泡沫沥青混凝土（通用7篇）
泡沫沥青混凝土 篇1
1 工程概况
厂拌冷再生泡沫沥青混凝土联接层施工路段位于沈阳 ( 王家沟) 至铁岭 ( 杏山) 公路改扩建工程路面综合5 标段, 设计桩号范围为K794 + 000 ~ K821+ 500, 路线全长27497. 779m。主线行车道沥青路面结构为:
表面层: 3. 5cm改性沥青玛蹄脂碎石抗滑层 ( SMA - 13L型) ;
中面层: 6cm中粒式高模量沥青混凝土 ( LAC -20 型) ;
下面层: 7cm粗粒式沥青混凝土 ( LAC - 25型) ;
联结层: 11cm厂拌冷再生泡沫沥青混凝土;
封层:单层表处封层;
透层: 高渗透乳化沥青;
上基层:18cm厂拌水泥稳定碎石;
下基层:18cm厂拌水泥稳定碎石;
底基层:18cm厂拌水泥稳定碎石;
垫层:20cm级配碎石。
2 施工工艺
厂拌冷再生泡沫沥青混凝土联接层施工流程如图1 所示。
2. 1 泡沫沥青混合料的拌和
2. 1. 1 原材料
( 1) 铣刨料
用于厂拌冷再生的旧沥青铣刨料应干燥、洁净, 无沥青的砂石料不得多于沥青旧料质量的5% , 含泥量不大于1% , 用于再生生产的旧沥青混合料颗粒尺寸应不大于37. 5mm。由于原路面铣刨料长时间堆积, 部分材料存在结块现象, 为提高铣刨料的利用率及生产效率, 施工前利用人工配合挖掘机对铣刨料进行翻松预处理。铣刨料中的超粒径颗粒由料斗上的过滤网清除。
( 2) 掺料
根据对通过铣刨并进场的RAP的筛分与配合比设计, 将掺0 ~ 3mm的石屑来满足泡沫沥青冷再生混合料级配范围的要求。施工过程中保证石屑洁净、干燥、无风化、无杂质, 并有颗粒级配, 质量稳定。
( 3) 泡沫沥青
所选择沥青为中石油辽河石化分公司生产的90#道路石油沥青, 泡沫沥青膨胀率不小于10 倍, 半衰期不小于10s。通过试验段施工, 当工作罐沥青温度达到165℃时, 由于拌和机有温度损失, 拌和机无法使沥青发泡达到设计效果, 当沥青温度达到175℃ , 沥青发泡效果最佳, 膨胀率达到15 倍, 半衰期达至14s。
( 4) 水泥
依据设计文件, 水泥选用天瑞42. 5 普通硅酸盐水泥。
2. 1. 2 拌和设备及改造
拌和站位于海燕综合拌和站, 采用2 台维特根KMA220 型移动式厂拌冷再生拌和机, 双卧轴搅拌, 单机额定拌和能力为220t/h, 实际拌和能力为180t / h, 总生产能力为360t / h, 每小时可摊铺长度为140m, 因此为保证混合料生产与现场摊铺的连续性, 必须双机同时作业; 由于原设备无储存仓, 出料过程中每车结束后必须停机待产, 无法连续生产, 为此增加具备卸料控制装置的储料仓, 来避免停机间歇, 提高生产能力, 满足连续生产的需要。配套设备有储存量为100t的水泥罐, 储水罐为10m3, 基质沥青的提供由5000t沥青储罐通过管道供应。配备上料装载机2 台, 铣刨料翻松用挖掘机1 台。
2. 1. 3 集料拌和控制
加入拌和机的旧料、石屑及沥青和水泥通过电子控制系统能自动调整比例, 保证了泡沫沥青混合料连续拌和的均匀性。通过计量装置, 旧料、石屑、沥青和水能够实现精确计量。拌和后的冷再生混合料应均匀一致, 无结团成块现象。
2. 2 混合料运输
采用20t以上自卸运输车15 辆, 以保证摊铺作业的连续进行。
( 1) 自卸车应前后移动装料, 按前、后、中分三部分装料, 避免装料过程中大料下移, 出现混合料离析现象。
( 2) 采用干净、有金属底板的自卸车运输, 车辆底部及两侧均应清扫干净, 装料以前需要用水润湿车厢。
( 3) 运料车均有蓬布覆盖并扣牢, 防止泡沫沥青再生混合料在运输过程中水分散失。
( 4) 运料车倒车卸料时由专人进行指挥, 不得撞击摊铺机, 卸料后残料带回拌和站集中清至废料区。
2. 3 混合料摊铺
(1) 设备选用
由于试验段所选用的“三一”摊铺机输料器及熨平板效果欠佳, 局部出现离析及波浪现象, 决定选用性能稳定且运行状态良好的徐工RP953E和徐工RP952 两台摊铺机联合作业。
( 2) 摊铺方案
两台摊铺机联合作业, 内侧采用钢导线, 外侧利用缘石顶方钢板导梁控制高程。两台摊铺机搭接15cm进行接缝, 以保证接缝处密实平整。摊铺机梯队作业前后距离不超过10m。摊铺机速度为2m / min, 保持连续、均匀、不间断地摊铺, 并使混合料在布料槽中的高度保持在中轴以上。
( 3) 松铺厚度的确定
通过试验段松铺厚度的测量, 经过计算得出松铺系数为1. 35。
2. 4 碾压
( 1) 设备选用
依据本项目联结层厚度及材料特点, 确定选用2 台双驱双振压路机和2 台胶轮压路机 ( 徐工XP622) 进行碾压作业, 胶轮压路机配备自动补水设备。
( 2) 碾压方案
通过对试验段2 个碾压方案的效果比选, 并参考咨询单位及相关专家的意见, 确定碾压方案如下:
初压: 双钢轮静压前进、振压退出1 遍, 搭接碾压;
复压第1 遍: 双钢轮振动压, 搭接碾压;
复压第2遍:双钢轮振动压, 搭接碾压;
复压第3 遍: 双钢轮振压前进, 静压退出;
终压:由两台胶轮压路机错半轮碾压各2遍。
新旧结合部采用小型双钢轮压路机振动补压。
(3) 碾压注意事项
①严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上调头或急刹车, 应保证再生层不受破坏。
②碾压过程中, 再生层表面应始终保持湿润, 如水分蒸发过快, 应及时补撒少量的水, 但严禁大量洒水碾压。
③碾压过程中, 如有“弹簧”、松散、起皮等现象, 应及时翻开重新拌和或用其它方法处理, 使其达到质量要求。
