泡沫沥青就地冷再生混合料及其级配方法与流程

1.本发明涉及道路再生养护技术领域，尤其涉及泡沫沥青就地冷再生混合料及其级配方法。


背景技术：

2.我国道路发展已由早期的建设为主阶段普遍过渡到目前的建养并举阶段，从现在起我省每年有12％的沥青路面需要翻修，近年来，我国正在积极构筑“资源节约型、环境友好型”社会，为了落实可持续发展的道路政策，使有限的资金效益最大化，可持续发展是今后公路建设和养护发展的一个重要方向，目前对基层和面层进行冷再生重新利用引起了广泛注意并得到新的应用，冷再生技术可解决废旧路面材料的堆放、废弃及污染环境等问题，实现路面废旧材料的再生循环利用，减少石料等矿物资源的开采，保护环境，降低道路养护维修成本护环境，降低道路养护维修成本。
3.现如今有很多道路基层和面层都需要集中处理维修，现由于部分道路等级要求不高加之施工工期短，任务紧，施工采取同步摊铺的水泥就地冷再生基层与泡沫沥青冷再生下面层双层连铺的方式进行，采用双层连铺施工，能够节省了水稳冷再生混合料基层养护时间，加快了施工进度，减少了施工用水、节省了施工成本，因此，现提出泡沫沥青就地冷再生混合料及其级配方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的泡沫沥青就地冷再生混合料及其级配方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.泡沫沥青就地冷再生混合料，包括改性沥青砼、泡沫沥青、水泥稳定碎石；
7.所述改性沥青砼制备中：先期选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，选用固定式热拌厂，先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和，要防止残留在混合料中的水分影响沥青混凝土使用寿命，同时采用沥青抗剥落剂，以增强抗水能力，在严格控制条件下拌制而成的混合料；
8.所述泡沫沥青制备中：主要利用高温沥青中加水滴形成蒸汽泡产生连锁反应，提高胶合性能的新材料，增强沥青粘聚性强且稳定，保证其可以被冷碾压；
9.所述水泥稳定碎石制备中:主要以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，强度依靠靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。
10.泡沫沥青就地冷再生混合料的级配方法，包括以下步骤：
11.步骤一：施工准备：使用多功能快速检测车，快速检测路面病害，辅助探地雷达，出具路面结构内的隐形病害报告；
12.泡沫沥青再生机组施工准备:摊铺机、双钢轮压路机、单钢轮压路机、胶轮压路机、
洒水车、运输车若干台；
13.就地冷再生机组施工准备：全液压单钢轮振动压路机、摊铺机、胶轮、洒水车、水泥撒布车、石料撒布车；
14.步骤二：泡沫沥青冷再生铣刨、撒布集料、水泥撒布，进而进行泡沫沥青冷再生作业；
15.步骤三：同步摊铺水泥就地再生铣刨、撒布石料、撒布水泥、进而进行同步摊铺水泥冷再生作业；
16.步骤四：同步摊铺水泥冷再生摊铺，摊铺完成后碾压作业；
17.步骤五：泡沫沥青冷再生摊铺、摊铺完成后碾压作业；
18.步骤六：路段封闭进行自然养护，养护指定时间后钻孔取出基层和面层芯样，进行观测；
19.步骤七：开放交通前，进行一遍压实结束，然后洒布一层慢裂乳化沥青，喷洒量宜为0.3kg/m2～0.6kg/m2，结束养生。
20.优选的，所述步骤二中的泡沫沥青冷再生铣刨，具体为：首先沥青再生机铣刨半幅面层，长度为400米，通过运输车运至指定的位置堆放，然后采用1m铣刨机提前将再生机工作宽度外的半幅行车道老路沥青面层铣刨，铣刨深度与再生深度相同，将铣刨料通过输送带输送至待再生的工作面上，利用铲车整平；所述泡沫沥青冷再生撒布集料，具体为：按配合比根据用量计算好每平方米撒布量，将碎石均匀撒布在老路表面，施工时对碎石撒布量进行标定，保证碎石准确的按配合比设计的计量进行撒布，碎石撒布要求在纵断面上均匀分布，横断面可以不全部覆盖，因为再生机在铣刨拌和时混合料会向中间传送带位置收拢，混合料在收拢过程中还会继续拌和；
