泡沫瀝青冷再生技術在高速公路改擴建中的應用

　　泡沫瀝青冷再生技術可以將原路面的銑刨料再生使用，而且可將其中的老化瀝青重新激活變廢為寶，從而達到保護環境、節約資源的目的。本文主要討論泡沫瀝青冷再生技術在高速公路改擴建過程中的應用。

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　　一、實施泡沫瀝青冷再生技術的可行性分析

　　當前，在公路建設中提高資源利用效率，注重公路建設與環境保護并舉以及使公路發展與自然環境相和諧，是新時期公路建設的新理念，于是如何應用新技術、新材料、新工藝，增加公路建設的投資效益，已成為公路建設者越來越關注的問題。

　　我國的公路建設近幾年取得了突飛猛進的發展，但是仍然不能滿足巨大的交通負載量，由于超額負載以及設計施工養護使用方面的諸多問題造成公路出現變形、車轍、磨損、裂紋等損壞現象，使得我國已修建的許多公路不得不進行改擴建，以滿足巨大的車流量。在改擴建過程中，由于原路面有適當的損壞現象，必須先用銑刨機把原路面的面層銑刨，然后用新的瀝青混合料重新攤鋪。這樣就會有大量的銑刨料，如果不再次回收利用，一方面造成環境污染，另一方面是對資源的極大浪費。

　　泡沫瀝青冷再生技術是利用瀝青發泡技術將銑刨后廢棄的瀝青材料重新穩定，并在壓實的作用下形成具有一定路用性能的路面結構層。廢棄的瀝青路面材料不僅可以通過此項技術的應用變廢為寶，而且可將其中的老化瀝青重新激活再生利用，從而達到保護環境節約資源的目的。另外，通過泡沫瀝青再生技術的應用，可將半剛性路面結構改造成相應柔性的基層路面結構，起到優化路面結構組合形式、延長路面使用壽命的效果。

　　二、潼西高速公路改擴建中對泡沫瀝青冷再生技術的應用

　　泡沫瀝青冷再生技術是通過將原路面銑刨后的材料集中廠拌后再生使用，采用強制式拌和，拌和效果好，同時可以濾除超粒徑材料，從而保證再生材料的質量;拌和料用攤鋪機施工，工藝成熟，平整度較好。

　　連霍線潼關至西安高速公路改擴建工程是全國第一個大面積使用泡沫瀝青冷再生技術的改擴建高速公路，充分利用廢舊瀝青，節約工程造價約2800萬元左右。顯著的經濟效益和環保效應為陜西公路大修、改擴建提供了可供借鑒的經驗。

　　泡沫瀝青冷再生技術是將一定的常溫水注入熱瀝青，使其發生膨脹，形成大量的瀝青泡沫，并在很短的時間內讓瀝青泡沫破裂。瀝青泡沫會化為數以萬計的“小顆粒”，散布于路面的表層，形成粘有大量瀝青的細料填補縫隙。經過拌和壓實，這些細料能填充路面的空隙，達到類似砂漿的作用，使混合料穩定。與傳統技術相比，泡沫瀝青冷再生技術具有混合料存儲時間長、提高剪切強度、減少粒料對水的敏感度等優勢。在潼西高速公路改擴建主線硬路肩和互通匝道，使用18cm泡沫瀝青冷再生代替12cm厚ATB-30下面層和6cm厚AC-20中面層，它增大了瀝青穩定層的厚度，增強了路面結構層的強度、抗疲勞和抗水損害的能力。

　　控制發泡量是泡沫瀝青冷再生技術的一個難點，量多或者量少都會影響路面強度。經過試驗室反復的試驗，最后得出的結論是：溫度、水量、氣壓是決定發泡量的重要因素，技術人員分別采集了三組數據研究，最終確定水溫160℃、水量2%、氣壓5.0MPa為最佳發泡條件，瀝青用量則控制在2.5±0.2%為宜。