2. 5 封闭交通与养护
(1) 交通封闭
在准备原路面的前一周, 应在再生路段各路口设置标示牌, 提醒司机及行人封闭交通的时间。开始准备原路面时, 完全封闭交通, 禁止一切车辆通行。
( 2) 养护
在加铺上层结构前必须进行养生, 养生时间不宜少于5d, 当满足以下两条件之一时, 可以提前结束养生: 再生层可以取出完整芯样; 再生层含水率低于2% 。养护过程中不进行洒水。
3 施工注意事项及质量控制
在施工过程中应该注意拌和用水量以最佳含水率的80% 为标准, 施工过程中如含水量不足, 则使用配备洒水箱的胶轮压路机在碾压过程中及时补洒少量的水, 但严禁大量洒水碾压, 确保含水量满足设计要求。同时要注意洗刨料的供应情况及铣刨料的变化情况, 当回收沥青路面材料 ( RAP) 的变异性比较大时, 要及时调整施工配合比。泡沫沥青冷再生联接层施工质量检验和验收应符合表1 要求。
泡沫沥青冷再生技术 篇2
1沥青发泡试验
沥青发泡试验结果如图1所示,位于最上方的发泡曲线所对应的温度160 ℃作为最佳的发泡温度,在此曲线上找出膨胀率和半衰期都较高的位置,可得最佳用水量2.5%。
2泡沫沥青稳定碎石冷再生配合比设计
2.1 级配设计
通过对铣刨料筛分分析,发现级配偏粗,尤其0.075 mm通过率只有0.6%,这是由于铣刨料中含有少量沥青,沥青的粘附作用使细集料被大块团粒裹覆。由于目前国内冷再生技术尚不成熟,没有现成规范可供参考。通过对加石屑和不加石屑两种方案对比试验,选取加10%新集料为试验路所采用的方案。同时,文中给出了推荐的级配范围,可供参考。级配设计结果见表1。设计泡沫沥青混合料时,通常加少量水泥以提高其早期强度,文中使用1.5%水泥。
2.2 室内试验
根据级配设计结果,按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》配以1.5%的水泥进行击实试验,确定最大干密度和最佳含水量。泡沫沥青发泡温度为160 ℃,用水量为2.5%,制备泡沫沥青混合料。然后,室温条件下分别按照无侧限抗压强度试验方法和抗压回弹模量试验方法制备试件。后将试件放在标准养护室养生72 h,室温条件下做无侧限抗压强度试验和抗压回弹模量试验,结果见图2,图3。
2.3 最佳沥青剂量的确定
推荐泡沫沥青稳定碎石冷再生配合比设计标准为:无侧限抗压强度代表值大于1.2 MPa,弹性模量平均值大于1 500 MPa。综合试验结果,取泡沫沥青用量2.5%为最佳剂量。
3泡沫沥青混合料冷再生配合比设计
3.1 级配设计
泡沫沥青混合料级配按照AC-20设计,原铣刨料整体偏细,通过加入一定量和一定规格的集料改善原级配,级配范围见表2,实配曲线如图4所示。实配曲线细料偏多,这一方面是由于铣刨造成骨料破碎;另一方面是由于铣刨料中含有一定量的泥土成分。
3.2 拌和用水量的确定
本试验采用Wirtgen公司提供的经验公式确定拌和用水量。
Wadd=Womc-Wmoist-Wreduce (1)
Mwater=Wadd/10×(Msample+Mcenent) (2)
其中,Wadd为需要加入集料中的含水量,%;Womc为最佳含水量,%;Wmoist为集料含水量,%;Wreduce为水分散失量,其值取0.3×Womc-0.6,%;Mwater为需加入水的质量,g;Msample为集料的干质量,g;Mcenent为需加入水泥的质量,g。
试验与计算结果如表3所示。
3.3 室内试验
按设计的矿料比例配料,分为不加水泥和加1%水泥两组,每组采用五种泡沫沥青用量,泡沫沥青发泡温度为160 ℃,用水量为2.5%,混合料含水量控制在5.5%左右,室温条件下制备马歇尔试件。试验结果见表4。
3.4 最佳泡沫沥青用量的确定
由表4可以看出,不加水泥时的泡沫沥青混合料马歇尔稳定度普遍较低、流值偏大。因此该方案不采用,下面仅讨论加1%水
泥的方案。
根据马歇尔稳定度试验结果,分别绘制密度、稳定度、流值、空隙率与泡沫沥青用量的关系曲线。从曲线上找出相应最大稳定度、最大密度与目标空隙率(9%)对应的三个泡沫沥青用量,分别为2.53%,2.8%,2.43%,求出三者的平均值2.59%,作为最佳泡沫沥青用量初始值OAC。取最佳泡沫沥青用量为2.5%,混合料中沥青含量为5.7%。
4跟踪观测
试验路再生后,分别于2005年10月(开放交通7 d后),2006年4月,2006年11月进行了三次观测。再生路况较好,路面没有出现明显的病害。
从弯沉测试结果来看,与再生前相比,面层泡沫沥青再生路段强度有所提高。整体而言,再生后三次检测的代表弯沉值逐渐减小。
5结语
试验结果表明,通过对水泥稳定碎石和泡沫沥青碎石测定其试件的无侧限抗压强度和弹性模量,来确定稳定剂的最佳剂量是可行的;采用马歇尔的试验方法来确定混合料的泡沫沥青最佳用量也是可行的。试验路铺筑结束以来,已完成了两次现场观测。从观测结果来看,路面结构强度逐渐提高,试验路没有出现早期病害,使用状况良好。本课题后续研究与跟踪观测正在进行中,文中介绍的冷再生配合比设计方法可供参考。
摘要：根据旧路调查和FWD弯沉测试结果,确定再生深度,形成了泡沫沥青稳定碎石基层和泡沫沥青混合料面层两种冷再生方案,确定了稳定剂最佳剂量的选择方法,初步形成冷再生混合料的配合比设计方法。从后期观测情况来看,路面使用状况良好。
关键词：冷再生,泡沫沥青,配合比设计方法
参考文献
[1]JTJ 057-94,公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].
