泡沫沥青冷再生施工技术指南.docx

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泡沫沥青冷再生施工技术指南

泡沫沥青冷再生工程施工技术指南

第1章说明

前言

为加强对路面工程质量的有效控制，进一步明确有关监理程序、质量管理程序和奖罚措施，保证惠河高速公路沥青路面改造工程“确保优良工程，争创优质工程”项目质量总体目标的实现，使路面工程质量管理规范化、制度化、标准化，特制定本实施办法。

本项目实施过程中的各项技术指标应满足《公路沥青路面再生技术规范》（JTGF41-2008）、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）及其它现行相关规范的要求。

本次惠河高速公路路面泡沫沥青冷再生科研段为K68+000~K69+000。

第2章泡沫沥青冷再生施工技术要求

1.1泡沫沥青冷再生原材料要求

1基质沥青

泡沫沥青冷再生所用的基质沥青需满足我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）中的要求。

发泡沥青用基质沥青一般常采用较低标号的沥青，如A-90，本项目要求开展选型实验工作，优先使用A-70作为基质沥青（适应广东地区气候环境及重载交通特点），特殊情况，经业主和设计单位同意采用A-90沥青。

基质沥青的发泡特性关乎拌和完毕混合料的品质，因此基质沥青的发泡性能需满足：

膨胀率不小于10，半衰期不小于10s。

1水泥

使用水泥作为再生结合料或者活性添加剂时，可以使用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥。

水泥的初凝时间宜在3h以上，终凝时间宜在6h以上，不应使用快硬水泥、早强水泥。

水泥应疏松、干燥，无聚团、结块，受潮变质。

水泥标号可为32.5或42.5。

如采用散装水泥，在水泥进场入罐时，要了解其出炉天数。

刚出炉的水泥，要停放七天，且安定性合格后才能使用。

1新碎石材料

根据铣刨料（RAP）的筛分结果，确定添加入的新碎石材料的规格。

新碎石材料必须干燥、清洁，技术要求满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）中集料的规范要求。

1沥青面层铣刨料（RAP）

RAP材料必须经过预处理后方可使用，主要包括：

（1）装载机等机具将一个料堆的RAP材料充分混和，然后用破碎机或其他方式进行破碎，应使RAP材料最大粒径小于再生沥青混合料最大公称粒径，确保没有超粒径材料。

（2）将破碎后的RAP材料筛分成粗细2至3档材料，筛网尺寸取决于RAP材料的特性以及再生沥青混合料的级配类型。

一般采用0-5mm、5-12mm、12-30mm三种规格。

（3）经过预处理的RAP材料，用装载机或环形堆垛机铲运到回收料堆料场后均匀地铺开，第二铲再在其上铺开，以此类推，堆成圆锥形料堆。

堆料高度不宜太高，要求不超过8m。

（4）RAP材料应及时使用，避免长时间的堆放，避免在筒仓或料斗中存储太多、太久。

（5）堆放回收料的场地应预先经过硬化处理。

（6）设置排水设施，如排水横坡、汲水沟等，并保证排水通畅。

（7）由于广东属多雨地区，为保证RAP材料的含水量稳定，不受天气影响，应设置防御措施，宜将RAP堆放在顶部有遮盖、四周通透的防雨棚内，会其他必要措施，但不宜用防水布遮盖。