21.所述泡沫沥青冷再生水泥撒布，具体为：将添加剂利用洒布车进行撒布，依据配合比设计结果水泥掺量根据用量计算好每平方米撒布量，水泥撒布量应该现场标定，或者局部总量控制，水泥撒布要求在纵断面上均匀分布，横断面可以不全部覆盖，因为再生机在铣刨拌和时混合料会向中间传送带位置收拢拌和；所述泡沫沥青冷再生作业，具体为：按照设定再生深度对路面进行翻松、拌和。再生混合料通过再生机的输送带运送到运输车中，运输车运输至泡沫沥青冷再生摊铺起点位置等待。再生机组必须匀速、连续地进行再生作业，不得随意变更速度或者中途停顿，再生施工速度宜为3-6m/min，外加用水量和沥青用量由配合比设计结果确定。
22.优选的，所述步骤三中的同步摊铺水泥就地再生铣刨，具体为：泡沫沥青冷再生机再生拌和之后，原老路基层裸露出来，然后采用1m铣刨机提前将再生机工作宽度外的半幅行车道老路基层铣刨，铣刨深度与再生深度相同，将铣刨料通过输送带输送至待再生的工作面上，利用铲车整平；所述同步摊铺水泥冷再生撒布石料，具体为：碎石采用撒布车撒布的方法，按配合比根据用量计算好每平方米撒布量。集料应保持干燥，集料采用局部总量控制，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，宜按照每100m2～300m2的面积进行总量控制，撒布应厚度均匀；所述同步摊铺水泥冷再生撒布水泥，具体为：可采用撒布车撒布的方法。水泥撒布量应该现场标定，或者局部总量控制，水泥撒布车一般2.5m，再生宽度为3.8m，撒布车撒布一道要换算成相应宽度的水泥用量，水泥撒布要求在纵断面上均匀分布，横断面可以不全部覆盖，因为再生机在铣刨拌和时混合料会向
中间传送带位置收拢；
23.所述同步摊铺水泥冷再生再生作业，具体为：在施工起点处将各所需施工机具顺次首尾连接，连接相应管路；
24.启动施工设备，按照设定再生深度对路面进行铣刨、拌合。再生机组必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业，不得随意变更速度或者中途停顿、再生施工速度取决于再生机和再生材料的类型，宜为3～6m/min；
25.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；
26.应考虑在再生路面上用滑石粉划线，作为再生机的方向引导，保证再生机沿着正确的方向前进。再生机下切深度在遇到特殊情况需要调整时，应缓慢调整(一次调高在3mm以内)，避免出现明显错台现象，避免后续摊铺机摊铺时出现高差；
27.再生机后应有专人跟随，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生机操作员进行调整；
28.再生机后宜安排4～5人处理边线离析和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料，以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性；
29.在施工过程中，对混合料的级配、再生深度、水的喷入量有任何疑问时，应停止施工，等问题解决后再继续施工。
30.优选的，所述步骤四中的同步摊铺水泥冷再生摊铺，具体为：
31.摊铺施工时应注意控制好横坡和厚度；
32.在摊铺过程中，应合理选择熨平板的振幅和夯锤振动频率。一般情况冷再生混合料宜采用“夯锤振动频率大于熨平板振幅”的方式，以提高冷再生混合料的初始压实度，熨平板加宽铰接处的缝隙应仔细调节紧密，防止摊铺后路表面留有痕迹；
33.摊铺机在摊铺过程中，一定要控制好料位传感器的高度，使储料箱中的螺旋送料器始终埋入冷再生混合料不小于3/4的高度，以减小在摊铺过程中冷再生混合料的离析，当用人工摊铺或找补时，采用扣锹工艺，不宜采用平甩方法；边摊铺边补平，手用力轻重要一致，避免造成冷再生混合料人为离析；
34.摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕；
35.摊铺机在安装、操作时应采取降低布料器前挡板的离地高度等混合料防离析措施，摊铺机后应设专人消除离析现象，铲除局部粗集料集中部位，并用新拌混合料填补；
36.平整度控制：摊铺机摊铺后，质检员及时用三米直尺检测平整度，尤其是摊铺机启停位置的平整度，不符合要求的地方及时用人工整平；
37.纵向搭接缝处利用人工推耙进行收料，保证压路机碾压时不会高出已碾压好的路面。
38.优选的，所述步骤四中的同步摊铺水泥冷再生碾压，具体为：