[2]拾方治.沥青发泡原理及发泡特性的试验研究[J].建筑材料学报,2004,6(2):74-75.
泡沫沥青冷再生施工质量控制 篇3
在我国已通车的高速公路中，目前的事实是：不少沥青混凝土路面存在严重的早期病害。造成这种现象的原因：一种是沥青路面通行比较短的时间，在几年内甚至当年，沥青路面就发生不同程度的各种损坏：比如网裂、坑槽、车辙等。另一类早期破坏是指普遍达不到路面设计要求的设计年限，国际上的设计年限是30～50年，我们设计年限大部分是15年，而实际上设计的年限充其量只有7～8年，或者10年左右就必须大修，而且这种大修是经常是“开膛破肚”式的，不仅仅对沥青混凝土面层的维修，还必须同时维修基层甚至是底基层。这种大修不仅成本很高，而且严重影响正常的车辆通行，在工程所在地造成不良的影响。
为了解决上述问题，我们发现泡沫沥青冷再生作为一种新型道路材料已经引起重视。
2 配合比设计及施工质量控制
2.1 配合比设计
2.1.1
是否加入新的石屑以及石屑的组成要求要根据铣刨旧料的级配情况考虑，石屑的技术指标可参考热拌沥青混合料中相应的技术标准。
2.1.2 选取合适的填料。
水泥作为再生混合料或活性添加剂时，可以采用普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间应在3h以上，终凝时间宜在6h以上，水泥强度等级可为32.5或42.5。
活性填料的选择和使用见表1
2.1.3 泡沫沥青混合料配合比设计
(1) 泡沫沥青再生混合料配合比设计流程见图1。
(2) 目标合成级配设计。选取具有代表性的铣刨料样品，进行室内筛分试验，分析其级配组成。若铣刨料级配组成不能满足该级配范围的要求，则需加入部分新料，将级配调入该级配范围，最终确定设计合成级配。泡沫沥青稳定材料的级配范围见表2。
(3) 沥青发泡特性试验。对选用的合格沥青，在不同温度、不同用水量条件下进行发泡试验，测定泡沫沥青的膨胀率和半衰期见表3，并由这两个指标来综合确定沥青发泡的最佳温度和最佳用水量。
(4) 配合比设计。a.我们根据表2提出的目标级配范围，通过铣刨料及现场购进的石屑级配情况，经掺配确定出2～3条泡沫沥青再生料级配，并确定各种材料比例。b.通过重型击实试验确定每个合成级配的最佳含水量及最大干密度。c.确定合成级配的最佳泡沫沥青用量。
根据试验确定的最佳含水量对合成级配加入适量的水，并初步拟定4～5个不同的泡沫沥青用量，分别进行混合料的拌和，再以马歇尔击实仪双面击实75次成型试件。最后根据干、湿强度及残留强度比综合确定最佳合成级配的最佳泡沫沥青用量。
2.2 泡沫沥青冷再生结构层的施工
2.2.1 准备工作我们一定要重视准备工作，特别是一些细节，如：
(1) 首先，我们要封闭交通。 (2) 准备工作面，一定要清除下承层表面(包括不需要再生的相邻行车道和路肩)的灰尘、垃圾、杂草、积水等。 (3) 下承层准备：a在路面铣刨后，认真清除所有夹层，清扫所有松动材料;b一定仔细对原路面进行弯沉检测，根据设计单位提供的指标要求，对破损基层进行处理，保证处理位置的压实度。 (4) 测量准备。测量准备工作一定做好，复核水准点高程，测量下承层标高。用白灰标出导向线。在摊铺段外测沿边线定边桩，每隔10m测定一点控制高程和横坡度，计算和标定钢丝悬挂高度。用钢纤架、直径5mm钢丝绳和紧线钳按控制标高放好摊铺机摊铺厚度基准面。
2.2.2 冷再生混合料的拌和 (1) 必须保证热沥青供应：
a选择保温性能好、能加热的沥青储存罐;b现场沥青加热温度不得低于150℃，不得高于180℃。 (2) 必须保证水的供应：a必须有稳定的连续的干净水供应;b可以利用水车往KMA200补水。 (3) 必须保证水泥供应：a根据每日水泥消耗量，及时补充水泥;b水泥可以在工作中连续添加，但必须保证罐内有足够数量的水泥。
2.2.3 运输一般直接输送拌和后的成品料到自卸车上，然后运输到现场进行摊铺。
车辆的运输能力一定要足够，至少要大于拌合设备拌和能力和摊铺能力，这样，摊铺机就能够连续均匀不间断地进行铺筑;运输车辆必须防止混合料在运输过程中水分散失，这样车辆必须要有蓬布覆盖并扣牢。
2.2.4 摊铺要注意，在每天开工前，，确认各种装置及机构处于正常后才能开始施工，必须摊铺机进行检查，若存在故障应及时排除。
普通摊铺机即可摊铺泡沫沥青再生混合料，且熨平板不必预热。雨天不能摊铺，若气温低于10℃，也应停止摊铺。
2.2.5
碾压与养生最后，我们谈一下碾压与养生，碾压应从低侧到高侧，从外侧到内侧进行，压路机起步和刹车动作要缓;在压实过程中，应根据表面是否出现过振现象而调整压实遍数，同时，根据表面含水量决定是否补充水分。碾压完成并经压实度检测合格后即开始自然养生，时间不宜少于7d。
3 结束语
泡沫沥青冷再生将沥青这个不可再生资源很好的再回收利用，既有利于环保，又可节约大量投资，对于防止环境污染，保持水土，节约更多的资金修筑更多的公路，具有重要意义。
摘要：泡沫沥青冷再生对节约资源, 回收再利用旧沥青路面铣刨料有重要的作用。
泡沫沥青混凝土 篇4
1 施工流程图
泡沫沥青与乳化沥青就地冷再生技术的施工流程图相同, 见图1所示。
2设备要求
