泡沫瀝青冷再生技術(shù)在高速公路改擴(kuò)建中的應(yīng)用

　　泡沫瀝青冷再生技術(shù)可以將原路面的銑刨料再生使用，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。本文主要討論泡沫瀝青冷再生技術(shù)在高速公路改擴(kuò)建過程中的應(yīng)用。

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　　一、實(shí)施泡沫瀝青冷再生技術(shù)的可行性分析

　　當(dāng)前，在公路建設(shè)中提高資源利用效率，注重公路建設(shè)與環(huán)境保護(hù)并舉以及使公路發(fā)展與自然環(huán)境相和諧，是新時(shí)期公路建設(shè)的新理念，于是如何應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝，增加公路建設(shè)的投資效益，已成為公路建設(shè)者越來越關(guān)注的問題。

　　我國(guó)的公路建設(shè)近幾年取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是仍然不能滿足巨大的交通負(fù)載量，由于超額負(fù)載以及設(shè)計(jì)施工養(yǎng)護(hù)使用方面的諸多問題造成公路出現(xiàn)變形、車轍、磨損、裂紋等損壞現(xiàn)象，使得我國(guó)已修建的許多公路不得不進(jìn)行改擴(kuò)建，以滿足巨大的車流量。在改擴(kuò)建過程中，由于原路面有適當(dāng)?shù)膿p壞現(xiàn)象，必須先用銑刨機(jī)把原路面的面層銑刨，然后用新的瀝青混合料重新攤鋪。這樣就會(huì)有大量的銑刨料，如果不再次回收利用，一方面造成環(huán)境污染，另一方面是對(duì)資源的極大浪費(fèi)。

　　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)的作用下形成具有一定路用性能的路面結(jié)構(gòu)層。廢棄的瀝青路面材料不僅可以通過此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用變廢為寶，而且可將其中的老化瀝青重新激活再生利用，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境節(jié)約資源的目的。另外，通過泡沫瀝青再生技術(shù)的應(yīng)用，可將半剛性路面結(jié)構(gòu)改造成相應(yīng)柔性的基層路面結(jié)構(gòu)，起到優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)組合形式、延長(zhǎng)路面使用壽命的效果。

　　二、潼西高速公路改擴(kuò)建中對(duì)泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用

　　泡沫瀝青冷再生技術(shù)是通過將原路面銑刨后的材料集中廠拌后再生使用，采用強(qiáng)制式拌和，拌和效果好，同時(shí)可以濾除超粒徑材料，從而保證再生材料的質(zhì)量;拌和料用攤鋪機(jī)施工，工藝成熟，平整度較好。

　　連霍線潼關(guān)至西安高速公路改擴(kuò)建工程是全國(guó)第一個(gè)大面積使用泡沫瀝青冷再生技術(shù)的改擴(kuò)建高速公路，充分利用廢舊瀝青，節(jié)約工程造價(jià)約2800萬元左右。顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)為陜西公路大修、改擴(kuò)建提供了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

　　泡沫瀝青冷再生技術(shù)是將一定的常溫水注入熱瀝青，使其發(fā)生膨脹，形成大量的瀝青泡沫，并在很短的時(shí)間內(nèi)讓瀝青泡沫破裂。瀝青泡沫會(huì)化為數(shù)以萬計(jì)的“小顆粒”，散布于路面的表層，形成粘有大量瀝青的細(xì)料填補(bǔ)縫隙。經(jīng)過拌和壓實(shí)，這些細(xì)料能填充路面的空隙，達(dá)到類似砂漿的作用，使混合料穩(wěn)定。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，泡沫瀝青冷再生技術(shù)具有混合料存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、提高剪切強(qiáng)度、減少粒料對(duì)水的敏感度等優(yōu)勢(shì)。在潼西高速公路改擴(kuò)建主線硬路肩和互通匝道，使用18cm泡沫瀝青冷再生代替12cm厚ATB-30下面層和6cm厚AC-20中面層，它增大了瀝青穩(wěn)定層的厚度，增強(qiáng)了路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、抗疲勞和抗水損害的能力。

　　控制發(fā)泡量是泡沫瀝青冷再生技術(shù)的一個(gè)難點(diǎn)，量多或者量少都會(huì)影響路面強(qiáng)度。經(jīng)過試驗(yàn)室反復(fù)的試驗(yàn)，最后得出的結(jié)論是：溫度、水量、氣壓是決定發(fā)泡量的重要因素，技術(shù)人員分別采集了三組數(shù)據(jù)研究，最終確定水溫160℃、水量2%、氣壓5.0MPa為最佳發(fā)泡條件，瀝青用量則控制在2.5±0.2%為宜。

