泡沫瀝青冷再生技術在道路維修養護中的應用分析

劉精科

（南通市江海公路工程有限公司，江蘇 南通 226300）

0 引言

隨著經濟的快速發展和人口的增長，城市化進程不斷加速，城市交通壓力不斷增大，傳統道路維修方法存在一系列問題，已不能滿足新的道路要求，如：高耗能、高成本、環境污染等，而泡沫瀝青冷再生技術是一種采用泡沫瀝青及適量水泥及碎石作為再生材料的道路維修方法，其通過將廢舊的瀝青混凝土碎料與泡沫瀝青和水泥進行混合，在現場用冷再生設備進行銑刨粉碎、加濕、攪拌等處理，再鋪設在道路表面碾壓成型，這種技術不僅能夠100%利用廢舊材料，也能夠節約資源消耗和減少環境污染，因此，對泡沫瀝青冷再生技術在道路維修養護中的應用進行深度研究就顯得愈發急迫。

1 工程概況

某城市主干道泡沫瀝青冷再生工程位于市區主干道，總長約5km，該工程是針對城市主干道路面的修復和改造，采用泡沫瀝青冷再生技術進行材料再利用和環保施工[1]。首先，對路面上老化和損壞的瀝青進行銑刨，同時清除路面雜物和表面附著物，收集和儲存被銑刨的廢舊瀝青材料。其次，在離工程現場一定距離區域建設冷再生攪拌站，設置泡沫機、再生破碎機、添加劑混合設備等設施，將廢舊瀝青混合料運輸至冷再生攪拌站，經過破碎、篩分和冷再生處理，添加適量添加劑和泡沫劑，制成再生泡沫瀝青料，并將其運輸至工程現場，與新石料及水泥混合，在指定路段進行路面再鋪設。施工過程中，采用專用路面攤鋪機進行鋪筑及平整，雙鋼輪、單鋼輪以2.5～3km/h，膠輪以3.5～4km/h 的速度進行壓實，成型后養護24h。最后，待路面再鋪設材料完成固化后，進行路面標線和交通恢復工作，包括道路中心線、車行道分隔線和人行橫道等標線的繪制，以及交通信號燈的重新調整和恢復。借助泡沫瀝青冷再生技術對城市主干道路面進行修復和改造，既能夠減少廢舊固體材料排放，又可以有效降低新材料開采和資源消耗，在保證工程順利實施的基礎上，提升道路的承載能力、平整度，延長其使用壽命，改善市區交通狀況和行車安全性。

2 泡沫瀝青冷再生技術的特點和流程

泡沫瀝青冷再生技術是一種利用廢舊瀝青混凝土材料進行再生利用的先進技術，通過添加適量泡沫劑將廢舊瀝青混凝土制成泡沫瀝青混凝土，從而重新利用這些廢舊材料，該技術能夠減少自然資源的消耗和建筑垃圾的產生，同時提高材料性能。泡沫瀝青冷再生技術廣泛應用于道路建設和其他工程領域，具有環保、節能的優點，同時，該技術還能夠提高材料的力學性能，由于泡沫瀝青在冷再生過程中能夠與廢舊的混合料充分融合，因此材料的強度、穩定性和耐久性得到提高，使其能夠適用于高等級公路下面層及中面層的建設和低等級公路的各層建設。

2.1 特點

2.1.1 節能

如果只需要對瀝青路面進行維修改造，泡沫瀝青冷再生技術可以最大化地節約成本及減少碳排放。泡沫瀝青冷再生技術可以在現場就地進行再生施工操作，不需要將廢舊瀝青運輸到熱拌再生廠，減少了材料的回爐加工及材料再運回工地的中間環節，節省了時間和人力成本，提高了施工效率。泡沫瀝青冷再生技術不需要進行高溫處理，因此能耗比傳統方法低。傳統瀝青再生技術一般需要高溫回爐再生，會消耗大量能源，而泡沫瀝青冷再生技術則不需要加熱，可節約能源。經泡沫瀝青再生技術加工后的瀝青具有良好的黏附性和抗水損性，能夠保持較好的材料特性，提高了瀝青混合料的強度和穩定性，延長了道路的使用壽命。泡沫瀝青冷再生技術是一種具有低能耗、環保性高、耐久性高、成本低和施工便捷的技術。隨著對環境保護要求的提升，泡沫瀝青冷再生技術有望得到更廣泛的應用。

2.1.2 減少廢氣排放

相較于熱拌瀝青或者廠拌熱再生而言，冷再生技術可以極大地減少廢氣排放及能源消耗，這些有害物質可能包括氮氧化物、二氧化硫、氧化物和顆粒物等。據統計，3.8m 寬單車道每公里減少碳排放21.8t，可有效助力國家碳排放達標行動。另外，使用冷再生技術可避免材料的多次運輸，能夠節約運輸成本，減少汽車尾氣排放，從而降低對大氣環境的影響，減少空氣污染[2]。