就地冷再生机;钢轮振动压路机1~2台 (带强弱振动调整) ;20t以上胶轮压路机1台;平地机1台;洒水车2~3辆以及准备与冷再生机连接的推杆、接头、水管。对泡沫沥青冷再生技术而言, 拌和场应配备15t以上热沥青保温罐车2~3台或10t以上沥青加热罐1台;对乳化沥青冷再生技术而言, 拌和场应配备30t乳化沥青罐2台, 该沥青罐配有加温和搅拌装置。图2所示即为典型的就地冷再生机组。
就地冷再生施工应采用具有足够功率的专用路拌机械, 以确保足够的拌和能力。再生机铣刨转子宽度至少为2m, 转速可调, 并应具有水平控制系统, 保证在连续施工过程中实际铣刨深度和要求的深度误差不超过10mm;喷洒计量精确可调, 并与切削深度、施工速度、材料密度等联动, 喷嘴在工作宽度范围内均匀分布, 各喷嘴可独立开启与关闭。对泡沫沥青冷再生而言, 再生机还须配有检测和试验喷嘴 (自清洗) , 以随时检查沥青的膨胀率和半衰期。
3 病害处理
就地再生设计阶段, 应对原路面进行详细的病害调查。对再生铣刨不能处理的病害, 或考虑到路面仅再生施工其强度等尚不能满足设计要求的区域应进行病害或补强处理设计。
就地再生施工之前应对路表面进行清扫, 保持路表面干净、平整。如果再生层表面不规则, 应采取适当的整型方式, 以达到线形要求, 并保证最终压实后再生层的厚度满足要求。
4 试验路段
在就地冷再生施工之前须先铺设试验路段。试验段应当位于施工路段之内, 长度控制在100m~200m。在试验路段内可根据不同的施工组合方式, 确定2~3个试验阶段。通过试验路确定以下内容: (1) 验证现场材料的级配和实际生产配合比。 (2) 冷再生材料的最大干密度、最佳含水量和添加的水量。 (3) 再生层压实厚度, 及松铺系数。 (4) 不同压实组合下的压实度。 (5) 沥青冷再生混合料的性能指标。 (6) 检验再生机的铣刨深度及速度、各种施工机械的效率及组合方式是否匹配、冷再生施工的效率及再生施工的段落长度。
对泡沫沥青冷再生技术而言, 试验段还可以检测热沥青的出厂温度及沥青的发泡性能。
5 撒布石屑和碎石
石屑和碎石应保持干燥, 石屑的湿度不能太大。宜将石屑和水泥按照设计比例事先拌和均匀, 然后再撒布到路面上。石屑和碎石宜采用撒布车进行撒布, 无条件时也可以采取人工撒布, 但人工撒布应事先在路面上用石灰粉打格, 应按照每100~300m2的面积进行总量控制, 撒布时要保证厚度均匀。
6 水泥
可采用水泥稀浆搅拌机在再生机铣刨搅拌室内液态添加水泥, 没有条件时采用人工撒布, 水泥类填料的用量按撒布区域的面积来确定。水泥撒布必须均匀, 所有待施工区域不应出现没有撒布水泥的情况。水泥撒布一旦完成, 除了再生机 (包括附属设备) 以外其它车辆一律不得进入施工区域。
7 再生机作业
7.1 在直线和不设超高的平曲线段, 再生机应首先沿着路幅的外侧开始, 然后逐渐向路幅内侧施工;设超高的平曲线段, 再生机应首先沿着路幅的内侧开始, 然后逐渐向路幅外侧施工。
7.2 应考虑在再生路面上设置再生机的方向引导措施, 保证再生机沿着正确的方向前进。若偏差超过100mm, 则应立即倒退至开始出现偏差的地方, 然后沿着正确的铣刨指引线重新施工 (无需再加水或者稳定剂) 。
7.3 应至少每隔200米检测和记录一次再生机的工作速度, 以确保再生机保持一定的生产效率和良好的再生效果。工作速度取决于再生机和再生材料的类型, 但不得小于3m/min, 也不得大于8m/min。
7.4 应当安排经验丰富的施工人员在再生机后, 连续观测拌和材料是否均匀, 一旦发现异常现象, 对泡沫沥青冷再生技术而言, 主要指沥青出现条状或结团;对乳化沥青冷再生技术而言, 主要指出现"糊状"沥青团, 应立即停止施工。随时检查再生深度、再生材料的含水量, 并配合再生机操作员进行调整。
7.5 两种冷再生混合料所用沥青的制备方式及外加拌和用水量是有所不同的。
8 冷再生施工作业段及长度
8.1 冷再生施工的每个作业段内, 为避免产生夹层, 应一次性整平、压实。
8.2 应根据再生施工的效率, 以及添加水泥等活性填料的终凝时间确定冷再生施工作业段的长度, 一般控制在100m~200m为宜。
9 接缝
9.1 纵向接缝
为了保证全幅路面的再生施工, 必须保证相邻两个再生幅面具有一定的搭接宽度。第一个再生作业的宽度应与铣刨的宽度一致。所有后续有效再生幅面的纵向搭接宽度不宜小于150mm。通常, 再生层越厚, 搭接宽度越大;材料最大粒径越大, 搭接宽度越大。纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹。道路宽度小于7m, 纵向重叠较多时, 不宜半幅施工, 应考虑全幅施工, 以减少重叠量, 提高施工效率。
必须避免重叠部位沥青和水或稀释乳化沥青的过量使用, 以防止该部位的材料过于潮湿。为防止沥青的过量使用, 当进行重叠部位的处理时, 标准的操作是通过有选择的关闭喷油嘴的作用端喷嘴, 减少沥青喷洒的宽度。除非重叠的宽度是明显的 (如铣刨宽度的一半) , 否则只应关闭其中一条铣刨车道上的喷嘴。通常第一次铣刨车道应包括行车轮迹, 并进行全宽度的沥青喷洒 (也就是喷嘴全开) 。然后, 通过有选择的关闭与重叠铣刨车道相应的喷嘴, 减少第二次铣刨车道的喷洒宽度。不能确保外道行车轮迹得到符合要求的处理将导致沥青的用量不足和早期破坏的出现。
对两种冷再生技术而言, 纵缝搭接部分的处治是不相同的, 具体处理方法见表1。
9.2 横向接缝