（8）使用RAP时应用装载机从料堆的一端开始在全高范围内铲料，以免离析。

对泡沫沥青冷再生RAP检测项目与质量要求如下表1-1。

表1-1泡沫沥青冷再生RAP检测项目与质量要求

材料

检测项目

技术要求

试验方法

RAP

含水率

实测

按照《公路沥青路面再生技术规范》（JTGF41-2008）附录A

RAP级配

实测

沥青含量

实测

砂当量（%）

＞50

RAP中的沥青

针入度

实测

抽提，《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052）

60℃黏度

实测

软化点

实测

15℃延度

实测

RAP中的粗集料

针片状颗粒含量、压碎值

实测

抽提，《公路工程集料试验规程》（JTGE42）

RAP中的细集料

棱角性

实测

泡沫沥青冷再生配合比设计

配合比设计技术要求

泡沫沥青再生混凝土级配必须符合以下级配范围，见表1-2。

混合料的技术指标必须满足表1-3。

表1-2泡沫沥青再生混凝土矿料级配通过率（%）范围

筛孔（mm）

各筛孔通过率（%）

100

26.5

85-100

19

-

60-85

-

25-65

30-55

10-30

6-20

表1-3泡沫沥青再生混凝土技术指标要求

试验项目

技术要求

劈裂试验（15℃）

劈裂强度（MPa）不小于

干湿劈裂强度比（%）不小于

75

马歇尔稳定度试验（40℃）

马歇尔稳定度（kN）不小于

浸水马歇尔残留稳定度（％）不小于

75

冻融劈裂强度比TSR（%）不小于

70

配合比设计方法

（1）泡沫沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比（沥青及水、水泥、新碎石材料用量）设计和设计配合比检验三项内容。

泡沫沥青路面冷再生配合比设计步骤如图1-1所示。

（2）采用随机取样的方法，取得具有足够用量的铣刨料，并低温烘干确定原材料含水量。

（3）对铣刨料进行抽提，分析得出铣刨料级配及沥青含量。

（4）以RAP为基础，掺加不同比例的新集料，使合成级配满足工程设计要求。

（4）初定泡沫沥青用量为3%，变化含水率进行击实试验，确定最大干密度、最佳含水量OWC。

（5）最佳泡沫沥青用量OAC的确定

以预估的沥青用量为中值，按照一定间隔变化形成5个泡沫沥青用量，保持最佳含水量OWC不变，制备马歇尔试件。

进行常规马歇尔稳定度试验（或者劈裂试验），确定最佳泡沫沥青用量OAC。

如各试验结果不能满足相关技术标准要求，则应考虑掺加水泥或增加水泥掺量，重复第4步试验。

（6）验证试验

按照现行试验规程，采用冻融劈裂试验方法对混合料性能进行检验。

图1-1泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程

泡沫沥青冷再生必须配备齐全的施工机械和配件，做好开工前的保养、试机工作，并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。

路面基层施工，要求采用集中厂拌、摊铺机摊铺，按层次施工，要求施工单位配备足够的拌和、运输、摊铺、压实机械。

最大施工厚度不大于15cm，以确保基层施工质量。

旧沥青路面洗刨设备

原沥青路面混合料处理设备一般有两种，一是使用洗刨机直接洗刨（带回收处理功能，RAP可直接装车），另一是松翻机泛起沥青路面（RAP呈大块状），不能直接回收功能，需铲车配合庄车以及专门的破碎装置。

