摘要：為適應(yīng)我國大中修道路，結(jié)合國外使用情況，介紹了泡沫瀝青冷再生技術(shù)；介紹了泡沫瀝青的工作原理及性能指標(biāo)；闡述了混合料配合比的優(yōu)化過程，及注意事項(xiàng)；并結(jié)合國內(nèi)研究提出了提高混合料水穩(wěn)定性的建議。
關(guān)鍵詞：泡沫瀝青劈裂強(qiáng)度拌和水量抗疲勞性
0.引言
泡沫瀝青冷再生技術(shù)近年在國內(nèi)外日漸興起。這項(xiàng)技術(shù)是利用瀝青發(fā)泡技術(shù)將廢棄的路面銑刨材料重新再生利用，并在壓實(shí)力的作用下形成具有一定路用性能的路面結(jié)構(gòu)層。它可以將廢棄路面銑刨材料再生使用，變廢為寶，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的作用；同時(shí)利用泡沫瀝青冷再生技術(shù)可以將傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)改造成半柔性基層路面結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化路面組合形式，延長路面使用壽命。
1.泡沫瀝青原理
泡沫瀝青又叫膨脹瀝青，是將一定的冷水注入熱瀝青，使其體積發(fā)生膨脹，形成大量的瀝青泡沫，短時(shí)間內(nèi)瀝青泡沫破裂。當(dāng)泡沫瀝青與集料接觸時(shí)，瀝青泡沫化為小顆粒，散布于細(xì)粒料（特別是粒徑小于0.075mm）的表面，形成粘有大量瀝青的細(xì)料填縫料，經(jīng)拌和壓實(shí)，這些細(xì)料能填充于濕冷的粗料之間的空隙中并形成類似砂漿的作用，使混合料達(dá)到穩(wěn)定[1]。
2.泡沫瀝青的性能
目前主要采用膨脹率和半衰期2個(gè)指標(biāo)對瀝青發(fā)泡特性進(jìn)行評價(jià)。膨脹率是指瀝青發(fā)泡膨脹時(shí)達(dá)到的最大體積與泡沫完全消失時(shí)的體積之比，反映泡沫瀝青的粘度大小。半衰期是指泡沫瀝青從最大體積降到最大體積的一半需要的時(shí)間，以s計(jì)，反映泡沫瀝青的穩(wěn)定性。評價(jià)瀝青發(fā)泡效果時(shí)，膨脹率和半衰期是兩個(gè)密不可分的指標(biāo)，最好的發(fā)泡效果應(yīng)使兩個(gè)值均比較大，而不能單獨(dú)采用一個(gè)指標(biāo)來控制。建議發(fā)泡瀝青的膨脹率≥10倍，半衰期≥8 s[2]。
3.泡沫瀝青的配合比設(shè)計(jì)
3.1 材料的回收
研究表明，不同的銑刨速率對混合料的級配會有明顯影響，推薦采用銑刨速率為6m/min或者8m/min的銑刨機(jī)，并對RAP材料進(jìn)行篩分，并根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范對材料進(jìn)行檢測。
3.2 瀝青用量
最佳瀝青用量可通過間接拉伸試驗(yàn)來確定。制備不同瀝青含量的泡沫瀝青混合料試件（試件在最佳含水量下?lián)魧?shí)），在通風(fēng)烘箱中養(yǎng)生3d，然后測試試件在浸水條件下的間接拉伸強(qiáng)度，選取試件在浸水條件下的最大間接拉伸強(qiáng)度對應(yīng)的瀝青用量作為最佳瀝青用量。
3.3拌和水量
Mobile公司以及Brennen等人的研究都提出泡沫瀝青混合料最佳拌和用水量為待穩(wěn)定材料“疏松點(diǎn)”所對應(yīng)的含水量，即待穩(wěn)定材料達(dá)到最大疏松體積時(shí)所含的水量，約為AASHTO修正擊實(shí)法所得最佳含水量的70%～80%。
Lee[3]通過研究建議采用標(biāo)準(zhǔn)AASHTO擊實(shí)試驗(yàn)測定集料的最佳擊實(shí)含水量OMC，并以O(shè)MC的65%～85%對應(yīng)的含水量作為泡沫瀝青混合料最佳拌和用水量。
3.4 配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化