当一个工作日结束、两个相连作业段连接、再生途中更换罐车或其他情况造成的停机均会形成横向接缝, 重新作业开始前整个再生机组必须后退至再生材料至少1.5米的距离, 以保证接缝宽度上的材料得到处理。对于超过水泥等活性填料初凝时间的段落, 在接缝处应重新撒布水泥, 但不用撒布石屑、碎石以及喷洒泡沫沥青。
1 0 其余工序
就地再生与厂拌再生的最大区别在于冷再生混合的生产地点不同, 对就地再生技术而言, 混合料在现场直接铣刨、拌和、摊铺、压实, 无需运回拌和场进行加工, 而后者需要将路面进行现场铣刨、运回拌和场、拌和、再运输至施工现场、摊铺、压实, 故两种冷再生技术的区别主要集中在混合料压实前, 当混合料摊铺后, 两种冷再生技术剩余的施工流程如压实、养生等基本相同。
结语
乳化沥青混合料和泡沫沥青混合料均可采用就地冷再生, 本文通过对两种冷再生混合料施工方法的比较分析, 得出如下结论:
两种冷再生混合料对所用设备、生产方式、纵缝搭接及养生方面的要求基本相同, 但所用沥青的制备方式及外加用水量确定方法有所不同。与厂拌冷再生技术不同的是, 就地冷再生技术施工不采用分层施工。乳化沥青混合料的压实厚度通常不超过16cm, 而泡沫沥青混合料则可达20cm。
纵缝搭接:对乳化沥青混合料而言, 纵向接缝处不能使用过量的乳化沥青, 这将导致混合料出现软弱地带;而对泡沫沥青混合料而言, 在接缝处, 为改善粘结效果, 应适当提高沥青用量 (大约为)
参考文献
泡沫沥青混凝土 篇5
关键词：路面大修,泡沫沥青,再生基层,施工控制
1 前言
泡沫沥青技术于1956年由美国人Ladis Csanyi发明。这项发明后来由于专利问题而应用不普遍, 使泡沫沥青技术的发展应用较为缓慢, 一直到专利过期后的90年代, 伴随施工机械的发展, 泡沫沥青技术才又开始受到普遍的重视, 特别是在公路沥青路面大中修工程中得到了快速的应用。
泡沫沥青再生基层技术是将旧沥青路面面层材料进行破碎加工处理, 需要时加入部分新骨料或细集料, 按比例加入一定剂量的泡沫沥青、适量的水和水泥, 在自然的环境温度下连续地完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型的过程, 并重新形成结构层的一种施工工艺。泡沫沥青再生基层技术的应用, 不仅能节省大量砂石等原材料, 节省工程总投资, 而且减少了废旧材料的堆放, 保护环境, 同时再生的基层的性能具有柔性路面结构的优点, 具有较好的结构承载能力和耐久性。因此泡沫沥青再生基层技术的应用日趋广泛, 越来越受到人们的重视。本文基于实际工程经验, 对泡沫沥青再生基层技术施工过程中的质量控制方法进行归纳、分析, 并提出解决方案, 为同行提供借鉴。
2 原材料质量控制
2.1 铣刨料 (RAP) 质量控制
在应用泡沫沥青前应对铣刨料的各项技术指标进行必要的检测工作。主要内容包括:RAP中集料和沥青的性质, 以及RAP的变异性。该部分工作采用抽检的方式进行。通过燃烧法测定不同路段RAP料的级配组成、沥青含量及油石比。同时也要测定铣刨料的含水量。一般认为, 缺少细料的铣刨料, 泡沫沥青不能均匀散布, 会形成油料块。细料缺乏较多, 形成的大油料块会在骨料之间起到润滑作用, 降低混合料的强度和稳定性。通常要求0.075mm筛的通过率不低于5%, 变异性为±2%;4.75mm的通过率不低于25%, 变异性为±7%;26.5mm的通过率不低于85%, 变异性为±10%。当铣刨料中超粒径颗粒含量、材料变异性超过要求时, 可以采取二次破碎的办法或添加新料的方法, 使其达到要求。本次试验路级配范围如表1所示。由表可知, 2.36mm和0.075mm的通过率不能满足要求, 本项目采用添加石屑的方式解决。
2.2 泡沫沥青质量控制
泡沫沥青以膨胀比及半衰期来描述沥青的发泡特性。所谓膨胀比是指当沥青与水拌和发泡后的最大体积与未发泡前体积的比值, 而半衰期则是指由发泡最大体积为准起算, 至体积缩减至一半所经过的时间。一般高温沥青与少量水拌和后, 体积在很短的时间内膨胀至最大, 此后体积开始缩减, 为了使发泡后的沥青能顺利与常温的湿粒料拌和, 膨胀比愈大愈好, 半衰期则应尽量长, 以便使混合料有足够的拌和时间。沥青的发泡特性, 也就是膨胀比与半衰期受到许多因素影响, 其中较重要的有以下四个方面:
(1) 发泡时的温度:一般而言, 发泡时沥青的温度愈高, 发泡特性会愈好, 但温度高表示需要较多的能量将沥青加热。
(2) 加入的水量:一般而言, 发泡时加入沥青的水量愈高, 则膨胀比会愈大, 但是半衰期会愈短。
(3) 发泡舱中的压力:一般沥青抽送入发泡舱中与水接触后发泡, 若发泡舱中的压力较低 (例如低于0.3MPa) , 则不利于膨胀比及半衰期。
(4) 沥青或水中有否加入消泡剂, 如在炼油厂中为不使沥青在抽送及储存的过程中发泡, 可能加入一些硅化合物类的消泡剂, 若是如此, 则此种沥青的发泡特性可能受到影响, 不适合用于泡沫沥青。
本项目试验前选择不同的沥青进行发泡试验, 从而确定沥青的品种和发泡工艺。沥青发泡温度宜在150~180℃之间, 膨胀率不小于10倍, 半衰期不小于8s。在生产过程中主要有以下问题:由于拌和设备与储油罐较远, 沥青导管的吸程过长, 使得沥青被吸到拌和车时的温度达不到理想的发泡温度。这样需要提高储油罐中沥青的温度并对导油管进行加热保温。而过高的温度加大了沥青老化的风险。因此, 在布置拌和车时应充分考虑其与相关设备的有效匹配。
2.3 添加新料的要求