建议采用前者，其最重要的是洗刨工艺及洗刨头的配置。

●原路面结构为4+5+6=15cm结构形式，三层所用沥青和石料相同，为保证施工效率可采用一次铣刨的方式。

●洗刨机宜选用信誉和质量上乘的品牌，以及选择功率强大，能连续稳定工作的型号。

●为提高效率和保证质量，铣刨滚筒表面刀头布置，宜采用螺旋线顺序排列及双头左右螺旋布置的方式。

●为提高效率及保证RAP材料的质量，宜选用带回收系统的洗刨设备。

若洗刨机无回收系统，应在其后配备铲车。

泡沫沥青发泡机

泡沫沥青发泡机的产量要与再生混合料生产能力相匹配；

发泡机应与冷再生生产拌和设备同步协调工作，以保证均匀拌和；

场拌设备

拌和机：

拌和机必须采用定型产品，并在多个工程中应用，且用户反映良好。

要保证其实际出料（生产量的80%）能力超过实际摊铺能力的10～15%。

所有料斗、泡沫沥青生产装置、水箱、罐仓都要求装配高精度电子动态计量器，所有电子动态计量器应经有资质的计量部门进行计量标定后方可使用。

施工设备

（1）摊铺机，类型可选择热板沥青混合料摊铺机，具体型号应根据路面基层的宽度、厚度，选用合适的摊铺机械。

（2）压路机，至少应配备13吨振动钢轮压路机2台、8吨压路机1台和25吨轮胎压路机2台）。

（3）自卸汽车，数量应与拌和设备、摊铺设备、压路机相匹配。

（4）装载机，2台。

（5）洒水车，1台。

（6）水泥钢制罐仓，罐仓内应配有水泥破拱器，以免水泥起拱停流。

（7）其他：

清扫车1台。

试验室及现场检测设备

泡沫沥青冷再生混合料日常质量检测仪器一般要求具备：

土工击实仪、针入度仪、延度仪软、软化点仪、马歇尔试件击实仪、沥青混合料马歇尔稳定度仪、劈裂实验仪、试验室用沥青混合料拌和机、脱模器、沥青混合料离心抽提仪（配离心加速沉淀仪）或其他沥青混合料抽提实验仪（如燃烧炉）、标准筛（方筛孔）、集料压碎值试验、烘箱、试模（不少于10只）、恒温水浴、冰箱、路面取芯机、基层密度测定设备、路面弯沉仪、3m直尺、皮尺等。

1.4泡沫沥青冷再生施工工艺

1铣刨现有路面

采用分车道洗刨工艺。

洗刨机的选择应以工艺合理、效率高、对RAP破坏尽可能少为原则。

1RAP材料的破碎、筛分和贮存

●若采用洗刨工艺，一般不再需要破碎机破碎，可直接进行筛分。

●根据需要，可将RAP材料在拌和厂中破碎，按尺寸分级。

●RAP材料在破碎和筛分后即可送至拌和楼生产（一般以使用多少破碎多少为原则，以免破碎料堆放时间过长后发生粘结），特殊情况也可以贮存起来以后使用。

●RAP料堆的高度不能太高，一般要求不超过8m；

●机械设备也不得在料堆上停留或行走。

●为了减少RAP材料中的含水量对冷再生混合料质量的影响，应对铣刨料应加强覆盖。

特别是粒径较小的RAP材料，必须采取防雨的措施。

●RAP材料尽量按照“先到先用”的原则，一是保证RAP材料中的含水量稳定，二是防止混合料储存时间过长出现粘结。

1下承层的准备

为增强下承层和冷再生基层混合料的粘结性能，在摊铺冷再生基层混合料之前应对下承层表面进行处理。

处理方式一般是在土基表面喷洒乳化沥青，喷洒量一般为纯沥青用量0.2～0.3kg/m2，然后碾压密实。

1拌和

●采用专门的泡沫沥青混合料拌合设备，生产能力要与工程施工工作量相匹配。

亦可采用热拌沥青拌合楼、水泥稳定材料拌和站等设备，但必须保证拌合质量均匀稳定。

●泡沫沥青的生产设备要有精确的计量装置，基质沥青的温度要控制在最佳发泡温度±10℃的范围之内。

●配备适合的沥青发泡机作为匹配生产设备，要定时检测泡沫沥青的性能，包括泡沫沥青的膨胀比和半衰期。

●冷厂拌的拌和楼通常不设置筛分板，因此RAP和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。

可在冷料输送带上取样分析混合料级配来控制混合料的级配。

拌和楼需有泡沫沥青和水泥的精确计量装置。

●在泡沫沥青厂拌冷再生的生产过程中，应及时将拌和楼泡沫沥青、水泥、矿粉和粗、细铣刨料以及新石料的用量以每分钟打印一组数据，进行实时监控，同时每日生产结束后打印各料的使用总量，进行总量控制。

●为保证再生料生产拌和质量，应每天检查配合比变异情况。

1摊铺、碾压

●采用传统的摊铺机即可摊铺冷厂拌再生的混合料，熨平板不必预热。

●为保证连续稳定的摊铺，减少路面离析。

摊铺机的摊铺速度应根据拌和楼的产量、施工机械的配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度按1～3m/min予以调整，做到缓慢、均匀，不间断的摊铺。

