泡沫瀝青在基層中的推廣與應用

李 濤

(河北省冀州市交通運輸局)

泡沫瀝青在基層中的推廣與應用

李 濤

(河北省冀州市交通運輸局)

摘 要:結合G106國道冀州段泡沫瀝青就地再生試驗路段，介紹了就地冷再生施工技術特點、施工工藝、設備技術與市場預測分析。

關鍵詞:泡沫瀝青;就地冷再生;大修工程

1 就地冷再生施工技術特點

(1)成本低。道路就地冷再生由于全部利用了舊的鋪層材料，從而減少了道路維修或改造時舊鋪層材料的挖起運輸、廢置和新材料的購置，節約能源，從而導致成本大幅度下降。(2)效率高。道路就地冷再生機械施工一次性可以完成銑刨、破碎、添加、拌和及攤鋪，從而簡化了施工程序，縮短施工工期。使用就地冷再生機械，每天施工可完成5 000～8 000 m2的工作量。(3)質量好。就地冷再生可以根據不同道路舊鋪層材料的實際情況進行設計，選擇不同的添加劑，配比準確，可以保證再生材料的優秀品質和施工質量，形成施工成型厚而均勻的粘結層，從而保證了維修后道路的使用期限，使再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當。(4)污染少。使用傳統的道路維修方法，瀝青路面廢棄量十分巨大，對環境造成污染大量新材料的開采，也會造成資源減少和環境的破壞。采用冷再生技術施工，舊料得以充分再生利用，從而大大減少了新筑路材料的開采量;也不存在舊料的運輸與存放問題，是一項綠色環保技術。(5)干擾低。冷再生施工的特點是大型機械，密集施工，將因施工而造成的交通干擾降到了最低。該機械具有封閉式自動控制添加系統，可以防止粉塵飛揚，有利于文明施工。冷再生機械組合可以處于同一條車道內，不影響另一條車道車輛通行，可進行開放式施工，特別適用于交通量較大或路寬較窄情況下的道路的施工。

2 泡沫瀝青工作原理

在高溫瀝青中加入少量水，瀝青就會產生微細的泡沫，從而使瀝青膨脹。此時瀝青的物理性質會暫時發生變化，其粘度顯著降低，可以方便地與冷濕粒料拌合均勻，這種狀態下的瀝青即稱為泡沫瀝青。

泡沫瀝青又叫膨脹瀝青。通過將一定的發泡介質(蒸汽或冷水)注入高溫液態瀝青中。因發泡介質受熱會突然汽化，引起大量的微細泡沫，在很短的時間內，介質和瀝青的混合液形成霧狀。此時瀝青的粘度降低，體積急劇膨脹數倍至數十倍，隨后汽化過程結束，泡沫會逐漸破裂消失，瀝青又恢復原來的體積和粘度。整個膨脹過程是個純粹的物理過程，所產生的泡沫瀝青并不改變瀝青本身的化學與物理性質。泡沫瀝青混凝土作為對舊有路面修復的一種技術，現在正越來越多地被使用。泡沫瀝青混凝土是全厚式再生技術之一，適用材料比較廣泛，包括各種瀝青路面和基層及含塑性指數的穩定土材料。對舊有路面及基層材料，可摻入一定比例的新石料，利用發泡技術使瀝青成泡沫狀態與再生的骨料粘結在一起，經過攤鋪碾壓成型，形成全厚式的瀝青基層。

瀝青發泡的基本過程，當冷水與高溫瀝青接觸時，將發生以下連鎖反應。熱瀝青與小水滴表面發生熱量(能量)交換，使水滴加熱至100℃，同時瀝青冷卻;瀝青傳遞的熱量超過了蒸汽潛熱，導致體積膨脹，產生蒸汽。膨脹腔里的蒸汽泡在一定壓力下壓入瀝青的連續相;隨著融有大量蒸汽泡的瀝青從噴嘴噴出，壓縮蒸汽膨脹使略微變涼的瀝青形成薄膜狀，并依靠薄膜的表面張力將氣泡完全裹覆;在膨脹過程中，瀝青膜產生的表面張力抵抗蒸汽壓力直到一種平衡狀態，由于瀝青與水的低導熱性，這種平衡一般能夠維持數秒的時間;發泡過程中產生的大量氣泡以一種亞穩態的形式存在，泡沫將會逐漸破滅。

衡量泡沫瀝青的質量的主要參數是發泡率和半衰期。發泡率是最終形成泡沫瀝青的最大體積與最初未泡沫化時瀝青的體積之比，一般泡沫瀝青的膨脹比應為15～20。半衰期為泡沫瀝青的體積縮減至其最大體積50%時所用的時間，半衰期以s計，一般半衰期數值在10～15 s之間。原則上發泡率越大、半衰期越長的泡沫瀝青質量越好。

泡沫瀝青由再生機上的泡沫瀝青輸送及噴灑系統產生并直接噴灑進再生機的拌和罩殼內。在粒料中，泡沫瀝青的用量一般為3% ～5%(重量百分比)。當被再生的混合料中本很含有較多瀝青時，其用量可降低為2% ～3%。在采用泡沫瀝青作為穩定劑時，加入少量水泥(一般為1% ～2%)是有好處的，它可以使再生混合料結構層早期強度提高，從而獲得所需強度，提高表面質量，防止裂紋的發生。

路面的冷再生施工速度快，經過正確設計施工再生得到的混合料質量良好，能滿足正常的路用性能。采用冷再生技術還可以節約大量的養護和建設資金，減少廢舊混合料對環境的污染，因此具有重大的經濟效益和社會效益.

3 就地冷再生技術的應用

就地冷再生技術的優越性，必將會得到越來越廣泛的應用，其社會效益、經濟效益會越來越大。它的發展空間也會非常巨大。這種客觀實際的存在是使得就地冷再生技術受到認同并且得到快速發展的原始動力。隨著國家對環境污染，再生能源工作的重視。特別是隨著我國社會主義新農村建設步伐的加快，國家一方面要新建一些鄉村公路。另外一方面要對原有的縣、鄉公路進行升級改造，瀝青路面維修養護量不斷增加。由于就地冷再生節省能源，不產生環境污染，保護生態等優點，隨著二級以下路網的改造，就地冷再生機的市場正在逐年擴大。從2005年以后，特別是泡沫瀝青技術的發展，各施工單位開始使用冷再生技術進行公路的升級改造試驗，冷再生技術在國內逐步推廣使用。

瀝青路面在服務幾年后其破壞速度會大大加快，但及時的維修，如重新罩面或再生利用等方法可以保持路面的質量并延長道路的使用壽命。根據世界銀行的調查，路面質量下降40%時需花費1美元進行修復，若因為修復不及時而導致路面質量喪失了80%，此時修復就得花費4～5美元。從目前的工程實踐來看，瀝青路面冷再生技術在道路再生中具有明顯的優勢，隨著我國陸續建成的等級公路進入大、中修期及鄉村公路的升級改造，瀝青路面就地冷再生技術將得到普遍重視。

中圖分類號:U416.214

C

1008-3383(2011)06-0097-01

收稿日期:2011-04-17