石屑和碎石应洁净、干燥、无风化、无杂质, 并有颗粒级配, 质量稳定, 其质量应符合表2和表3的要求。
3 泡沫沥青再生基层施工质量控制
3.1 泡沫沥青再生混合料质量控制
(1) 沥青含量的检测方法
沥青含量是影响再生沥青混合料性能的首要技术指标。泡沫沥青再生混合料中的沥青有两个来源:一是原路面铣刨料中的旧沥青, 二是新添加的沥青。控制和校核新添加的沥青含量采用如下方法:首先, 检测拌和楼集料传送带上未添加新沥青的混合料的沥青量;然后, 检测添加沥青后的混合料的沥青量;二者相减, 即可得到需新添加的沥青含量。
(2) 含水量的检测方法
泡沫沥青再生混合料的含水量是影响混合料质量的重要参数。它不但影响混合料的干密度, 也影响混合料的养生时间和最终强度。泡沫沥青再生混合料中的含水量包括原RAP中含水量、泡沫沥青中的水和新添加的水三部分。泡沫沥青中的水量占泡沫沥青含量的2%, 变化较小, 因此控制混合料的含水量即要控制好拌和时新添加的水量。控制和校核新添加的水量采用如下方法:首先, 检测拌和楼集料传送带上未添加水的混合料的含水量;然后, 检测添加水后的混合料的含水量;二者相减, 反算得新添加的水量。此外, 新添加水量同时应考虑施工时的天气情况, 作适当微调。
(3) 水泥含量检测方法
对于添加的水泥用量的确定, 可以通过滴定法测得, 同时采用拌和楼总量控制。
(4) 级配检测方法
泡沫沥青再生混合料的级配很大程度上取决于旧料的级配。因此, 为保证再生混合料级配稳定, 旧料铣刨应保持匀速稳定, 料堆不宜过高, 防止离析。对旧料和新料的级配跟踪检测。
(5) 力学指标
泡沫沥青冷再生混合料进行正式生产之后, 每天上、下午对拌和楼生产出的混合料取样, 进行室内试验检验其劈裂强度、劈裂强度比、马歇尔稳定度、马歇尔稳定度比。该项目的检测结果如表4~表5所示。检测结果符合规范要求。
3.2 泡沫沥青再生基层的施工工艺控制
本项目从以下几个方面进行施工控制, 以保证施工质量。
(1) 下承层处理:本项目在施工前, 将水稳碎石基层顶面洒布一层0.5~0.7kg/m2改性乳化沥青。在撒布透层油之前, 应将水稳碎石基层上清理干净。对被施工机械剥落的透层, 应人工进行补撒。
(2) 拌和:考虑到运输和摊铺水分损失, 拌和时比配合比确定的含水量提高0.3%左右。
(3) 运输:为避免运输过程中水分过度损失, 在运输车车厢洒适量的水, 且用帆布进行遮盖。
(4) 摊铺:摊铺时松铺系数为1.29。
(5) 碾压:采用1台DD130双钢轮压路机以前静后振方式碾压2遍, 再用1台18t单钢轮振动压路机振压4遍, 然后用26t轮胎压路机碾压8遍, 最后再用双钢轮压路机静压2遍。
(6) 养生:采用自然养生的方法养生2~3d左右。
3.3 泡沫沥青再生基层的质量评价与无损检测
用灌砂法检测压实度, 检测结果如表6所示, 结果表明压实度符合规范要求。施工3d后即可取出完整芯样。
4 结论与建议
本文基于工程实际, 将泡沫沥青冷再生施工质量控制分成如下几个方面:
(1) 原材料质量控制, 包括:铣刨料质量控制、泡沫沥青质量控制和新添料质量控制三部分内容。
(2) 泡沫沥青再生混合料质量控制, 包括:沥青含量、含水量、水泥含量、级配、力学指标等。
(3) 施工工艺控制, 包括:下承层处理、拌和、运输、摊铺、碾压及养生等阶段。
泡沫沥青冷再生水稳定性能研究 篇6
关键词：泡沫沥青,冷再生,水稳定性,养生期
泡沫沥青厂拌冷再生工艺环保、经济,同时具有施工方便,养生时间短等优势,在沥青路面改造工程中得到越来越广泛的应用。一直以来,泡沫沥青冷再生混合料由于空隙率偏大、沥青胶结料“点接触”的强度形成机理使得人们对其水稳定性能存在较大的担忧,国内外沥青路面再生技术规范中也设计了多种评价方法对其水稳定性能进行检验[1,2]。本文通过对不同水稳定性试验方法的比较分析,推荐适合泡沫沥青冷再生混合料的水稳定性评价方法。
在泡沫沥青冷再生技术实际工程应用中,由于其强度的形成需要一定的养生期,养生期间内的雨水对混合料的影响,同样是道路建设者和科研人员一直关注的问题[3,4,5],本文通过室内设计实验和现场试验段验证相结合的方法对泡沫沥青冷再生混合料的初期水稳定性能进行了研究。
1 试验材料
1.1 基质沥青
基质沥青采用金陵石化70#沥青。参照中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052—2000)中相关试验方法对该沥青进行了各项技术指标的检验,结果见表1。
1.2 集料
试验使用的铣刨料、新集料以及水泥的级配组成见表2。
1.3 水泥
试验采用普通32.5号硅酸盐水泥,0.075 mm筛孔通过率99.4%。水泥的作用体现在以下几个方面:(1)调整级配;(2)减小孔隙率;(3)增加强度;(4)吸收RAP中水分;(5)增强抗水损害能力。
1.4 合成级配
经过室内配合比设计得到各矿料组成比例为RAP∶新集料∶水泥=70.5∶28∶1.5,合成级配见表3,级配曲线见图1。
2 试验方案
2.1 不同水稳定性能试验比对方案
试验分别采用4种水稳定性能评价方法对泡沫沥青冷再生混合料进行评价,试验方法如下,每种方法皆在3种沥青用量下进行试验,每组试验平行试件3～4个。
(1)干湿劈裂强度比