●冷厂拌再生混合料每层摊铺厚度宜不大于150mm（压实后的厚度），若需要多层铺筑，则在铺上一层前需养生一段时间（在好的养生条件下一般养生2～5天左右）。

●压实可用钢轮压路机和轮胎压路机。

初压可采取钢轮压路机（8-11吨左右）静压1～2遍，然后用高频低幅的方式（13吨以上）振动碾压1～2遍。

复压用大吨位（23吨或更高）的轮胎压路机碾压，碾压次数一般为4～6遍。

终压采用钢轮压路机碾压，以消除轮迹。

不能碾压过量，否则可能使泡沫沥青再生料中的细料上浮，形成软弱夹层，最终影响路面的使用。

●压路机碾压时可喷少量的水雾，以防止压路机轮粘结冷再生混合料。

冷厂拌再生混合料常是“篷松”状，因此需要增大松铺厚度以保证压实厚度满足要求。

混合料中的含水量对压实至关重要，合适的水分含量可润滑集料，有助于压实。

但过度的水分会导致混合料密度低，且水分会长时间的滞留在结构层中。

混合料中过度的水分使摊铺后混合料的养生期间延长。

1养生

在铺筑下面层之前，冷再生沥青基层应养生一段时间，使混合料中的水分进一步散失。

在较好的气候条件下，一般养生期为2～7天。

当路面含水量降低至2%以下时或者可以取出完整的芯样，可铺筑上面的结构层。

在养生期间应封闭交通，若冷再生混合料产生松散可通过雾封层（FogSeal，表面喷洒乳化沥青，喷洒量约为0.2～0.4kg/m2）来解决。

施工接缝的处理

（1）冷再生混合料摊铺时，应连续作业，如因故中断时间超过2h，则应设横缝；开工的接头断面也要设置横缝；要特别注意桥头搭板前的碾压。

（2）横缝应与路面车道中心线垂直设置，接缝断面应是竖向平面。

其设置方法：

①压路机碾压完毕，沿端头斜面开到下承层上停机过夜。

②第二天将压路机沿斜面开到前一天施工的基层上，用三米直尺纵向放在接缝处，定出基层面离开三米直尺的点作为接缝位置，沿横向断面挖除坡下部分混合料，清理干净后，摊铺机从接缝处起步摊铺。

