推進應用就地泡沫瀝青冷再生技術提升經濟效益的策略研究

張璇 張磊 薛瑩 范銳

摘 要：就地泡沫瀝青冷再生技術是當前我國公路工程建設中技術研究熱點問題之一，通過技術應用體系構建，實現原有瀝青材料的再應用，不僅能夠有效提升項目建設經濟效益，還能夠實現資源利用模式優化，達到良好的社會效益。本文在簡要闡述瀝青路面冷再生技術應用意義基礎上，分析該技術應用經濟效益和社會效益，并結合實際提出技術應用經濟效益提升的基本策略，以此為相關工程建設提供參考，為推進就地泡沫瀝青冷再生技術應用水平起到積極的推動作用。

關鍵詞：就地應用瀝青冷再生技術;公路工程;經濟效益

課題項目：2021年度秦皇島市社會科學發展研究課題，課題名稱：《推進應用就地泡沫瀝青冷再生技術提升經濟效益的策略研究》，課題編號：2021LX285

就地泡沫瀝青冷再生技術在我國理論層面的研究起始于1998年左右，進入21世紀之后，在相關工程建設中得以廣泛應用。其技術原理是將廢棄的瀝青銑刨材料重新處理，并基于不同的輔助處理措施，在壓實力作用下，形成具有路用性能的路面結構層，從而達到資源重新利用的目的。就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，還能夠形成柔性基層路面結構，優化路面組合形式，有效延長路面使用壽命，具有良好的社會效益。

一、公路發展與瀝青路面冷再生技術的意義

由于我國公路建設事業發展周期長，覆蓋面廣，每年約有15%的路面要重新大修，并產生約360萬噸的瀝青路面廢料，因此強化這些廢料的利用研究，已經成為公路工程技術研究的重點問題。在公路養護事業發展要求不斷提升，資源利用效率要求不斷提升背景下，如何構建新型瀝青廢料利用體系，成為相關研究的主要突破點。就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，能夠在自然環境條件下，利用再生設備連續完成瀝青廢料的發泡、噴灑、銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型等流程，滿足路面鋪設的技術要求，具有良好的經濟效益和社會效益。

國外發達國家在瀝青路面再生技術方面的研究較為超前，美國在1915年就開始這方面的研究，至20世紀80年代，再生混合料在路用混合料中的占比已達到50%以上，歐洲部分國家在廢棄瀝青材料方面的整體回收利用率已達到100%。相對而言，我國在這方面的研究和應用較為滯后，1998年開始，國內相關工程建設中，才開始這方面的試驗和工程實踐，近些年來，這方面技術研究水平不斷提升，冷再生技術也得以廣泛應用于高速公路、國省干線、鄉村公路及市政道路工程建設中。2019年，再生工程總量已超過5000萬平方米，并且所采用的粘結劑也由單一性的水泥材料轉向泡沫瀝青、乳化瀝青等柔性粘結劑方面。

就理論層面而言，研究就地泡沫瀝青冷再生技術以及其所產生的附加效益，能夠有效彌補我國瀝青冷再生技術乃至公路路面修復處理技術研究方面的不足，通過對技術應用過程中相關要點分析，為同類項目施工提供參考，優化現有技術體系存在不足。通過技術層面改善，更好的發現與國外先進技術之間的差距，提升技術研究水平。

就實踐層面而言，通過就地泡沫瀝青冷再生技術方面的研究，能夠為具體工程項目實施提供有益參考，推動工程建設經濟效益和社會效益水平不斷提升。通過對施工人員技術引導，能夠有效提升工程施工質量，盡量減少由于工程施工對周邊居民生產生活和交通運行帶來的負面影響。通過施工技術總結，能夠更好的完善技術應用體系，強化施工技術改善，為工程建設體系優化提供有益參考。

二、就地泡沫瀝青冷再生技術經濟效益與社會效益分析

（一）就地泡沫瀝青冷再生技術的作用

就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，具有廢棄資源利用、路面結構優化、環境保護等多方面作用。通過瀝青面層混合料和半剛性基層材料的應用，能夠將已損毀路面的瀝青材料進行重復利用，有效降低工程建設材料成本，提升工程建設經濟效益。通過廢棄瀝青混合料的應用，能夠優化基層路面結構，提升路面設計方案的靈活性，更好的促進我國公路工程設計、建設和維護工作水平，為公路交通事業發展起到更加積極的促進作用。在當前我國瀝青產業發展水平較低，專業和高性能瀝青產品供給不足背景下，通過瀝青冷再生技術的應用，還能夠驅動行業整體發展形式不斷優化，提升瀝青產業技術革新力度，為產業發展起到積極的推動作用。