39.碾压过程中，再生层表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时洒水补充，但水量不宜过大；
40.为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机，从外侧向中心碾压，在超高段则由低向高碾压，在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压；
41.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(加适量的水泥)或用其他方法处理，使其达到质量要求；
42.每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即进行泡沫沥青就地再生施工。
43.优选的，所述步骤五中的泡沫沥青冷再生摊铺，具体为：
44.水泥就地冷再生碾压结束后，压实度检测合格后，泡沫沥青冷再生摊铺机就位，装有泡沫沥青混合料的运输车与摊铺机对接，由摊铺机进行摊铺，根据摊铺机的型号拟定好摊铺系数，中间用铝合金梁进行厚度和平整度的控制，严格控制再生层厚度平整度，保证路拱横坡度满足设计要求。
45.优选的，所述步骤五中所述的泡沫沥青冷再生碾压，具体为：
46.摊铺机后面，跟1台振动压路机进行碾压，一次碾压长度约为100m，然后1台单钢轮，1台胶轮胶轮压路机分别进行碾压,层次分明，设置明显的分界标志；
47.碾压必须遵循“先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先低后高”的原则；
48.压实拟定碾压组合，双钢轮压路机前静后振1遍
→
振动压路机前后大振碾压3遍
→
胶轮稳压4遍
→
双钢轮静压1遍。压至无轮迹为止，碾压过程中，随时用灌砂法检测压实度，不合格时，重复再压，直至检测达到压实度要求，经检测压实度满足要求，泡沫沥青碾压结束时间应该控制在基层水泥初凝时间之前完成。
49.本发明的有益效果为：
50.1、本发明，通过多功能快速检测车，快速检测路面病害，辅助探地雷达，全面了解路面结构内的隐形病害，可以为路面病害处理提供依据。
51.2、本发明，采用基于同步摊铺的水泥就地冷再生，新型就地冷再生机采用下切式工法，极好的保证了再生混合料的均匀性；再生混合料通过输送皮带同步输送至摊铺机，由摊铺机进行摊铺后进行碾压，保证混合料的均匀性和路面平整度。
52.3、本发明，基层再生添加免振免养剂，水泥就地冷再生养护时间由原来7天缩短至2-3天，强度没有影响，同步摊铺的水泥就地冷再生基层与泡沫沥青就地冷再生下面层双层连铺的形式，基层和面层两层一起进行养护，缩短了施工工期，层间联结紧密，面层和基层能够一起取出芯样，不需要撒布透层油。
附图说明
53.图1为本发明提出的泡沫沥青就地冷再生混合料及其级配方法的流程框图；
54.图2为本发明提出的泡沫沥青就地冷再生混合料及其级配方法的同步摊铺水泥冷再生碾压压实流程示意图。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
56.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
57.参照图1-2，泡沫沥青就地冷再生混合料，包括改性沥青砼、泡沫沥青、水泥稳定碎石；
58.所述改性沥青砼制备中：先期选配具有一定级配组成的矿料，碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等，与一定比例的路用沥青材料，选用固定式热拌厂，先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和，要防止残留在混合料中的水分影响沥青混凝土使用寿命，同时采用沥青抗剥落剂，以增强抗水能力，在严格控制条件下拌制而成的混合料；
59.所述泡沫沥青制备中：主要利用高温沥青中加水滴形成蒸汽泡产生连锁反应，提高胶合性能的新材料，增强沥青粘聚性强且稳定，保证其可以被冷碾压；
60.所述水泥稳定碎石制备中:主要以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，强度依靠靠碎石间的嵌挤锁结原理，同时有足够的灰浆体积来填充骨料的空隙。
61.泡沫沥青就地冷再生混合料的级配方法，包括以下步骤：