③压路机沿接缝横向碾压，由前一天压实层上逐渐推向新铺层，碾压完毕再纵向正常碾压。

④碾压完毕，接缝处纵向平整度应符合质量规定。

第3章泡沫沥青冷再生工程施工质量

试验与检验办法

基质沥青

国标全套试验按照每500T（或以下）批量至少检验一次。

施工单位对基质沥青3大指标，应每工作日检验一次。

泡沫沥青

膨胀比不小于10，半衰期不小于10s。

每工作日检测2次。

新石料

表2-1施工过程中新石料检测

试验项目

材料名称

目的

频率

仪器和试验方法

含水量

碎石、石屑、砂

确定原始

含水量

每天使用前

测2个样品

烘干法

颗粒分析

碎石、石屑、砂

确定级配是否符合要求，确定材料配合比

每种集料使用前测2个样品，每台拌和机每2000m3测2个样品

筛分法

液限、塑限

石屑中以下的细粒土

求塑性指数

每种集料使用前测2个样品，每台拌和机每2000m3测2个样品

液限塑限联合测定法

相对毛体积密度、吸水率

碎石

评定质量，计算固体体积率

使用前测2个样品，料源种类变化重做2个

网篮法

相对毛体积密度、吸水率

石屑、砂

评定粒料质量，计算固体体积率

使用前测2个样品，料源种类变化重做2个

（容积1000ml以上）

比重瓶法

压碎值

碎石

评定石料的抗压碎能力

碎石种类变化

重做2个

集料压碎值试验

2.1.4RAP

再生沥青混合料（RAP）见表1-1所示。

2.2泡沫沥青冷再生施工质量控制和检测

泡沫沥青冷再生基层施工过程的试验检测项目及技术要求见表2-2所示。

表2-2泡沫沥青冷再生现场检测项目和要求

检测项目

质量要求

检测频率

检验方法

压实度（%）

≥98

每车道每公里

检查1次

基于重型击实标准密度，T0924或T0921

15℃劈裂强度（MPa）

每工作日1次

T0716

干湿劈裂强度比（%）

≥75

T0716

马歇尔稳定度（kN）

T0709

残留稳定度（%）

≥75

T0709

冻融劈裂强度比TSR（%）

≥70

每3个工作日1次

T0729

含水率

符合要求

发现异常时随时试验

T0801

沥青含量、矿料级配

符合要求

发现异常时随时试验

抽提、筛分

平整度最大间隙（mm）

8

随时，接缝处单杆测量

T0931

纵断面高程（mm）

±10

检查每个断面

T0911

厚度均值（mm）

－8

随时

插入测量

厚度单个值（mm）

－10

随时

宽度（mm）

不小于原宽度，边缘线整齐，顺适

检查每个断面

T0911

横坡度（%）

检查每个断面

T0911

外观

表面平整密实，无浮石、弹簧现象，无明显压路机轮迹。

随时

目测

2.3泡沫沥青冷再生施工验收质量检测

泡沫沥青冷再生基层施工后的验收试验检测项目及质量标准见表2-3

表2-3泡沫沥青冷再生现场质量验收标准

检测项目

质量要求

检测频率

检验方法

平整度最大间隙（mm）

8

每200m2处，每处连续10尺

T0931

纵断面高程（mm）

±10

每200m4个点

T0911

厚度均值（mm）

-8

每200m每车道1个点

插入测量

厚度单个值（mm）

-15

每200m每车道1个点

宽度（mm）

不小于原宽度，边缘线整齐，顺适

每200m4个断面

T0911

横坡度（%）

每200m4个断面

T0911

压实度（%）

≥98

每车道每公里检查1次

基于重型击实标准密度，T0924或T0921

第4章施工过程质量控制及无损检测

为了提高施工过程中的质量水平，更全面、更准确、更及时地获取泡沫沥青再生混合料的施工质量均匀性与稳定性信息，了解施工动态，制定有效对策，业主将聘请技术条件好，经验丰富的技术咨询单位，开展以无损检测技术为主要手段的质量跟踪评价试验。

本项目施工中，拟采用手持式落锤弯沉仪（PFWD）为手段，评价泡沫沥青冷再生混合料铺筑基层路面的施工质量均匀性；采用燃烧抽提法为手段，评价混合料级配和沥青含量的稳定性。

此外还将通过常规规范方法，（如芯样法）测定压实度和空隙率等指标。

3.1.1均匀性检测

PFWD是落锤式弯沉仪（FWD）的小型化产品，其工作原理是直接测得冲击荷载作用下的结构层变形量，进而确定结构层的模量指标。

本项将利用其操作便捷、精度高、对结构层无破坏的优点，进行大面积施工质量评价，以期获得结构层整体承载能力的评价，进而获得一路段内该结构层施工质量是否均匀一致的质量状况。

检测期间检测点可以达到1×1m2的区域面积，显然其结构的代表性大大提高了。

评价指标：

为了方便数据处理，选择弯沉值。

标准值标定：

该指标应进行标定，过程如下：

●选择级配正常且施工均匀的位置；

●选择压实度符合设计和施工要求的位置进行测量（先测量，后取芯）；

●选择至少5个点（或以上）的平均值为标准值。

数据处理：

采用与标准值进行比较的方法，获得检测点弯沉的差值，将差值（偏移量）分为正常、轻度离析、重度离析和重度离析等不同标准。

也可采用弯沉值变异系数来评价离析程度。

检测方法：

根据检测频率和数量的要求，可将路面划分为1×1m2（或者更大的面积）的小区域作为检测点，即沿路面横向划分11个条带，再沿行车方向每1m划分一格，每一格区域测量一点弯沉值。

根据测量结果的稳定性，每一点测量2~4次取平均值。

稳定性检测

燃烧炉是已经广泛应用于热拌沥青混合料级配和含油量检测的试验装置，该方法具有技术成熟、精度高、炒作简单、无污染等优点。

能够获得泡沫沥青冷再生混合料的级配和沥青含量指标。

根据需要，可每天进行检测。

均匀性指标：

每公里检测不少于200m的代表性路段。

稳定性指标：

本项工程量相对较少，应不少于2次。