　　在節(jié)約能源方面，泡沫瀝青冷再生技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。潼西高速改擴(kuò)建項(xiàng)目設(shè)計(jì)，下面層瀝青用量是3.4%，中面層瀝青用量是4.3%，而采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)，充分利用廢料，節(jié)約碎石，鋪筑在硬路肩和互通匝道上取代了中、下面層，只需瀝青2.5%，相當(dāng)于節(jié)省了一半的瀝青用量。12公分厚的下面層每平方米造價(jià)98元，6公分厚的中面層每平方米造價(jià)61元，中、下面層每平方米造價(jià)共計(jì)159元。而18公分厚的泡沫瀝青冷再生每平方米造價(jià)僅為76元，這樣，泡沫瀝青冷再生取代中、下面層后每平方米就節(jié)約了83元，1公里節(jié)省成本259790元。潼西高速改擴(kuò)建工程全線利用銑刨料做泡沫瀝青冷再生約6.18萬立方米，共節(jié)省工程造價(jià)2800萬元左右，真正地實(shí)現(xiàn)了變廢為寶。不僅如此，泡沫瀝青冷再生在人力、機(jī)械方面的投入也很少。泡沫瀝青采取自然養(yǎng)生，在暑期兩天內(nèi)就可完成，而傳統(tǒng)的灑水養(yǎng)生，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)7天。

　　三、應(yīng)用泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

　　1.銑刨速度對(duì)銑刨料的影響

　　泡沫瀝青冷再生依靠專用銑刨機(jī)將原路面進(jìn)行銑刨獲取原材料，也就是說泡沫瀝青冷再生材料的原材料主要來自于舊路面材料，而集料級(jí)配是決定混合料路用性能的重要因素，因此控制銑刨機(jī)的速度是獲取理想再生材料的首要控制手段。通過銑刨機(jī)四種不同的銑刨速度進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比能夠發(fā)現(xiàn)，對(duì)于上、中面層一起銑刨的銑刨速度，應(yīng)控制在8~10m/min;上、中、下面層一起銑刨的銑刨速度，應(yīng)控制在6~8m/min，銑刨速度超過10m/min時(shí)，銑刨料的級(jí)配明顯偏粗，表現(xiàn)在4.75mm以下材料通過率偏低。

　　2.適當(dāng)增加粗集料含量有利于增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性及強(qiáng)度

　　目前國(guó)際上通用的泡沫瀝青再生材料級(jí)配建議，初始材料配合比為：銑刨料(%)：石屑(%)：水泥(%)=80：18.5：1.5。通過現(xiàn)場(chǎng)泡沫瀝青混合料級(jí)配調(diào)整試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)集料的嵌鎖作用決定了泡沫瀝青混合料的穩(wěn)定性，因此加入適當(dāng)?shù)拇旨嫌欣谛纬梢欢ǖ墓羌芙Y(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性及強(qiáng)度，適當(dāng)降低細(xì)集料的含量，以改善再生層的表面粗糙度。因此潼西改擴(kuò)建項(xiàng)目采用級(jí)配方案改為：銑刨料(%)：石屑(%)：水泥(%)=76.5：22.0：1.5。

　　3.有效控制瀝青拌和設(shè)備生產(chǎn)率防止配比失衡

　　由于拌和設(shè)備儲(chǔ)料倉的容量與裝載機(jī)的裝載速度有限，因此拌合生產(chǎn)率不宜過高，建議將廠拌設(shè)備的生產(chǎn)率調(diào)整為110~130t/h，以防止銑刨料供應(yīng)不足，導(dǎo)致銑刨料和添加材料的比例失衡。

　　4.成品料離析的解決方案

　　由于粗細(xì)集料重量不等，在成品料是通過輸料皮帶運(yùn)送至卡車的過程中，粗集料慣性大，從而使得粗集料拋出較遠(yuǎn)，而細(xì)集料容易黏附在皮帶上，造成在卡車裝運(yùn)時(shí)料倉中粗細(xì)集料分布不均的情況，最終導(dǎo)致攤鋪機(jī)在攤鋪時(shí)兩個(gè)攪龍之間出現(xiàn)產(chǎn)生離析現(xiàn)象。研究表明將成品料輸送到地面上，然后再用裝載機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單翻拌后再裝運(yùn)，可以有效解決卡車中材料的離析問題。

　　5.配備足夠大的水泥料倉和瀝青罐

　　水泥料罐偏小時(shí)，需要頻繁添加水泥，造成連續(xù)工作停頓影響施工效率。瀝青罐車容量偏小時(shí)，頻繁更換和等待瀝青罐車也將嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。因此配備足夠大的水泥料倉和瀝青罐是提高工作效率的必要條件。

　　綜上所述，泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用到高速公路改擴(kuò)建中可以節(jié)約資源、減少污染，同時(shí)可以極大地節(jié)省資金、保護(hù)環(huán)境，該技術(shù)的推廣應(yīng)用，必將為科學(xué)合理地進(jìn)行舊路改造找到一種新途徑。泡沫瀝青冷再生技術(shù)是一門技巧性很強(qiáng)的技術(shù)，在我國(guó)許多省市都進(jìn)行了有益的嘗試，但使用效果參差不齊。從現(xiàn)有的泡沫瀝青冷再生技術(shù)使用情況來看，銑刨料級(jí)配較大的變異性是再生技術(shù)的固有性質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)銑刨設(shè)備的控制是保證獲得較為均勻材料的重要途徑。另外對(duì)一些技術(shù)細(xì)節(jié)加于掌握，并增加研磨使用效果是相當(dāng)令人滿意的。

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