标准马歇尔击实法成型2组试件,要求试件直径、高度分别为101.6±0.2 mm、63.5±1.3 mm。分别进行15℃劈裂试验(将试件置于15℃温度箱中6 h以上)、浸水24 h的劈裂试验(将试件完全浸泡于25℃恒温水浴中23 h,再在15℃恒温水浴中完全浸泡1 h,然后取出试件立即进行15℃劈裂试验)。干湿劈裂强度比按下式进行计算。
干湿劈裂强度比(%)=(试件湿劈裂强度/试件干劈裂强度)×100
(2)浸水马歇尔试验(T0709—2000)
标准马歇尔击实法成型2组试件,要求试件直径、高度分别为101.6±0.2 mm、63.5±1.3 mm。试验水箱温度40±1℃,试件分为2组,一组在水箱中存放0.5 h,另一组存放48 h。加载速率50±5 mm/min。试件的浸水残留稳定度按下式进行计算。
式中:MS0为试件的浸水残留稳定度;MS1为试件浸水48 h后的稳定度。
(3)冻融劈裂试验(T0729—2000)
马歇尔双面击实50次成型2组试件,要求试件直径、高度分别为101.6±0.2 mm、63.5±1.3 mm。试件分为2组,一组室温下保存,另一组先真空饱水15 min;然后-18±2℃保持16±1 h,再60±0.5℃水箱保温24 h;最后将2组同时浸水25±0.5℃保温2 h。加载速率50 mm/min。TSR按下式进行计算。
式中:Rt1为未进行冻融循环的第1组试件的劈裂抗拉强度;Rt2为进行冻融循环的第2组试件的劈裂抗拉强度;TSR为冻融劈裂试验强度比。
(4)T283试验
旋转压实成型2组试件,要求试件直径、高度分别为150 mm、95±5 mm。空隙率为泡沫沥青冷再生设计空隙率。试件分为2组,一组室温下保存,另一组先真空饱水15 min;然后将饱水试件用塑料模裹好,将裹好试件放入防水塑料袋中,将塑料袋放入-18±3℃冰箱保持16 h,再60±1℃水箱保温24 h,最后将2组同时浸水25±0.5℃保温2h。
式中:Rt1为未进行冻融循环的第1组试件的劈裂抗拉强度;Rt2为进行冻融循环的第2组试件的劈裂抗拉强度;TSR为AASHTO T283试验强度比。
2.2 初期水稳定性能试验方案
考虑最极端的情形,即摊铺碾压结束后即受到雨水的影响,在室内成型标准马歇尔试件后立即浸入水中2 h,1 d和2 d,分别模拟遭遇弱、中等及强雨水作用的条件,同时与常规养生的试件进行比对。具体试验方案如表4所示。
3 试验结果及分析
3.1 4种试验方法试验结果比对
不同试验方法试验结果见表5～表8。
(1)从不同试验的条件严苛程度来看,冻融劈裂>T283>干湿劈裂强度比>浸水马歇尔。国外的相关研究报告中一般推荐通过T283试验进行冷拌混合料的水稳定性能检验,由于冷拌料空隙率偏大,远远超出常规T283试验试件7%0.5%的空隙率要求,因此在进行冷拌料T283试验时采用设计空隙率作为试验条件,这使得T283原本苛刻的条件大打折扣,另外从试件的条件与非条件强度试验结果来看,也超过了一般泡沫沥青冷再生的能达到的强度极限。
冻融劈裂试验采用较小的固定击实功(击实50次)来进行试件空隙率的控制,试件的空隙率要大于设计空隙率,综合来看其试验条件为最苛刻。
干湿劈裂强度比和浸水马歇尔试验,一方面没有真空饱水的环节,另一方面试验条件(温度和时间等)要求也较低,因而其对泡沫沥青冷再生混合料水稳定性的控制相对较弱。同时,由于水泥等水硬性材料的加入,在试验中有可能会出现强度滞后增长的现象,也会对试验结果产生干扰。
(2)从不同试验的敏感性来看,冻融劈裂>T283>干湿劈裂强度比、浸水马歇尔。随着沥青用量的增加,冻融劈裂和T283试验的结果有较好的规律性,而干湿劈裂强度比和浸水马歇尔试验的结果相对较杂乱,因而不利于通过该试验进行最优条件的选择。
(3)从不同试验的重复性来看,冻融劈裂试验由于试件本身较苛刻的空隙率情况使得条件与非条件的试验结果变异情况都较好,而其余试验由于条件试验结果的变异情况较好,而非条件的试验结果往往比较离散,这也容易导致最终的比值出现偏差。
(4)从不同试验结果的合理性来看,浸水马歇尔试验与干湿劈裂强度比试验有时会出现超100%的现象,这显然不是材料客观的水稳定性能的体现,而冻融劈裂试验与T283试验结果相对较合理,符合预期。
(5)从不同试验的操作方便程度来看,干湿劈裂强度比>浸水马歇尔>冻融劈裂>T283。由于干湿劈裂强度和浸水马歇尔试验可以结合配比试验同时进行,同时其试验条件相对简单,对仪器设备的要求也不高。而冻融劈裂与T283试验对仪器设备的要求相对较高,试验周期也较长,一般仅作为验证试验。
综上所述,结合试验的条件、指标敏感性、试验操作的重复性、试验结果合理性以及操作方便程度,推荐采用冻融劈裂试验作为水稳定性能的检验标准,同时通过干湿劈裂强度比以及浸水马歇尔试验作为辅助检测手段。
3.2 初期水稳定性试验结果
初期水稳定性试验结果见表9。
成型后立即浸水2 h再进行养生的试件干、湿劈裂强度以及干湿劈裂强度比与常规养生条件下的试件基本一致,这说明养生期内的弱降水对泡沫沥青冷再生混合料性能基本无影响,但是会在一定程度上增加养生时间;随着浸水时间的增加,试件的干劈裂强度仍保持在较高的水平上,且下降趋势缓慢,这说明干劈裂强度指标对雨水影响的敏感性很低;而湿劈裂强度以及干湿劈裂强度比迅速下降,且超过了规范要求的下限,同时养生时间也大幅增加。
同时对遭遇雨水作用的路段进行钻芯取样,并进行室内试验,结果见表10。
从试验结果来看,其劈裂强度与干湿劈裂强度比均能满足规范要求,因此可以证明养生期内的小雨对泡沫沥青冷再生影响不明显。