（二）就地泡沫瀝青冷再生技術經濟效益分析

就地泡沫瀝青冷再生技術的經濟效益分析可以從直接經濟效益和間接經濟效益兩個方面入手。以某一級公路工程施工為例，直接經濟效益的核算比較如下（價格以工程建設時間為準）：如采用新建基層改建方案，所需要的成本投入包括舊路材料處理和新建基層兩個組成部分，其中舊路材料的挖除、清運和棄放處理，成本約為25元/m2，新建基層包括天然砂礫、水泥穩定砂礫等材料，成本約為64元/m2，綜合成本單價約為89元/m2。如采用冷再生技術，材料費為33元/m2，人工費為2元/m2，機械費用18元/m2，其他費用為17元/m2，綜合成本約為70元/m2。以此可以看出，該項目利用瀝青冷再生技術，較之新建基層造價，單位成本可節約20%以上，具有良好的經濟效益。

同時，就地泡沫瀝青冷再生技術在施工中僅占用單幅車道，并且減少了原料采購和運輸等過程，將施工流程對周邊環境和交通影響降到最低水平，由此也能夠創造較為明顯的間接經濟效益。

綜上分析，在單個項目施工中，就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，能夠直接和間接節省經濟效益30～40%之間，在石料供應匱乏，采購價格相對較高的地區，經濟效益水平還會提高。從這方面而言，在公路路面修復工程中，工程管理層面必須要認識到技術革新應用的重要性，多方面分析經濟效益影響因素，全面分析比對，盡量提升技術應用水平，確保經濟效益方面的優勢能夠充分體現出來。

（三）就地泡沫瀝青冷再生技術社會效益分析

就地泡沫瀝青冷再生技術應用的社會效益主要集中于如下方面：一是具有良好級配的泡沫瀝青混合料具有較高的強度和耐久性，對于后期維護工作沒有特殊要求，能夠減少由于路面維護對正常交通運行造成的影響。二是泡沫瀝青再生混合料的結構形式，決定了其溫度敏感性低，具有較好的高溫穩定性，在我國大部分地區公路交通建設中都能夠廣泛應用。三是泡沫瀝青混合料生產屬于就地取材，在處理過程中，不用占用其他車道，能夠通過處理后就地壓實處理，減少對交通運行影響，有效縮短施工工期，更好的提升公路交通運行效率。四是泡沫瀝青混合料具有較好的平衡剛柔度和結構完整性，有效提升路面質量，有效延緩路面破損時間，提升公路交通承載能力。

（四）就地泡沫瀝青冷再生技術生態效益分析

就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，一方面充分發揮了舊瀝青路面材料的使用價值，達到循環利用目的，節約堆放空間及對周邊環境的污染。同時還減少了由于石料開采和使用對森林植被的破壞，起到保護環境的目的。另一方面而言，通過降低新生瀝青材料的使用和瀝青加熱等環節的有效控制，有效降低工程施工中二氧化碳排放量，對我國建設低碳社會、減少溫室氣體排放起到良好的促進作用，具有良好的生態效益。

三、就地泡沫瀝青冷再生技術應用面臨的問題

（一）整體技術水平有待提升

就地泡沫瀝青冷再生技術在世界范圍內已經有較為廣泛的應用歷史，相關方面的技術研究也較為深入。但是該技術在我國公路工程項目中的應用僅有二十多年歷史，覆蓋范圍還較為有限。由于技術應用環節的復雜性，在某些關鍵性技術環節，與國外同類技術相比還存在較大差距。受到工程行業粗放式管理思維影響，在部分工程項目施工中，不愿意采用就地泡沫瀝青冷再生技術，在技術應用中也沒有采取對應的質量控制措施，由此造成路面質量無法達到驗收要求，難以體現技術應用應有的經濟效益和社會效益。同時在具體項目施工中，多數技術人員對施工技術參數優化重視程度不足，在施工技術細節方面的研究不夠深入，由此不僅造成工程施工質量難以有效控制，還會造成不同形式的人力、物力資源浪費，對工程項目經濟效益實現帶來負面影響。

（二）施工組織難度加大

就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，施工場景多是以局部范圍內的路面修復為主，采用封閉或半封閉施工管理形式，相對直接修復技術而言，施工場地具有明顯的局限性。舊料收集和重復處理環節的增加，要求現場施工管理人員必須做好對應的優化，盡量減少由于施工技術流程增加帶來的時間成本和資金成本。但是當前多數項目施工中，管理人員依然是采用傳統理念進行施工管理，各個環節之間的銜接度明顯不足，由此不僅造成項目施工經濟效益難以提升，還會對施工質量控制造成一定影響。

（三）施工人員綜合素質有待提升

就地泡沫瀝青冷再生技術的應用，需要施工人員具有良好的技術應用和操作能力，能夠嚴格依照規范要求做好不同作業流程中的機械設備操作、溫度控制、拌和控制等，需要全面做好各個施工環節的銜接處理，由此對現場施工人員綜合素質提出更高要求。由于我國在就地泡沫瀝青冷再生技術方面的研究相對欠缺，施工組織能力還有待提升，使得多數項目施工組織中，對施工人員的技術培訓相對較為滯后，多數施工人員還是依照傳統理念進行作業，由此造成工程項目施工組織和質量控制難度加大，對經濟效益實現造成負面影響。

