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目录第0章说明1前言1实施路段1第1章泡沫沥青冷再生施工技术要求1泡沫沥青冷再生原材料要求1基质沥青1水泥1新碎石材料2沥青面层铣刨料RAP2泡沫沥青冷再生配合比设计3配合比设计技术要求3配合比设计方法4泡沫沥青冷再生施工及检测设备5旧沥青路面洗刨设备6泡沫沥青发泡机6场拌设备6施工设备6试验室及现场检测设备7泡沫沥青冷再生施工工艺7铣刨现有路面71.4.2 RAP材料的破碎、筛分和贮存7下承层的准备7拌和8摊铺、碾压8养生9施工接缝的处理9第2章泡沫沥青冷再生工程施工质量试验与检验方法10原材料施工质量控制和检测10基质沥青10泡沫沥青10新石料102.1.4 RAP11泡沫沥青冷再生施工质量控制和检测11泡沫沥青冷再生施工验收质量检测12第3章施工过程质量控制及无损检测13检测方法13均匀性检测13稳定性检测14检测频率14第0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，争创优质工程工程质量总体目标的实现，使路面工程质量管理标准化、制度化、标准化，特制定本实施方法。本工程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标准?JTG F41-2021、?公路沥青路面施工技术标准?JTG F402004及其它现行相关标准的要求。本次惠河高速公路路面泡沫沥青冷再生科研段为K68+000K69+000。第1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标准?JTG F402004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，本工程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、枯燥，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，确定添参加的新碎石材料的规格。新碎石材料必须枯燥、清洁，技术要求满足?公路沥青路面施工技术标准?JTG F402004中集料的标准要求。1沥青面层铣刨料RAPRAP材料必须经过预处理前方可使用，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，防止长时间的堆放，防止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检测工程与质量要求如下表1-1。表1-1 泡沫沥青冷再生RAP检测工程与质量要求材料检测工程技术要求试验方法RAP含水率实测按照?公路沥青路面再生技术标准?JTG F41-2021附录ARAP级配实测沥青含量实测砂当量%50RAP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?JTJ05260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?JTG E42RAP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%10085-10019-60-85-25-6530-5510-306-20表1-3 泡沫沥青再生混凝土技术指标要求试验工程技术要求劈裂试验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为根底，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、最正确含水量OWC。5最正确泡沫沥青用量OAC确实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，保持最正确含水量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，确定最正确泡沫沥青用量OAC。如各试验结果不能满足相关技术标准要求，那么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。 选定基质沥青根据发泡试验确定沥青发泡温度和用水量现场RAP材料随机取样按土工试验方法进行击实，测定旧料含水量；最大干密度；最正确含水量OWC抽提试验确定：再生材料中集料级配及沥青含量确定混合料的级配选取5种不同用量的泡沫沥青制作马歇尔试件，双面75次击实试件连同试模放置于60烘箱内养生至少40h至恒重，后常温冷却12h脱模，测定试件的劈裂强度、干湿劈裂强度比，确定最正确沥青用量OAC采用冻融劈裂试验进行混合料性能检验确定生产配合比现场调整图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。l 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。l 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。l 为提高效率和保证质量，铣刨滚筒外表刀头布置，宜采用螺旋线顺序排列及双头左右螺旋布置的方式。l 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。假设洗刨机无回收系统，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1015%。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前方可使用。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，选用适宜的摊铺机械。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破坏尽可能少为原那么。1 RAP材料的破碎、筛分和贮存l 假设采用洗刨工艺，一般不再需要破碎机破碎，可直接进行筛分。l 根据需要，可将RAP材料在拌和厂中破碎，按尺寸分级。 l 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那么，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。l RAP料堆的高度不能太高，一般要求不超过8m；l 机械设备也不得在料堆上停留或行走。l 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。l RAP材料尽量按照“先到先用的原那么，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外表进行处理。处理方式一般是在土基外表喷洒乳化沥青，喷洒量一般为纯沥青用量0.20.3 kg/m2，然后碾压密实。1拌和l 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。l 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正确发泡温度10的范围之内。l 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。l 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。l 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。l 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l 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。l 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13m/min予以调整，做到缓慢、均匀，不间断的摊铺。l 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，假设需要多层铺筑，那么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25天左右。l 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12遍，然后用高频低幅的方式13吨以上振动碾压12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46遍。终压采用钢轮压路机碾压，以消除轮迹。不能碾压过量，否那么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。l 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，适宜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27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，假设冷再生混合料产生松散可通过雾封层Fog Seal，外表喷洒乳化沥青，喷洒量约为0.20.4kg/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，那么应设横缝；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： 压路机碾压完毕，沿端头斜面开到下承层上停机过夜。 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局部混合料，清理干净后，摊铺机从接缝处起步摊铺。 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。 碾压完毕，接缝处纵向平整度应符合质量规定。第2章 泡沫沥青冷再生工程施工质量试验与检验方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工程材料名称目 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2000 m3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2.1.4 RAP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工程及技术要求见表2-2所示。表2-2 泡沫沥青冷再生现场检测工程和要求检测工程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T092115劈裂强度 MPa每工作日1次T0716干湿劈裂强度比%75T0716马歇尔稳定度kNT0709残留稳定度%75T0709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mm8随时，接缝处单杆测量T0931纵断面高程mm10检查每个断面T0911厚度均值mm8随时插入测量厚度单个值mm10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外观外表平整密实，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工程及质量标准见表2-3表2-3 泡沫沥青冷再生现场质量验收标准检测工程质量要求检测频率检验方法平整度最大间隙mm8每200m2处，每处连续10尺T0931纵断面高程mm10每200m 4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200m 4个断面T0911横坡度%每200m 4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3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。本工程施工中，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。此外还将通过常规标准方法，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到达11m2 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：l 选择级配正常且施工均匀的位置；l 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；l 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拟的方法，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11m2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24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。