泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用實(shí)例及優(yōu)點(diǎn)分析

孫世昌

摘 要：介紹了泡沫瀝青冷再生技術(shù)并對(duì)及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析，結(jié)合滄州市國(guó)道307廊泊線(xiàn)路口至衡水界段大修工程，論述了泡沫瀝青冷再生混合料的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，為干線(xiàn)公路大修工程應(yīng)用提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；泡沫瀝青；冷再生；配合比

根據(jù)我國(guó)目前修建道路的情況，按照瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命，我國(guó)相當(dāng)比例的瀝青路面陸續(xù)進(jìn)入了大中修養(yǎng)護(hù)期，傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修方法存在舊料沒(méi)有合理利用、路面材料與能源消耗大等問(wèn)題，急需一種既能維持道路的正常運(yùn)營(yíng)，又能合理處置廢舊路面材料、更為經(jīng)濟(jì)適用的路面再生技術(shù)，泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。泡沫瀝青冷再生作為一種新型再生施工方法，具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1 泡沫瀝青冷再生技術(shù)原理

在150℃以上高溫瀝青中加入少量水，瀝青會(huì)迅速膨脹，從而產(chǎn)生微細(xì)的泡沫。這些氣泡以一種亞穩(wěn)態(tài)的形式存在，一般能夠維持?jǐn)?shù)秒的時(shí)間，不久泡沫將會(huì)逐漸破滅，此時(shí)瀝青的物理性能暫時(shí)發(fā)生變化，其粘度顯著降低，和細(xì)集料結(jié)合形成瀝青膠漿，且與高速攪拌狀態(tài)下的冷濕集料具有很好的裹覆性能，從而在壓實(shí)后提高了混合料的強(qiáng)度和粘聚性。

2 泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

國(guó)道307廊泊線(xiàn)路口至衡水界段路線(xiàn)全長(zhǎng)54.653km，該路始建于1998年，二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)；一般路基寬12m，路面寬11.5m。國(guó)道307做為一條東西連接滄州市至省會(huì)石家莊的重要通道，在河北省公路網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。隨著2009年國(guó)家取消二級(jí)公路崔爾莊收費(fèi)站，途經(jīng)307國(guó)道的大型運(yùn)輸車(chē)逐漸增多，對(duì)路面破壞嚴(yán)重，出現(xiàn)了大面積龜裂、網(wǎng)裂、局部沉陷，加之近幾年對(duì)此路段病害的多次挖補(bǔ)，路面平整度極差。2009年實(shí)施大修補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)為18cm二灰碎石+9cm瀝青混凝土。

2.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 路面結(jié)構(gòu)組合及厚度計(jì)算

路面結(jié)構(gòu)組合。按照《公路自然區(qū)劃圖》，本項(xiàng)目所在地區(qū)屬Ⅱ4區(qū)。根據(jù)交通量、道路等級(jí)對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，參照國(guó)內(nèi)外高等級(jí)公路路面設(shè)計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合交通量分析及沿線(xiàn)氣候、土質(zhì)、水文和筑路材料分布等情況，并結(jié)合滄州地方習(xí)慣，提出了路面結(jié)構(gòu)方案。

路面結(jié)構(gòu)計(jì)算。瀝青混凝土路面厚度計(jì)算采用彈性層狀體系理論，以路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度，以瀝青混凝土面層及整體性材料基層的拉應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，采用HPDS2003電算程序進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。根據(jù)路基土工試驗(yàn)結(jié)果，按照土的顆粒成份及液、塑限等各項(xiàng)指標(biāo)劃分，并考慮路基填土高度、地下水、地表積水的影響，沿線(xiàn)路基土屬于中液限粘土組，路基土的干濕類(lèi)型為中濕，土基回彈模量值E0為39MPa，計(jì)算擬定的瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.2.2 結(jié)構(gòu)方案

通過(guò)對(duì)舊路彎沉的調(diào)查，認(rèn)為舊路仍具有較好的承載力（彎沉值為60～70），說(shuō)明舊路病害主要集中在瀝青面層。因此決定采用以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

2.2.3 舊路局部嚴(yán)重病害處理

下挖13cm后，泡沫瀝青冷再生層下臥層控制彎沉為120，對(duì)于不能滿(mǎn)足彎沉要求的病害區(qū)域進(jìn)行水穩(wěn)補(bǔ)強(qiáng)。

2.2.4 配合比設(shè)計(jì)