四、推進應用就地泡沫瀝青冷再生技術提升經濟效益的策略建議

（一）做好混合料配合比設計

由于就地泡沫瀝青再生技術應用中需要盡量提升舊瀝青占比，又需要確保路面性能能夠達到設計要求，因此要確保經濟效益達到設計目標，就需要做好混合料配合比設計。首先來說，在處理原有瀝青路面時，要先將基層表面清理到位，確保材料應用性能達到使用要求。其次是確定最佳含水率，利用擊實試驗，確定集料的最大干密度和最佳含水量，以確保集料質量能夠滿足路面性能控制要求。再次是根據冷再生混合料的合成級配范圍和混合料中原瀝青含量，初步確定泡沫瀝青用量。通過這些參數設定，做好攤鋪作業前期的準備工作。

（二）做好施工過程中溫度控制

由于瀝青混合料屬于典型的粘彈性材料，粘彈性狀與溫度具有直接關系，因此在就地熱再生施工流程中，必須要做好溫度控制，確保施工質量達到要求，避免由于控制不當造成施工工序受到影響，施工周期增加及材料浪費現象對經濟效益造成的影響。溫度控制需要注意三個方面要點，一是環境溫度要處于合理區間，通常情形下，環境溫度介于25～35℃時，施工效果最佳，而在氣溫或路面溫度低于15℃時，應當停止現場作業。二是要采用數字顯示插入式熱電偶溫度計和紅外溫度計等，對施工過程中不同節點位置進行溫度實測，確保就地熱再生料溫度控制在設計要求范圍內。三是在不同技術應用階段，溫度要求具有較大差異，必須根據技術要求進行對應調整，例如原路面舊料翻松后路表溫度一般在80～90℃之間，攤鋪后路表溫度一般在120～130℃之間。溫度控制當前還沒有較為統一的標準，在實際施工中，應當以混合料的處理成效為基本判斷標準。四是在施工過程中，由于瀝青路面材料導熱性能不佳，常會出現表面溫度過高、下部溫度不足的情形，在施工中可以采用合理設置加熱器參數、間歇加熱方式進行溫度控制，提升加熱效率。

（三）做好現場材料的試驗檢測

雖然就地泡沫瀝青冷再生技術在我國公路工程施工中已經有較久的應用歷史，但是由于公路建設范圍較為廣泛，不同地區施工技術規范和要求存在一定差異，對材料性能也具有不同要求，因此必須結合施工現場情況，做好材料的現場試驗檢測。在一般施工技術要求下，現場材料性能主要體現在馬歇爾指標和強度兩個方面。馬歇爾指標的技術指標主要包括穩定度、流值和無側限抗壓強度三個技術指標，強度則包括干劈裂強度和濕劈裂強度。通過相應的試驗方法和檢測頻率設置，能夠準確判定材料質量，確保材料性能達到工程施工要求。通常情形下，現場材料和廠拌再生材料性能有所偏差，強度性能有所偏低，對材料的水穩定性造成影響，因此應當采用工藝優化方式，確保性能達到施工要求，避免成本浪費，為技術應用經濟效益實現奠定良好基礎。

（四）做好質量檢測和養護工作

就地泡沫瀝青冷再生技術應用，在施工過程中受到多方面因素影響，應當全面做好質量檢測工作，在確保前一流程質量達到設計要求下，才能夠進行后續施工，避免由于重復性施工造成材料和人工浪費，對經濟效益造成影響。同時由于冷再生層強度需要經過一段時間才能達到設計參數，因此在碾壓完成后，可以采用路面覆蓋草袋或土工布結合灑水形式做好養生處理。在部分高溫或低溫施工場景下，在整體施工作業完成后，還應當做好養護管理中的組織，采取必要的措施進行全面養護，以確保施工質量達到設計要求。

（五）強化施工現場管理和質量控制

根據上述各個方面材料參數要求做好材料準備基礎上，要確保冷再生技術的經濟效益充分體現出來，還應當做好施工現場的管理工作，通過施工現場范圍的合理界定，盡量減少施工作業對現有交通狀況的影響，保持道路交通能夠有序進行，以此更好的降低工程施工成本投入。在施工過程中，還要遵循新時期精細化施工管理要求，全面做好各個環節的施工質量控制，有效提升整體施工水平，避免出現施工質量達不到要求而重現施工等方面問題，確保項目經濟效益水平能夠切實體現出來。為確保施工現場和質量控制目標的達成，在施工過程中還應當加強做好施工機械和人員調配工作，做好施工安全和施工進度管理，由此合理做好施工成本控制，為提升項目建設經濟效益奠定良好基礎。

五、結束語

當前我國公路交通事業穩定發展態勢下，瀝青冷再生技術應用已經成為項目經濟效益提升的重要路徑，但是就整體而言，相關方面技術應用還較為滯后，舊瀝青利用水平還有待進一步提升，相關企業必須在做好各方面研究和施工控制基礎上，才能夠將技術應用的經濟效益體現出來。

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