2.2 再生流程

2.2.1 現場準備。先將原路面進行人工清掃，確保原路表無污染，表面干凈、無灰塵和雜物。對瀝青路面材料（RAP）進行篩分試驗，以便再生級配設計，確定泡沫瀝青和水泥摻量，確定最佳含水量、瀝青發泡溫度及發泡用水量。

2.2.2 混合料預處理。預處理過程包括清理和篩分等步驟。首先，清理廢舊的瀝青破碎料，去除其中可能存在的雜質和污染物。清理后，將瀝青破碎料進行篩分，以分離出不同粒徑的顆粒。去除過大或過小的顆粒，確保混合料中顆粒的均勻性和級配性。這樣的預處理流程能夠提高混合料的質量和性能，并且減少再生過程中泡沫瀝青的損耗，從而為實施泡沫瀝青冷再生技術奠定良好的基礎。

2.2.3 混合料加水攪拌。將經過預處理的廢舊瀝青破碎料和廢舊礦粉輸入混合料攪拌罐，與適量的水進行混合，形成含水量適中的混合料，并進行充分的攪拌和混合，使混合料均勻且穩定。

2.2.4 加入發泡瀝青形成再生材料。在混合料攪拌過程中，向攪拌罐中噴入適量的A 級70 號道路石油瀝青，與混合料充分混合，使瀝青均勻裹覆于混合料中。通過查看儀表顯示確認泡沫瀝青或乳化瀝青含量和含水量數值以及再生混合料表面狀況是否異常。

2.2.5 攤鋪。將發泡后的混合料直接輸送至攤鋪機，攤鋪工藝同普通熱拌瀝青一樣，攤鋪過程中，由專人測量松鋪厚度。

2.2.6 碾壓。碾壓主要分為預壓、初壓、復壓和終壓，每個壓路機碾壓區間長度控制在60m 左右。預壓時，雙鋼輪壓路機靜壓1 遍，振動2 遍；初壓時，單鋼輪壓路機小振2 遍，大振2 遍；復壓時，兩臺膠輪壓路機各壓6 遍；終壓時，雙鋼輪壓路機靜壓1 遍。壓路機進行碾壓時可噴少量的水霧，以防止壓路機輪黏結冷再生料。碾壓結束后24h 即可開放交通，快速恢復路面通行。

2.2.7 施工使用。經過冷再生技術處理后的泡沫瀝青可以直接用于道路施工，如路面鋪設、路基修復等。泡沫瀝青冷再生工藝中使用的泡沫瀝青乳化劑是關鍵材料，它能夠使混合料中的廢舊瀝青破碎料和廢舊礦粉與瀝青乳化劑充分混合反應，形成穩定的泡沫瀝青。冷再生設備的選擇和操作也是影響冷再生效果的重要因素。因此，在實施泡沫瀝青冷再生技術時，需要選擇合適的設備和乳化劑，嚴格控制每個步驟的操作流程，以確保再生瀝青的質量和性能[3]。

3 泡沫瀝青冷再生技術的適用范圍和條件

3.1 適用范圍

泡沫瀝青冷再生技術適用范圍廣泛，包括但不限于以下方面：第一，高速公路及普通國省干線公路維修和改造。泡沫瀝青冷再生技術可以用于快速、高效地修復和改造道路，其能夠回收再利用老化、破損的道路面材料，將其與新瀝青混合后重新鋪設，以減少資源浪費，降低建設成本，提高工程質量，延長道路使用壽命。第二，市政工程。泡沫瀝青冷再生技術適用于市政道路、人行道等城市基礎設施維修和改造，通過回收和再利用老化瀝青材料，可以節約成本、減少施工時間，同時減少對環境的影響。第三，機場道面維修。泡沫瀝青冷再生技術在機場道面維修中也有廣泛應用，其可以將產生老化裂縫、坑洞等損壞的道面進行冷再生處理，以提高道面的平整度和抗剝離性能，使之能夠適應航空器的起降和運行。第四，農村道路。農村道路的維修和改造也可以采用泡沫瀝青冷再生技術，該技術可以將老化的道路面材料回收再利用，以減少新材料使用量，降低維修成本，延長道路使用壽命。第五，工業道路和停車場。泡沫瀝青冷再生技術也適用于工業道路和停車場的維修和改造，通過回收利用舊道路材料，可以降低修復成本，提高其耐久性和承載能力[4]。

3.2 適用條件

3.2.1 廢舊瀝青混合料。需要有足夠的廢舊瀝青混合料可供再生利用，因此，在實施泡沫瀝青冷再生技術之前，需要進行廢舊瀝青混合料的收集和儲存工作，以確保原料供應充足，還需要對廢舊瀝青混合料進行合理的管理和維護，以保證其質量和可再生性。

