芻議泡沫瀝青優勢分析與移動式攪拌工藝特點

侯文慧,申鐵軍

（1.山西路橋第一工程有限公司, 山西 太原 030006; 2.山西路橋建設集團有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

泡沫瀝青技術可以利用銑刨舊料是它在現如今的市場中最大的發展優勢。主要是因為受到氣候變暖的影響，人們對于環保的意識更加的強烈，而泡沫瀝青在使用的過程中對環境有著極大的保護作用，所以受到施工單位的青睞，將在市場中長遠地發展下去[1]。

1 泡沫瀝青的發泡特性分析

目前主要采用膨脹率和半衰期2個指標對瀝青發泡特性進行評價[2]。膨脹率反映泡沫瀝青的黏度大小[3]，半衰期反映泡沫瀝青的穩定性。其中膨脹率指發泡體積倍數[4]，半衰期指體積縮減至一半所用時間[5]。試驗選擇的發泡條件要求膨脹率盡可能大，半衰期盡可能長[6]。見表1、圖1、圖2、圖3。

表1 瀝青發泡特性試驗表

從表1、圖1、圖2、圖3可以看出，評價瀝青發泡效果時，膨脹率和半衰期是兩個密不可分的指標[7]，最好的發泡效果應使兩個值均比較大，而不能單獨采用一個指標來控制[8]。發泡瀝青的膨脹率≥10倍，半衰期≥8 s[9]。

圖1 瀝青145 ℃發泡特性

圖2 瀝青155 ℃發泡特性

圖3 瀝青165 ℃發泡特性

2 泡沫瀝青的優點與優勢分析

2.1 泡沫瀝青的優點

（1）泡沫瀝青可以使舊路面廢物回收再利用，既利于環保，又節約大量投資。

（2）泡沫瀝青在使用的過程中其混合料可以長時間的存貯，而且不需加熱，只要碾壓就可以迅速成型[10]。

（3）泡沫瀝青技術因為采用的是新技術澆鋪路面，所以不僅強度、抗疲勞度優異，而且使用壽命更長[11]。

2.2 泡沫瀝青的優勢

泡沫瀝青和傳統的瀝青相比，具有以下優點：

（1）使用壽命長。泡沫瀝青是采用先進的技術生產研制而出的，和傳統的瀝青相比在性能上更加具有優勢，不僅鋪設的路面強度非常高，而且抗疲勞度以及抗水性都更佳，從而使其具有長久的使用壽命[12-13]。

（2）環保性質好。泡沫瀝青之所以能夠在如今的路面建設中受到用戶的喜愛，最大的特性就是具有環保的性質，能夠對舊路面回收回來的廢料進行再利用，不僅節約了資源，還對周圍的環境起到了非常好的保護作用[14-15]。

3 廠拌泡沫瀝青冷再生移動式攪拌工藝特點

廠拌泡沫瀝青冷再生工藝的核心生產設備為維特根KMA220移動式攪拌站，它相對老款機型KMA200而言，生產能力提高了10%，達到220 t/h的產量，其性能甚至超越很多固定式攪拌站。優良的工程質量需要一流工程設備做支撐[16]，總結起來，KMA220生產泡沫瀝青冷再生料具有以下三大特點：

3.1 便捷節能

移動式攪拌站結構緊湊便于運輸轉場，同時對于場地的要求較為寬松，可以在工地附近安裝就位，經輕松設定并實現最經濟有效的攤鋪料生產；可將料車在工地與攪拌站之間的耗時降到最低，減少燃油消耗[17]。

3.2 環保高質

原瀝青路面銑刨料的再生既不需要干燥也不需要加熱，降低了CO2排放，減少環境污染。眾多高精度、易于操控的測量及控制儀表，確保了成品料配比的精確與高品質，從而保證了工程的內在質量[18]。

3.3 高效低價

131 kW的輸出功率完全滿足了攪拌站的動力需求，220 t/h的拌和能力保證了在6 min內裝滿一臺滿載20 t的料車，這種持續且可觀的產能，完全可以滿足像福格勒S2500這樣大型攤鋪機的施工需要[19]。