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)獲取的原有路面材料采用室內(nèi)發(fā)泡設(shè)備進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。瀝青發(fā)泡性能試驗(yàn)采用不同瀝青溫度下膨脹率和半衰期進(jìn)行評(píng)價(jià)；材料組成試驗(yàn)采用3種級(jí)配組成，以間接抗拉強(qiáng)度為控制指標(biāo)進(jìn)行比較試驗(yàn)，并以此確定最佳材料組成條件下的最佳瀝青用量及混合料的基本性能參數(shù)。配合比設(shè)計(jì)結(jié)果如下：

（1）瀝青發(fā)泡溫度：瀝青生產(chǎn)溫度不低于160℃；（2）瀝青發(fā)泡用水量：2.5%；（3）瀝青用量：2.2%；（4）水泥用量：1.8%；（5）石屑用量：25%；（6）銑刨料用量：73.2%；（7）最大干密度：2.085g/cm3；（8）最佳拌和用水：5.3%。

3 優(yōu)點(diǎn)分析

泡沫瀝青冷再生技術(shù)是利用瀝青發(fā)泡技術(shù)將銑刨后廢棄的瀝青材料重新穩(wěn)定并在壓實(shí)功的作用下形成具有一定路用性能的路面結(jié)構(gòu)層。這項(xiàng)技術(shù)可以將廢棄的瀝青路面材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(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的目的。

3.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

單價(jià)及運(yùn)輸價(jià)格較低，因?yàn)榕菽瓰r青只要采用一般常用的針入度級(jí)瀝青即可，且添加的水量相當(dāng)少，而不像乳化瀝青需要加入較多量的水進(jìn)行乳化，由于運(yùn)輸量的減少，而使運(yùn)輸成本大大降低。

施工速度快，泡沫瀝青混合料拌好后可以立即壓實(shí)，壓實(shí)結(jié)束即可開(kāi)放交通，可以明顯減少對(duì)繁忙道路的交通影響。

用泡沫瀝青穩(wěn)定的集料范圍較廣，可以是高質(zhì)量的碎石，低等級(jí)的砂石料、礦渣，破碎的瀝青混凝土回收料等。

與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料相比，具有更好結(jié)構(gòu)承載力、抗車(chē)轍和抗疲勞性能。

3.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

泡沫瀝青冷再生技術(shù)主要采用銑刨料進(jìn)行拌和，節(jié)省了新碎石材料的用量，減少了80%以上廢料的土地占用，節(jié)約了土地資源。

泡沫瀝青冷再生技術(shù)可以有效的防止反射裂縫，減少路面水損壞，從而延長(zhǎng)瀝青面層使用壽命，降低道路運(yùn)營(yíng)全壽命成本。

泡沫瀝青冷再生方案可以縮短20%工期，這將減輕施工中的安全維護(hù)壓力，減少施工安全維護(hù)經(jīng)費(fèi)，同時(shí)有助于保障道路暢通和安全，給沿線(xiàn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展贏得寶貴時(shí)間。

3.3.3 社會(huì)效益

節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。泡沫瀝青冷再生瀝青混合料與傳統(tǒng)的熱拌瀝青碎石（ATB-30）混合料相比，同屬于柔性基層結(jié)構(gòu)，而前者在不影響路面使用性能的前提下，可節(jié)省加熱能源60%以上，減少CO2排放量80%以上。

優(yōu)化路面組合形式，延長(zhǎng)路面壽命。該技術(shù)可以將傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)改造成柔性基層路面結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化路面組合形式，延長(zhǎng)路面使用壽命。

控制路面標(biāo)高，關(guān)注民生。泡沫瀝青冷再生方案可以較好地控制路面標(biāo)高，解決道路上方設(shè)有立體交叉和沿線(xiàn)穿鎮(zhèn)路段不允許抬高難題，尤其可以避免市政道路中加高后帶來(lái)的排水問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

泡沫瀝青冷再生技術(shù)作為一種新型的回收料再生技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)路面舊料的資源化利用，解決舊料存放對(duì)自然的污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；同時(shí)，節(jié)約天然砂石資源，減少石料開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，降低工程成本。

泡沫瀝青冷再生技術(shù)可在高速公路及一級(jí)、二級(jí)公路等各級(jí)公路養(yǎng)護(hù)大中修工程中推廣應(yīng)用；實(shí)施泡沫瀝青冷再生技術(shù)改造工程，應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、氣候環(huán)境、交通量、舊料性能、基層強(qiáng)度、機(jī)械設(shè)備和施工熟練程度等條件，合理選擇再生路面結(jié)構(gòu)與施工方案。

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