　　在節約能源方面，泡沫瀝青冷再生技術的優勢非常明顯。潼西高速改擴建項目設計，下面層瀝青用量是3.4%，中面層瀝青用量是4.3%，而采用泡沫瀝青冷再生技術，充分利用廢料，節約碎石，鋪筑在硬路肩和互通匝道上取代了中、下面層，只需瀝青2.5%，相當于節省了一半的瀝青用量。12公分厚的下面層每平方米造價98元，6公分厚的中面層每平方米造價61元，中、下面層每平方米造價共計159元。而18公分厚的泡沫瀝青冷再生每平方米造價僅為76元，這樣，泡沫瀝青冷再生取代中、下面層后每平方米就節約了83元，1公里節省成本259790元。潼西高速改擴建工程全線利用銑刨料做泡沫瀝青冷再生約6.18萬立方米，共節省工程造價2800萬元左右，真正地實現了變廢為寶。不僅如此，泡沫瀝青冷再生在人力、機械方面的投入也很少。泡沫瀝青采取自然養生，在暑期兩天內就可完成，而傳統的灑水養生，時間長達7天。

　　三、應用泡沫瀝青冷再生技術應注意的幾個問題

　　1.銑刨速度對銑刨料的影響

　　泡沫瀝青冷再生依靠專用銑刨機將原路面進行銑刨獲取原材料，也就是說泡沫瀝青冷再生材料的原材料主要來自于舊路面材料，而集料級配是決定混合料路用性能的重要因素，因此控制銑刨機的速度是獲取理想再生材料的首要控制手段。通過銑刨機四種不同的銑刨速度進行試驗對比能夠發現，對于上、中面層一起銑刨的銑刨速度，應控制在8~10m/min;上、中、下面層一起銑刨的銑刨速度，應控制在6~8m/min，銑刨速度超過10m/min時，銑刨料的級配明顯偏粗，表現在4.75mm以下材料通過率偏低。

　　2.適當增加粗集料含量有利于增強材料的穩定性及強度

　　目前國際上通用的泡沫瀝青再生材料級配建議，初始材料配合比為：銑刨料(%)：石屑(%)：水泥(%)=80：18.5：1.5。通過現場泡沫瀝青混合料級配調整試驗發現集料的嵌鎖作用決定了泡沫瀝青混合料的穩定性，因此加入適當的粗集料有利于形成一定的骨架結構，從而增強材料的穩定性及強度，適當降低細集料的含量，以改善再生層的表面粗糙度。因此潼西改擴建項目采用級配方案改為：銑刨料(%)：石屑(%)：水泥(%)=76.5：22.0：1.5。

　　3.有效控制瀝青拌和設備生產率防止配比失衡

　　由于拌和設備儲料倉的容量與裝載機的裝載速度有限，因此拌合生產率不宜過高，建議將廠拌設備的生產率調整為110~130t/h，以防止銑刨料供應不足，導致銑刨料和添加材料的比例失衡。

　　4.成品料離析的解決方案

　　由于粗細集料重量不等，在成品料是通過輸料皮帶運送至卡車的過程中，粗集料慣性大，從而使得粗集料拋出較遠，而細集料容易黏附在皮帶上，造成在卡車裝運時料倉中粗細集料分布不均的情況，最終導致攤鋪機在攤鋪時兩個攪龍之間出現產生離析現象。研究表明將成品料輸送到地面上，然后再用裝載機進行簡單翻拌后再裝運，可以有效解決卡車中材料的離析問題。

　　5.配備足夠大的水泥料倉和瀝青罐

　　水泥料罐偏小時，需要頻繁添加水泥，造成連續工作停頓影響施工效率。瀝青罐車容量偏小時，頻繁更換和等待瀝青罐車也將嚴重影響生產效率。因此配備足夠大的水泥料倉和瀝青罐是提高工作效率的必要條件。

　　綜上所述，泡沫瀝青冷再生技術應用到高速公路改擴建中可以節約資源、減少污染，同時可以極大地節省資金、保護環境，該技術的推廣應用，必將為科學合理地進行舊路改造找到一種新途徑。泡沫瀝青冷再生技術是一門技巧性很強的技術，在我國許多省市都進行了有益的嘗試，但使用效果參差不齊。從現有的泡沫瀝青冷再生技術使用情況來看，銑刨料級配較大的變異性是再生技術的固有性質，加強對銑刨設備的控制是保證獲得較為均勻材料的重要途徑。另外對一些技術細節加于掌握，并增加研磨使用效果是相當令人滿意的。

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