泡沫瀝青冷再生的技術瓶頸

文/圖

發展中的瓶頸

泡沫瀝青冷再生具有結構層強度增長相對較快，施工過程污染小、節能環保的特點，在各種瀝青路面冷再生技術中具有相對獨特的優勢。美國、南非、澳大利亞等國家在泡沫瀝青冷再生技術方面開展了大量的研究與工程應用，積累了豐富的經驗。而我國起步相對較晚，自2000年通過一些科研和實體工程應用，逐步關注和發展該項技術。目前，泡沫瀝青冷再生技術已成為國內瀝青路面維修養護的一種重要手段和方式。但是，該項技術的發展應用中仍存在一些技術瓶頸問題亟待解決。

舊瀝青路面銑刨料RAP是泡沫瀝青冷再生混合料的重要原材料之一，由于原瀝青路面結構組成、材料組成、施工、養護，以及銑刨回收條件的差異等，使得RAP的材料變異性相對較大，進而對泡沫瀝青冷再生混合料的材料性能波動及控制造成不利影響，這是泡沫瀝青冷再生技術發展應用中需要進一步研究解決的關鍵技術問題之一。

合理的組成設計是確保泡沫瀝青冷再生混合料優良路用性能的技術前提。目前，國內對泡沫瀝青冷再生混合料的研究和認識還相對有限，配合比設計中僅以劈裂強度和凍融劈裂強度比作為主要指標，相對而言設計指標體系單一，無法實現考慮不同交通及環境條件的科學合理設計，進而也不能有效保障泡沫瀝青冷再生工程后期的使用性能與品質。

泡沫瀝青冷再生技術在國內已開展了一些實體工程應用，這些應用經驗為該項技術的室內研究提供了寶貴的數據資料。但是，目前國內在泡沫瀝青冷再生工程運營后的性能跟蹤觀測方面還有欠缺，還存在“重前期建設，輕后期性能檢測”的問題，不能很好地形成“室內研究指導現場工程應用，現場工程應用反饋驗證室內研究”的良性循環，一定程度上阻滯了泡沫瀝青冷再生技術在國內的健康快速發展。

泡沫瀝青冷再生技術的優勢有目共睹，未來應針對有關技術瓶頸開展研究和實踐工作，必能推動該項技術在國內的大規模推廣應用，切實發揮該項技術的節能環保優勢。

西閻高速：3年觀測數據顯示壽命延長

西閻高速公路是西禹高速公路的重要組成部分，是國家規劃的京昆高速公路（G5）陜西境內的一段，是將西安與“飛機城”閻良、高陵縣、臨潼區等城鎮連為一體的主干道。

西閻高速公路表面出現推移、擁包

西閻高速公路面層與基層發生分層

表1 西閻高速公路大修工程級配

經過多年的運營，西閻高速公路出現了不同程度的破壞。2006年3月至4月，對西閻高速公路局部路段處理后又出現了較為嚴重的推移、擁包現象。通過路面破損狀況調查、路面強度測試，以及現場鉆芯取樣分析，西閻高速公路瀝青路面出現推移、擁包等病害主要是由于層間結合不好，尤其是基層與下面層間的黏結不好所致；同時也與瀝青混合料本身級配不良（偏細）導致抗剪強度不足有關。

西閻高速公路原路面結構形式為：4厘米AK-16+5厘米AC-20+6厘米AC-25+20厘米二灰穩定砂礫+28厘米二灰穩定土。搶修工程具體修筑方案為：將原路面瀝青面層銑刨，保留原來二灰砂礫基層保留不動，并對其表面進行拉毛處理。利用原路面15厘米的瀝青面層銑刨舊料，采用泡沫瀝青進行冷再生作為上基層，其上再加鋪兩層瀝青混凝土，具體為：4厘米AC-13+5厘米AC-20+15厘米泡沫瀝青冷再生穩定上基層。搶修工程中使用中海90#基質瀝青，瀝青最佳發泡溫度為160攝氏度，最佳發泡用水量為2.0%。

搶修工程完工后對路面使用狀況進行了跟蹤觀測，表2至表6列示了3年的觀測結果。

結果顯示，采用泡沫瀝青冷再生混合料作為路面基層時，可緩解路面破損、車轍等病害的發生，有效提高了瀝青路面的使用性能，延長路面使用壽命。

表2 西閻高速公路泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計結果

表3 西閻高速公路彎沉數據匯總

表4 西閻高速公路路面破損數據匯總

表5 西閻高速公路平整度數據

表6 西閻高速公路車轍檢測數據匯總

西戶高速：泡沫瀝青冷再生工程

西戶高速公路是國家高速公路網京昆高速公路（G5）的組成路段之一，也是陜西省“2637”高速公路網中“西漢線”的組成部分。起于陜西西安繞城高速公路河池寨立交，途經西安長安區和戶縣的9個鄉鎮，全長33公里、路基寬28米，雙向四車道，設計時速120公里。于2000年12月開工建設，2002年12月1日通車。通車幾年后，部分路段出現不同程度的損害，運營單位決定對其進行修整，修整后的路面結構形式為：4厘米AC-13+6厘米AC-20+14厘米泡沫瀝青冷再生穩定上基層。

表7 西戶高速公路各路段彎沉數據匯總

表8 西戶高速公路各路段2009年至2011年路面破損數據

表9 西戶高速公路各路段2009年至2011年路面平整度數據

表10 西戶高速公路各路段2009年至2011年車轍檢測數據匯總

維修整治工程結束后，對路面使用狀況進行跟蹤觀測，表7至表10列示了3年的觀測結果，可以發現，經過多年的使用，泡沫瀝青冷再生層應用效果良好，滿足道路相關使用要求。

玉元高速：兩層銑刨

玉元高速公路為昆磨高速公路（G8511）云南玉溪至元江段，起于玉溪高倉，與昆玉高速公路相連，止于元江二塘橋，與元磨高速公路相連，全長112.09公里。試驗段鋪筑前，原路面出現明顯車轍及縱向裂縫。為在云南省境內推廣泡沫瀝青冷再生技術，于玉元高速公路下行線方向（K141+918～K142+918），鋪筑1000米試驗段。具體實施方案為：原路面分兩層銑刨，第1層深0.15米、寬4.4米、長1020米；第2層深0.11米、寬4米、長1000米；重鋪10厘米厚瀝青面層和15厘米厚泡沫瀝青冷再生層。

表11 玉元高速公路泡沫瀝青冷再生設計級配

表12 惠河高速公路泡沫瀝青冷再生混合料配合比設計結果

工程使用的舊料為原路瀝青混凝土面層銑刨料，采用殼牌70#瀝青、42.5普通硅酸鹽水泥，進行室內配合比設計，具體工程設計級配與配合比設計結果如表11和表12所示。

通過對泡沫瀝青冷再生試驗段3個月的跟蹤觀測，未發現冷再生路面出現明顯病害，并對試驗段進行鉆芯取樣，發現芯樣完整，芯樣強度等力學參數明顯提升，反映出泡沫瀝青冷再生路面使用性能良好。

玉元高速公路泡沫冷再生路面結構設計圖