62.步骤一：施工准备：使用多功能快速检测车，快速检测路面病害，辅助探地雷达，出具路面结构内的隐形病害报告；
63.泡沫沥青再生机组施工准备:摊铺机、双钢轮压路机、单钢轮压路机、胶轮压路机、洒水车、运输车若干台；
64.就地冷再生机组施工准备：全液压单钢轮振动压路机、摊铺机、胶轮、洒水车、水泥撒布车、石料撒布车；
65.步骤二：泡沫沥青冷再生铣刨、撒布集料、水泥撒布，进而进行泡沫沥青冷再生作业；
66.步骤三：同步摊铺水泥就地再生铣刨、撒布石料、撒布水泥、进而进行同步摊铺水泥冷再生作业；
67.步骤四：同步摊铺水泥冷再生摊铺，摊铺完成后碾压作业；
68.步骤五：泡沫沥青冷再生摊铺、摊铺完成后碾压作业；
69.步骤六：路段封闭进行自然养护，养护指定时间后钻孔取出基层和面层芯样，进行观测；
70.步骤七：开放交通前，进行一遍压实结束，然后洒布一层慢裂乳化沥青，喷洒量宜为0.3kg/m2～0.6kg/m2，结束养生。
71.在具体实施方式中，所述步骤二中的泡沫沥青冷再生铣刨，具体为：首先沥青再生机铣刨半幅面层，长度为400米，通过运输车运至指定的位置堆放，然后采用1m铣刨机提前将再生机工作宽度外的半幅行车道老路沥青面层铣刨，铣刨深度与再生深度相同，将铣刨料通过输送带输送至待再生的工作面上，利用铲车整平；所述泡沫沥青冷再生撒布集料，具体为：按配合比根据用量计算好每平方米撒布量，将碎石均匀撒布在老路表面，施工时对碎石撒布量进行标定，保证碎石准确的按配合比设计的计量进行撒布，碎石撒布要求在纵断面上均匀分布，横断面可以不全部覆盖，因为再生机在铣刨拌和时混合料会向中间传送带位置收拢，混合料在收拢过程中还会继续拌和；
72.所述泡沫沥青冷再生水泥撒布，具体为：将添加剂利用洒布车进行撒布，依据配合比设计结果水泥掺量根据用量计算好每平方米撒布量，水泥撒布量应该现场标定，或者局部总量控制，水泥撒布要求在纵断面上均匀分布，横断面可以不全部覆盖，因为再生机在铣刨拌和时混合料会向中间传送带位置收拢拌和；所述泡沫沥青冷再生作业，具体为：按照设定再生深度对路面进行翻松、拌和。再生混合料通过再生机的输送带运送到运输车中，运输
车运输至泡沫沥青冷再生摊铺起点位置等待。再生机组必须匀速、连续地进行再生作业，不得随意变更速度或者中途停顿，再生施工速度宜为3-6m/min，外加用水量和沥青用量由配合比设计结果确定。
73.进一步的，所述步骤三中的同步摊铺水泥就地再生铣刨，具体为：泡沫沥青冷再生机再生拌和之后，原老路基层裸露出来，然后采用1m铣刨机提前将再生机工作宽度外的半幅行车道老路基层铣刨，铣刨深度与再生深度相同，将铣刨料通过输送带输送至待再生的工作面上，利用铲车整平；所述同步摊铺水泥冷再生撒布石料，具体为：碎石采用撒布车撒布的方法，按配合比根据用量计算好每平方米撒布量。集料应保持干燥，集料采用局部总量控制，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，宜按照每100m2～300m2的面积进行总量控制，撒布应厚度均匀；所述同步摊铺水泥冷再生撒布水泥，具体为：可采用撒布车撒布的方法。水泥撒布量应该现场标定，或者局部总量控制，水泥撒布车一般2.5m，再生宽度为3.8m，撒布车撒布一道要换算成相应宽度的水泥用量，水泥撒布要求在纵断面上均匀分布，横断面可以不全部覆盖，因为再生机在铣刨拌和时混合料会向中间传送带位置收拢；
74.所述同步摊铺水泥冷再生再生作业，具体为：在施工起点处将各所需施工机具顺次首尾连接，连接相应管路；
75.启动施工设备，按照设定再生深度对路面进行铣刨、拌合。再生机组必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业，不得随意变更速度或者中途停顿、再生施工速度取决于再生机和再生材料的类型，宜为3～6m/min；
76.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；
77.应考虑在再生路面上用滑石粉划线，作为再生机的方向引导，保证再生机沿着正确的方向前进。再生机下切深度在遇到特殊情况需要调整时，应缓慢调整(一次调高在3mm以内)，避免出现明显错台现象，避免后续摊铺机摊铺时出现高差；
78.再生机后应有专人跟随，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生机操作员进行调整；
