝青最佳用量的确定

采用 4 種不同瀝青用量 （1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）制作馬歇爾試件，養生後進行劈裂強度試驗。以兩組試件劈裂強度的平均值計算幹濕劈裂強度比，以此為指标确定其最佳瀝青用量。經綜合比選确認，當瀝青用量為2.5%時，再生混合料的幹濕劈裂強度、幹濕劈裂強度比取得最大值，且滿足技術指标要求。

依據以上試驗确定的泡沫瀝青用量設計值，重新拌和泡沫瀝青冷再生混合料，并對其進行性能試驗，試驗結果如表4所示。

由表 4可知，該配合比下的再生料符合技術指标要求，且再生料具有較好的水損害能力和高溫穩定性。

3 泡沫瀝青冷再生現場施工工藝

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3.1 施工機械

高性能泡沫瀝青冷再生主要施工機械設備包括 3800CR高性能泡沫瀝青冷再生機、攤鋪機、壓路機、瀝青加熱罐車、撒布車等設備。

3.2 集料、水泥撒布

水泥以及集料采用撒布車撒布，水泥、集料撒布量按配合比現場标定。

3.3 再生機作業

再生機工作速度控制在 4m/min。安排經驗豐富的施工人員在再生機後連續觀測拌和材料是否均勻，一旦發現瀝青出現條狀或結團現象，應立即停止施工。

3.4 攤鋪碾壓

現場虛鋪系數設定為 1.2，攤鋪機與再生機速度同步，攤鋪施工時應注意控制好橫坡和厚度，現場采用平衡梁控制攤鋪平整度和厚度。

碾壓過程中，初壓采用雙鋼輪壓路機碾壓1~3遍，複壓采用單鋼輪壓路機振動壓實3~5遍；終壓采用輪胎壓路機靜壓4~6遍。

3.5 開放交通

在開放交通條件下進行養生，再生層在完成壓實至少1d 後開放交通。為避免車輪對表層的破壞，在再生層上均勻噴灑慢裂乳化瀝青。

4 施工質量檢測及長期性能評價

為檢驗高性能泡沫瀝青就地冷再生技術的應用效果，參照相關規範[3]對再生路段施工質量關鍵指标以及長期路用性能進行檢測，主要包括壓實度、現場混合料劈裂強度、不同運營時間冷再生芯樣劈裂強度等。

4.1 現場質量控制指标

4.1.1 現場壓實度

現場碾壓結束後，按頻率要求進行壓實度檢測，部分路段檢測結果見表5。

以振動擊實法确定的最大幹密度為标準，現場壓實度仍滿足規範要求的≥99%，表明現場碾壓方案合理，現場碾壓施工質量控制良好。

4.1.2 現場混合料劈裂強度

施工現場前後連續施工10d，每個施工日對現場泡沫瀝青混合料取樣進行15℃室内劈裂強度檢測。檢測結果如圖2所示。

由圖2可知，現場生産的泡沫瀝青混合料幹劈裂強度均大于 0.6MPa，幹濕劈裂強度比均大于 80%，均滿足規範要求。

4.2 混合料長期路用性能監測

為評價泡沫瀝青冷再生長期路用性能，對依托項目冷再生層長期路用性能進行監測，在現場施工結束後 7d、30d、100d分别進行了跟蹤取芯，對芯樣進行15℃室内劈裂強度檢測，結果如圖3所示。

可以看出，随着道路運營時間的增加，泡沫瀝青冷再生層芯樣強度呈逐漸遞增的趨勢。運營 100d後，芯樣幹劈裂強度已經滿足混合料室内試驗設計指标0.6MPa的要求。

5.結語

本文依托安慶市 S344 安新路路面修複工程，通過高性能泡沫瀝青就地冷再生技術的應用，經檢測分析，結果表明相關指标均滿足規範要求。并就不同運營時期冷再生下面層芯樣劈裂強度，跟蹤觀測了冷再生路面長期力學性能，結果表明，施工運營後 100d内，冷再生層芯樣劈裂強度随道路運營時間的增加呈增長趨勢，後續長期力學性能有待進一步跟蹤。

綜上，高性能泡沫就地冷再生技術可充分利用老路廢料，節約成本，實現資源的再生利用；有效修複路面病害，提高行車安全性和穩定性；通過加強現場施工的精細化、标準化管理，保證泡沫瀝青冷再生層的最終質量。高性能泡沫就地冷再生技術符合社會發展的需求，具有廣闊的發展前景，應将室内試驗與工程實踐相結合，進一步推廣與應用。

參考文獻：

[1] 拾方治，呂偉民，徐斌，等 . 泡沫瀝青冷再生混合料的性能與生産工藝[J]. 中國公路， 2005（13）：93-95.

[2] 交通部公路科學研究院.公路瀝青路面再生技術規範：JTG F41—2008[S]. 北京：人民交通出版社，2008.

[3] 交通部公路科學研究院.公路瀝青路面再生技術規範：JTG/T 5521—2019[S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司，2019.

[4] 李秀君，胡畔，李有為，等 . 泡沫瀝青冷再生混合料銑刨料級配的研究[J]. 水資源與水工程學報，2015（2）：200-203.

[5] 徐金枝 . 泡沫瀝青及泡沫瀝青冷再生混合料技術性能研究[D]. 西安：長安大學，2007.

來源：交通世界 2021年第29期

作者：林結海（安慶市公路管理服務中心懷甯分中心，安徽 安慶 246000）

作者簡介：林結海 （1969—），男，安徽懷甯人，高級工程師，從事公路工程建設與養護工作。

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