泡沫沥青再生沥青混合料室内试验研究

摘要：泡沫沥青再生沥青混合料技术是一种兼具节能环保和较高社会经济效益的新型路面养护技术。该试验研究从发泡效果和沥青混合料配合比试验两方面综合确定泡沫沥青最佳用量，采用了泡沫沥青传统分析方法（膨胀率和半衰期关系）和室内验证试验。

关键词：泡沫沥青 最佳用水量 最佳用量

随着我国公路建设迅速发展，我国的高速公路通车总里程世界第二，高等级公路的路面中，沥青路面约占80% 左右。据统计，中国每年都会制造几百万吨的废旧沥青混合料，其中仅有一小部分可再生利用，废弃物料的不断产生已严重超出环境承载力。随着废旧物料处理技术的研究不断跟进，建筑市场出现了一种新型沥青混合料冷拌技术，它的技术原理是通过泡沫沥青对废旧沥青混合料进行二次加工，产生的沥青物料可直接用作道路维修养护材料。这项技术的应用，解决了废旧沥青材料的回收利用问题，节省了混合料用量，减少了一部分材料成本和运输成本，最重要的是能够避免环境受到二次污染。

1 泡沫沥青产生机理

泡沫沥青，俗称膨胀沥青，是在热沥青中按比例注入一定量的水使其体积膨胀，形成沥青泡沫。膨胀的泡沫会在很短的时间内破裂。膨胀沥青实际是物力变化的过程。沥青泡沫在接触集料的瞬间会变成无数“小颗粒”散布于细粒料表面，成为粘有沥青的细填缝料，使用时经拌和压实，这些细料便可充当填缝砂浆使用。原沥青体积膨胀后黏性降低，与常温湿粒料拌和时均匀度较好，恰恰能够满足二次利用的要求。经拌和的混合料无需加热便可直接作为工程材料使用，也无需乳化，因而比传统热沥青和乳化沥青更具利用价值。

2 原材料

试验所用试样是原有沥青混凝土面层经铣刨后选取的具有代表性的试样，沥青为SK90#，水泥32.5矿渣水泥。在室内对铣刨料风干后的材料进行筛分试验，得到以下数据（见表1）：

根据《公路沥青路面再生技术规范》中的级配范围及旧料的筛分结果看出，旧料2.36mm及以下的筛孔通过率偏小，需要加入部分石屑调整级配，石屑筛分结果见表2。

3 沥青发泡试验

本次发泡试验使用SK90#沥青，并对该沥青在150℃、160℃温度下，进行不同用水量的发泡试验，试验结果如图所示。

由图最终确定本项目SK90#沥青的最佳发泡条件：发泡温度为150℃；发泡用水量为2.0%。

4 泡沫沥青再生混合料级配设计

4.1 合成级配组成设计 按照工程要求，混合料通常采用中粒式级配。掺加比例以及合成级配组成详见下图。根据下图的合成级配，进行混合料配合比设计及强度试验以检验该合成级配是否满足设计要求，从而确定最终的设计级配。

4.2 确定最佳含水量与最大干密度 根据83.5：15：1.5的设计比，将风干的旧沥青路面铣刨料、石屑、水泥混合拌匀，通过重型击实试验得到再生混合料最佳含水量6%。

4.3 确定最佳泡沫沥青用量 根据83.5：15：1.5的设计比，将旧沥青路面铣刨料、石屑、水泥混合拌匀，继而测试最佳含水量，再按照1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%的设计要求在混合料中分别添加五种泡沫沥青。根据沥青路面再生技术规范，采用正确的试件成型方法及养生措施，基于不同的沥青用量制备试件，然后对试件的干湿劈裂强度进行测验，得到表3所示的数据信息。

从上表可以看出：随着泡沫沥青用量的增加，干湿劈裂比也相应增加，在2.5%～3.0%之间增加的幅度最大，故泡沫沥青用量最佳掺量为2.8%。

5 结论

本文首先通过SK90#沥青，在不同温度、含水量的条件下确定最佳发泡用水量为2%，其次，在合成级配中旧沥青路面铣刨料、石屑、水泥的掺加比例（83.5：15：1.5）不变的条件下，通过调整泡沫沥青掺量比例，进行劈裂强度试验后，确定泡沫沥青用量最佳掺量为2.8%。

参考文献：

[1]拾方治，孙大全，罗芳艳，吕伟民.泡沫沥青混合料物理力学特性的试验研究[J].公路，2004（5）.

[2]拾方治.沥青发泡原理及发泡特性的试验研究[J].建筑材料学报，2004（2）.

[3]赵永宽，钱华.泡沫沥青冷再生技术的研究[J].交通标准化，2005（09）.