4 廠拌泡沫瀝青冷再生移動式攪拌應用項目與注意事項

4.1 應用情況

（1）國道218線那拉提至巴侖臺公路項目第NBTZ-8標段位于新疆維吾爾自治區巴州和靜縣境內，起訖里程：K474+700~K510+000，全長36.541 km，項目起于巴侖臺鎮察汗諾爾達坂，沿既有G218北側陽坡布線至察汗諾爾達坂，經衛國道班至駱駝溝口。由于溝谷自然縱坡非常大，路線沿溝谷兩側來回展線下坡，在哈爾薩拉溝K510+000處至標段終點，沿線三次橫跨既有國道218線。該項目K474+700~K477+000設計速度100 km/h，路基寬度25.0 m；K477+000~K510+000設計速度80 km/h，路基寬度24.5 m。該項目2022年應用廠拌泡沫瀝青冷再生移動式攪拌工藝，高精度3D智能化攤鋪的施工現場，幾個用于發射和接收信號的“蘑菇頭”設備被安裝到正在施工的攤鋪機上。隨著攤鋪機勻速前進，已拌和的混合料被均勻地攤鋪在路面之上，3D智能攤鋪自動控制系統在國道218線那拉提至巴侖臺公路項目成功應用。施工過程中，施工人員只需把路面、攤鋪厚度等相關數據輸入系統中，系統就會形成相關的3D數據，反饋到攤鋪機上，自動進行精確的攤鋪作業，在節省人員投入、減少人機交叉的同時，減少測量放樣的工作內容，有效縮短施工周期，精準控制結構層厚度、標高及平整度，有效提升了生產工效和工程質量。路面碾壓完畢后，技術人員立即測量驗證其標高、橫坡和縱坡等參數的準確度，得出的結果完全符合設計要求，該次試鋪取得圓滿成功。

（2）研究泡沫瀝青冷再生與水性環氧瀝青強化的路面技術，開展泡沫瀝青科研試驗段鋪筑工作。技術人員與泡沫瀝青領域專家深入施工一線，對泡沫瀝青施工理論、銑刨料、機械設備以及現場施工工藝進行指導。該次試驗使用的舊料為對原有瀝青混凝土面層進行銑刨后選取的代表性試樣，然后進行配合比設計。瀝青為90#（瀝青指標為：針入度87.5 mm，軟化點44.15 ℃，延度15 ℃＞100 cm）。水泥為礦渣硅酸鹽水泥。將銑刨料風干后在室內進行篩分試驗，將風干的銑刨料、石屑和水泥按擬定的比例混合，通過重型擊實試驗確定再生混合料的技術參數，經過兩個月的工藝調試以及室內試驗，在攤鋪科研試驗段，長度1 km，結構層為17 cm泡沫瀝青面層+3 mm環氧磨耗層，待養生期過后鋪筑3 mm的環氧磨耗層。泡沫瀝青相較于傳統熱瀝青能有效降低道路建設成本，泡沫瀝青混合料的材料單位成本約為傳統熱瀝青混合料的1/3，泡沫瀝青冷再生路面的綜合成本約為傳統熱拌熱鋪瀝青路面的1/2甚至更低，泡沫瀝青冷再生路面具有很高的性價比。持續發揮技術咨詢和試驗檢測方面的優勢，對開展的固廢利用提供技術指導，推動及規范固廢材料資源化、規模化利用，從而提升施工單位的整體技術水平和施工質量，達到降本增效、高質量、高標準建設。

（3）該項目聚焦高速新設備、新材料，推進交通新設備建設，一是加快推進融雪劑加工廠、環保節能型瀝青混凝土4000型拌和站項目建設；二是控制新舊黃土路基的不均勻變形，結合重載交通嚴重、拼接路基為濕陷性黃土兩大特征，提出黃土新舊路基拼接處治措施；三是針對高陡巖質邊坡二次開挖、高填方路堤開挖穩定性問題，提出改進變形控制方法，形成系列技術指南；四是針對橋梁工程中肋板式橋臺的弊端，引入埋置式樁接蓋梁式橋臺的施工方法，取消抗滑樁及其配套施工防護措施；五是開展施工作業區交通安全保通技術攻關。

4.2 注意事項

該技術的注意事項有以下幾個方面：

（1）要檢查好泡沫瀝青的質量。這點是在使用過程中需要著重注意的一點，只有保證了產品的質量，才能夠保證后期使用的效果，瀝青質量直接影響路面質量。

（2）要注意使用的環境。雖然泡沫瀝青的使用限制比較少，但是要想有一個高品質的鋪設效果，還是需要注意一定的環境因素。

（3）做好密封工作。在泡沫瀝青的存儲當中，首先要做好瀝青的密封工作，以免在存儲的過程中由于沒有密封好而導致瀝青出現質量問題，造成巨大的經濟損失。

（4）要做好下承層的處理工作。在使用泡沫瀝青之前，一定要先把路面的下承層處理好，只有這樣才能夠保證路面有一個高質量的鋪設效果，也不會在使用的過程中出現地面不整齊等問題。

4.3 前景分析

山西省高速公路網基本形成，主要工作由新建逐步轉向養護。傳統施工方式效率低、交通干擾大、資源消耗高、舊料廢棄多的問題突出，在養護資金和資源能源相對匱乏的國情下，必須向預防性養護轉型。泡沫瀝青移動攪拌技術可全面改善路面性能，而且成本低、施工期短，從技術配套、全壽命周期等出發進行分析（具體包括銷售額、產值、利潤及稅收等），是應用最廣泛的技術之一。

5 結束語

綜上，泡沫瀝青技術與移動式攪拌工藝相結合，舊瀝青路面的銑刨材料的重復使用無疑會降低工程造價。同時因高品質泡沫瀝青柔性頂基層的使用，可適當減小瀝青面層的鋪筑厚度，從而在另一角度也大幅度降低了工程成本。