4 结论
(1)综合比较试验的条件、指标敏感性、试验操作的重复性、试验结果合理性以及操作方便程度,推荐采用冻融劈裂试验作为水稳定性能的检验标准,同时通过干湿劈裂强度比以及浸水马歇尔试验作为辅助检测手段;
(2)初期水稳定性能试验结果表明养生初期的弱雨水作用对泡沫沥青冷再生混合料的性能影响不大;随着初期的水作用增强,材料的干劈裂强度无明显影响,而材料的湿劈裂强度显著降低,因此应尽量避免泡沫沥青冷再生在养生初期遇到强雨水的作用,积极与当地气象部门沟通,避开在连续雨水天气进行泡沫沥青冷再生混合料的施工。
参考文献
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浅析泡沫沥青混合料冷再生技术 篇7
1 绪论
1.1 沥青路面冷再生技术的背景
在使用一定年限之后, 沥青路面会产生不同类型和不同程度的损耗。采取一定的措施保持其性能后, 路面的寿命会大大提高。所以, 在适当的阶段应该采取合适的道路维修养护技术, 以发挥路道的正常功能, 延长其使用寿命。在维修和保养沥青路面方面, 路面再生技术有其独特的优势, 可使用再生沥青及其他天然资源。相比传统的道路维养技术, 泡沫沥青混合料冷再生技术可节省百分之四十左右的费用, 能够有效地节约能源, 保护环境, 保持现有道路形状。还能缩短工期, 减少施工造成的交通延误, 改善路面的性能状况, 因此, 近年来泡沫沥青混合料冷再生技术逐渐受到广泛的关注。
1.2 国内研究现状
在早期, 我国有不同程度地利用废旧沥青来维修路面, 但大都把它当作废料, 一般只用于人行道、轻交通道路等。近年来, 一些省市, 如东北、河南、云南、湖北等地, 对沥青路面冷再生技术进行了大量的工程实践, 包括以水泥以及泡沫沥青作为稳定剂的沥青路面冷再生工程, 积累了一定的工程经验并且取得了相应的成果。然而, 我国的沥青路面冷再生利用技术的研究才刚刚开始, 在旧沥青路面的再生技术仍处于初步阶段, 没有相对成熟的经验可以用来参考, 相关方面的书籍也比较缺乏。需要从国外先进的研究成果中学习, 并密切结合中国的现状, 以解决旧沥青路面的再生问题。通过设计对照, 施工工艺及关键技术问题, 进行大量深入细致的研究。沥青路面的冷再生在早期注重实践, 其特点是直接应用, 具有一定的经验性。随着实践的发展进行, 泡沫沥青混合料的冷再生技术也需进一步的研究。
2 泡沫沥青冷再生技术
2.1 泡沫沥青的原理特性
泡沫沥青又称膨胀沥青, 是指将一定量的水倒入热沥青中使其发生膨胀, 在很短的时间内, 让其形成大量的泡沫随即破裂, 只是单纯的物理变化, 没有发生化学反应。当泡沫沥青接触集料时, 沥青泡沫会立即转化成数以万计的小颗粒, 在细颗粒的表面形成了大量的沥青填缝料。混合压实后, 在空隙间能形成厚砂浆类似的作用, 以稳定混合物之间的联系。与乳化沥青相比, 泡沫沥青固化时间短, 无需乳化剂, 适用范围广, 因此泡沫沥青被看好, 在冷再生技术中得到充分利用。
2.2 泡沫沥青混合料设计
由于在泡沫沥青与集料混合时, 大部分分布在细料的表面上, 形成了大量的沥青填缝料。和热拌沥青混合料的沥青在集料表面的覆盖程度不同, 所以在泡沫沥青混合料中必须要有足够的细料, 便于分散泡沫沥青, 充分发挥其粘接的作用。与此同时, 泡沫沥青冷再生材料强度增长。其抗水损害能力增强, 大多可以加入一定比例的水泥或者石灰, 但不能超过规定的额度。否则泡沫沥青混合料的特性会受到影响, 并且在经济上也不够合算。
3 泡沫沥青混合料冷再生技术的发展前景
3.1 对未来发展研究
未来对于泡沫沥青混合料冷再生技术的研究, 仍然有许多工作可以做。比如, 对于混合料的抗疲劳方面的研究, 特别是对水泥, 石灰, 矿渣这些方面的研究。同时也要注意研究时间和温度对泡沫沥青混合料的影响, 以及储存时间对性能的影响, 这些都是泡沫沥青混合料冷再生技术在未来的具体研究方向。
3.2 应用前景
泡沫沥青混合料的冷再生技术应用领域广, 施工的时候相对于季节和气候的影响比较小, 能够节约资源, 方便存储处理材料, 所以这种冷再生方法是一种环保可持续发展的技术。这项技术在我国也具有广泛的应用前景。当今的城市道路里程较多, 但是占较大份额的却是低等级公路, 而对于改善砂石路状况, 泡沫沥青混合料冷再生技术是十分有用的。对于高等级沥青路面的修复问题, 也可以很好地利用这项技术, 有效地解决堆放问题。最重要的是, 泡沫沥青混合料冷再生技术更灵活, 更具抗疲劳性, 对新沥青路面层的裂缝起到很好的抑制作用。
4 结语
在经过几年的运行后, 沥青路面的使用寿命将大大减少, 但及时通过一定的维修, 例如重新覆盖路面或使用其他方法来维持路面的质量状况, 能够有效地延长对沥青路面的使用。由于泡沫沥青混合料冷再生技术能节省大量的建设和维修资金, 具有重大的经济和社会效益, 因此它的发展前景巨大。否则的话, 原有的沥青路面不但会污染了环境, 而且会造成资源的浪费。随着人们环保意识的增强, 以及对科学发展的关注, 泡沫沥青混合料冷再生技术会越来越得到认可。在强调可持续发展的今天, 需要进一步加强对沥青路面冷再生技术的应用和研究, 以促进国家道路建设事业更有效地持续发展。
参考文献
[1]蒋双全, 杨博, 董刚.旧沥青路面现场热再生技术的应用现状口[J].西部交通科技, 2009 (2) .