3.2.2 再生機。需要有配套泡沫機和冷再生攪拌站設備用于泡沫瀝青料的制備和再生加工，泡沫機主要用于制備泡沫瀝青料，其通過將空氣和水與瀝青進行混合，形成一種泡沫狀混合物，從而改善混合、黏結性能。冷再生攪拌站設備主要用于廢舊瀝青料的再生加工。泡沫機和冷再生攪拌站設備通常由具備相應技術和工藝要求的專業生產廠家設計和制造，在實施泡沫瀝青冷再生技術時，需要根據具體情況選擇合適的設備，并確保其安全、穩定地運行。在老路面按級配設計鋪設碎石，然后利用水泥撒布車撒布水泥，該再生機銑刨拌和的混合料可直接輸送至攤鋪機進行同步攤鋪，先進的再生機組一機兩用，冷銑刨及再生功能集成一體，再生機（3.8m 寬）可整車道施工，減少接縫。

3.2.3 材料質量要求。廢舊瀝青混合料質量要求較低是因為其已經經過使用和老化，其物理和力學性能可能下降，但在進行泡沫瀝青冷再生技術時，仍然需要對廢舊瀝青混合料進行質量控制，以確保再生后的材料能夠達到道路施工標準。對于新骨料和添加劑，其質量要求同樣需要符合道路施工標準，例如：碎石材料可通過篩分和洗滌等工藝達到物理和化學要求，而添加劑是指用于改善瀝青混合料性能的材料，可改善黏結性能、抗水分損失等，這些新骨料和添加劑的質量應符合相關標準和規范，以確保再生后的混合料具有良好的工程性能[5]。因此，在實施泡沫瀝青冷再生技術時，需要對廢舊瀝青混合料、新骨料和添加劑進行嚴格的檢驗和質量控制，以確保再生后的混合料達到道路施工標準和要求。

3.2.4 施工條件。在混合過程中，廢舊瀝青混合料的含水量需適中，泡沫瀝青料的溫度也需要控制在合理范圍內，以確保材料的黏結性能和穩定性能及發泡效果。由于較高的濕度會影響廢舊瀝青混合料的黏結效果，可能導致再生材料質量下降，因此，在施工過程中應盡量避免高濕度的環境，或者采取相應措施進行濕度控制。與此同時，因為廢舊瀝青混合料的收集、加工和再生工作需要一定時間，且施工過程中需要確保操作的連續性和流程的順暢性，因此，在安排施工時間時需要充分考慮工藝流程需要和施工計劃的合理性。此外，施工環境中的其他因素也需要合理考慮，如：氣候條件、天氣等，以確保再生材料的質量和工程的可靠性。圖1 為某泡沫瀝青冷再生工程現場施工圖。

圖1 某泡沫瀝青冷再生工程現場施工圖

3.2.5 工程設計和監測。首先，需要對泡沫瀝青冷再生工程進行合理設計，例如：再生材料的選擇和配比、施工工藝和流程的設計、設備的選擇和布置等，設計過程中需要綜合考慮材料特性、道路要求和環境條件等因素，確保泡沫瀝青冷再生工程能夠滿足道路施工標準和要求。其次，在進行泡沫瀝青冷再生工程時，需要進行施工監測，以確保工程質量，施工監測包括對材料、設備和施工過程的監控，例如：對再生材料質量進行抽樣檢測，對設備運行狀態和工藝參數進行監控，對施工過程操作進行現場監測等，通過施工監測，可以及時發現問題和缺陷，并采取相應措施進行調整和修正，以確保工程質量。最后，在進行泡沫瀝青冷再生工程時，需要進行質量控制，確保再生材料符合道路施工標準和要求，包括對廢舊瀝青混合料、新骨料、添加劑等材料進行檢驗和測試，對混合材料的配比和摻入量進行控制，對瀝青加熱、混合和形成新的道路結構等環節進行質量控制，還需要建立和執行相應的質量管理體系和標準，確保再生工程的整體質量。

4 結語

綜上所述，在道路維修養護中，泡沫瀝青冷再生技術具有諸多優勢和應用價值，其節能、減少廢氣排放的特點使其成為環保型道路維修方法的重要選擇。再生流程簡單，包括現場準備、混合料預處理、加水攪拌、加入發泡瀝青形成再生材料、攤鋪和碾壓等步驟，適用范圍廣泛，可對廢舊瀝青混合料進行再生利用。然而，泡沫瀝青冷再生技術還存在一些問題，如設備投資大、技術難題和施工質量難以控制等。為了充分發揮技術的優勢，還需要進一步改進設備和技術，加強質量監控和管理，從而提高道路維修養護的效果和質量，在未來的道路維修養護工作中，泡沫瀝青冷再生技術將會發揮更加重要的作用。