79.再生机后宜安排4～5人处理边线离析和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料，以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性；
80.在施工过程中，对混合料的级配、再生深度、水的喷入量有任何疑问时，应停止施工，等问题解决后再继续施工。
81.进一步的，所述步骤四中的同步摊铺水泥冷再生摊铺，具体为：
82.摊铺施工时应注意控制好横坡和厚度；
83.在摊铺过程中，应合理选择熨平板的振幅和夯锤振动频率。一般情况冷再生混合料宜采用“夯锤振动频率大于熨平板振幅”的方式，以提高冷再生混合料的初始压实度，熨平板加宽铰接处的缝隙应仔细调节紧密，防止摊铺后路表面留有痕迹；
84.摊铺机在摊铺过程中，一定要控制好料位传感器的高度，使储料箱中的螺旋送料器始终埋入冷再生混合料不小于3/4的高度，以减小在摊铺过程中冷再生混合料的离析，当用人工摊铺或找补时，采用扣锹工艺，不宜采用平甩方法；边摊铺边补平，手用力轻重要一
致，避免造成冷再生混合料人为离析；
85.摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕；
86.摊铺机在安装、操作时应采取降低布料器前挡板的离地高度等混合料防离析措施，摊铺机后应设专人消除离析现象，铲除局部粗集料集中部位，并用新拌混合料填补；
87.平整度控制：摊铺机摊铺后，质检员及时用三米直尺检测平整度，尤其是摊铺机启停位置的平整度，不符合要求的地方及时用人工整平；
88.纵向搭接缝处利用人工推耙进行收料，保证压路机碾压时不会高出已碾压好的路面。
89.进一步的，所述步骤四中的同步摊铺水泥冷再生碾压，具体为：
90.碾压过程中，再生层表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时洒水补充，但水量不宜过大；
91.为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机，从外侧向中心碾压，在超高段则由低向高碾压，在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压；
92.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(加适量的水泥)或用其他方法处理，使其达到质量要求；
93.每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即进行泡沫沥青就地再生施工。
94.再进一步的，所述步骤五中的泡沫沥青冷再生摊铺，具体为：
95.水泥就地冷再生碾压结束后，压实度检测合格后，泡沫沥青冷再生摊铺机就位，装有泡沫沥青混合料的运输车与摊铺机对接，由摊铺机进行摊铺，根据摊铺机的型号拟定好摊铺系数，中间用铝合金梁进行厚度和平整度的控制，严格控制再生层厚度平整度，保证路拱横坡度满足设计要求。
96.再进一步的，所述步骤五中所述的泡沫沥青冷再生碾压，具体为：
97.摊铺机后面，跟1台振动压路机进行碾压，一次碾压长度约为100m，然后1台单钢轮，1台胶轮胶轮压路机分别进行碾压,层次分明，设置明显的分界标志；
98.碾压必须遵循“先轻后重、先慢后快、先静后振、先边后中、先低后高”的原则；
99.压实拟定碾压组合，双钢轮压路机前静后振1遍
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振动压路机前后大振碾压3遍
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胶轮稳压4遍
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双钢轮静压1遍。压至无轮迹为止，碾压过程中，随时用灌砂法检测压实度，不合格时，重复再压，直至检测达到压实度要求，经检测压实度满足要求，泡沫沥青碾压结束时间应该控制在基层水泥初凝时间之前完成。
100.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
101.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。