我國學(xué)者在國外研究的基礎(chǔ)上編制了JTG F41-2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》，分別按照粗、中、細(xì)給出了其范圍。其中對細(xì)集料通過率要求較高，特別是對0.075mm篩孔通過率要求不低于5%。這一點(diǎn)很難在工程實(shí)踐中達(dá)到，因此推薦和指導(dǎo)也就失去了應(yīng)有的意義。所以有必要通過室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用情況，對泡沫瀝青再生混合料的級配范圍進(jìn)行研究，降低細(xì)集料的部分用量，優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足生產(chǎn)。
4.混合料的性能
4.1水穩(wěn)定性
我國尚無泡沫瀝青再生混合料水穩(wěn)定性評價(jià)指標(biāo)，在實(shí)際工程中多參照國外經(jīng)驗(yàn)，國外目前在評價(jià)泡沫瀝青再生混合料水穩(wěn)定性時(shí)的首要指標(biāo)是該混合料試件的干、濕劈裂強(qiáng)度，以及兩者的比值—干濕劈裂強(qiáng)度比(TSR)。由于國內(nèi)不同研究者所選用瀝青的不同，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大，研究認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面著手提高混合料的水穩(wěn)定性[4-7]。
（1）適量的拌和水量。拌和用水量是影響泡沫瀝青再生混合料壓實(shí)的首要因素，適量的拌和用水量能夠使得混合料較容易達(dá)到工程要求的壓實(shí)度，從而提高強(qiáng)度和水穩(wěn)定性能。
（2）保證原材料中的細(xì)料數(shù)量。泡沫瀝青裹覆細(xì)集料顆粒，形成瀝青膠漿，并在碾壓過程中，將集料顆粒以“點(diǎn)焊”的方式粘結(jié)在一起，形成初期強(qiáng)度。
（3）適量的瀝青。泡沫瀝青用量不足，部分細(xì)集料就不能被瀝青充分裹覆，導(dǎo)致混合料的粘結(jié)力不足；泡沫瀝青用量太多，過多的瀝青分散于集料之間，形成潤滑作用，也會導(dǎo)致混合料粘結(jié)力的下降。只有當(dāng)瀝青用量為該級配的最佳瀝青用量時(shí)，才能夠達(dá)到最佳粘結(jié)效果，達(dá)到強(qiáng)度的峰值。
（4）添加一定量的活性材料。目前較多的做法是添加水泥。研究表明，其主要作用是改善材料的水穩(wěn)定性。但必須考慮較高的水泥摻量可能會引起混合料脆性的增加、抗疲勞性能的降低和干縮、溫縮變形的增大等負(fù)面作用，因此要限制水泥用量。目前建議的水泥摻量在1.5%～2.5%。
4.2抗疲勞性
研究認(rèn)為泡沫瀝青再生混合料的疲勞性能差于熱拌瀝青混合料，但高于乳化瀝青處治的優(yōu)質(zhì)集料。對不同類型的瀝青路面舊料而言，舊料性質(zhì)不同對泡沫瀝青再生混合料的疲勞性能具有一定影響。
5.養(yǎng)護(hù)與施工
將混合料按規(guī)范要求拌和并制成標(biāo)準(zhǔn)試件，試件擊實(shí)后在室溫下養(yǎng)生24h后脫模，再置于40℃的通風(fēng)烘箱中進(jìn)一步養(yǎng)生72h，之后進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。
再生施工完成后，盡快安排壓路機(jī)靜壓1遍，然后平地機(jī)進(jìn)行整平，以達(dá)到平整度要求。整平結(jié)束后，使用振動(dòng)壓路機(jī)振壓3～4遍，三輪壓路機(jī)靜壓2～3遍，膠輪壓路機(jī)終壓2～3遍。終壓結(jié)束后，建議3～5天后開放交通。
6.小結(jié)
泡沫瀝青冷再生技術(shù)在工程中的應(yīng)用，縮短了工期，減少了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。不過目前該技術(shù)在我國還處于探索階段，在強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天，進(jìn)一步研究泡沫瀝青冷再生技術(shù)，對我國公路的建設(shè)發(fā)展具有重要的意義。
參考文獻(xiàn):
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