浅谈泡沫沥青在冷再生技术中的应用

摘要：本文紧紧围绕泡沫沥青在冷再生技术中的应用展开了一系列相关问题的探讨。首先介绍了泡沫沥青和泡沫沥青混合料的研究背景以及相关概念，接着就泡沫沥青应用于养护维修中的关键问题进行了探讨论述，其次还叙述了厂拌泡沫沥青混合料的施工工艺，最后对其经济社会效益进行了评价。

关 键 词：冷再生技术，泡沫沥青，泡沫沥青混合料，施工工艺，效益分析

随着我国经济和社会的发展，公路建设取得了前所未有的成绩。公路里程数的增加随着也带来了养护问题的研究。低碳经济和循环经济发展模式是我国本世纪经济发展的主要方向，是我国实现可持续发展的必然选择。泡沫沥青再生技术以其独特的技术优势和良好的路用性能，已广泛应用于沥青路面再生和养护技术领域中，沥青路面冷再生技术是高等级公路沥青路面改建、大修、养护的发展方向。

1 泡沫沥青简介

1.1 泡沫沥青的相关概念

泡沫沥青也叫膨胀沥青，是指将少量的水和空气注入热沥青中，水遇到高温沥青就被迅速气化，使热沥青产生微弱气泡，使体积迅速膨胀至原来的15～20倍，从而形成泡沫沥青。其技术指标时膨胀率和半衰期。膨胀率（expansion ratio）：指沥青在泡沫状达到的最大体积与泡沫完全消失的体积之比。半周期（half-life）：指泡沫沥青从最大体积降到最大体积的一半所需的时间，以s计。泡沫沥青的生产原理如图1所示：

图1泡沫沥青的生产原理

泡沫沥青的发展可以分成下列几个阶段：

（1）1928年德国的August Jacobi注册了第一个制造沥青泡沫的专利。

（2）1956年依阿华州立大学的Ladi Csanyi博士首次将泡沫沥青用作道路稳定土基层的稳定剂，并注册了专利。

（3）1968年澳大利亚的Mobil Oil公司以冷水替代热蒸汽改进了原有生产工艺并于1971年注册专利。（4）1990年代后，澳大利亚和南非在这方面进行了一系列研究，南非于1998年提出了泡沫沥青混合料设计方法。

1.2 泡沫沥青的性质

从其定义我们可以看出，泡沫沥青并不改变沥青本身的各种物理性质，仅是利用汽化反应阶段沥青体积暂时增大，粘度暂时降低的有利条件，在不增加沥青用量的情况下，有效地增大了沥青同矿料的裹覆面，改善沥青与矿料拌合的和易性，减少沥青混合料中自由沥青膜的厚度，达到提高沥青混合料质量，节省沥青用量之目的。

1.3 泡沫沥青的适用范围

泡沫沥青厂拌冷再生适用于各等级公路的RAP料进行再生利用，再生后的混合料根据其性能和工程情况，可用于高速公路、一级、二级公路沥青路面的下面层及基层；三、四级公路沥青路面的面层，、也可用于市政工程、收费站等其他公路的中下面层和基层，适用范围广泛。当用于三、四级公路或乡村道路沥青路面的表面层时，应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。

2 泡沫沥青混合料

2.1 泡沫沥青冷再生技术的材料要求

2.2.1原材料

将原沥青砼路面铣刨材料（RAP）装运至拌和厂地，在拌和厂配置设备对铣刨料进行筛分，根据铣刨料的尺寸设置了10mm～H31.5mm两道筛网，将铣刨料分成10mm以下细集料部分、10mm～31.5mm粗集料部分5～131.5mm以上大颗粒部分。其中31.5mm以上大颗粒筛分后不再进行再生使用。为了防止筛分后的铣刨材料（RAP）在自重和高温的作用下，重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒，堆料高度不能大于3m，并严禁大型机械在上面停留或走动。

2.2.2 沥青

再生混合料使用的道路石油沥青以及用于发泡的沥青，其技术要求及适用范围应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（ITGF40～2004）中关于道路石油沥青技术要求中70号A级沥青的规定。

2.2.3集料

施工需要添加的粗细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质.并有颗粒级配，质量稳定，其质量应符合JTGF40―2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

2. 3配合比设计

现行?公路沥青路面再生技术规范?（JTGF42～2008）中泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计仍采用马歇尔试验法，设计程序如下：

（1）对旧沥青路面结构材料取样进行性能检测。

（2）考虑是否添加水泥或石灰等。

（3）确定再生混合料的级配范围。

（4）矿料级配设计。

（5）确定合成矿料的最佳含水率。

（6）确定泡沫沥青的最佳用量。

2.4泡沫沥青冷再生混合料的施工

2.4.1施工准备

1）机械组织

2）旧路病害的调查

施工前对全线进行病害调查，复测弯沉检测和标高，然后分类比较，列出需要铣刨的部位与段落，确定分层铣刨处理的方案。

3）旧路面的铣刨

现场采用分层铣刨，铣刨的速度以4～6m/min为宜；铣刨不可超深，也不要留下夹层：铣刨侧面要清理干净，不得有松动颗粒。

2.4.2 拌合

拌和过程中，泡沫沥青温度控制在150%～170%之间。每个工作班随时对混合料进行重新筛分及干、湿劈裂强度试验，每车都必须检验沥青的发泡效果（膨胀率和半衰期）并目测拌制出的泡沫沥青拌和料，发现问题及时处理。含水量根据天气状况进行调整.调整幅度为1%一2%。混合料生产要求做到配料准确、拌合均匀。

2.4.3运输

混合料在成品料口装车时分三次装满，每装一次移动一下车位，避免混合料产生离析。装料顺序依次为中、前、后。配备足够的车辆，，考虑本地气候条件、运距并结合环保要求，料车行驶过程均用盖板覆盖，避免污染、并防止泡沫沥青混合料在运输过程中水分蒸发。

2.4.4摊铺

摊铺施工前，要对水泥稳定碎石底基层的平整度、宽度、高程、强度等项目进行检测，并对其表面杂质清扫干净，检测合格后，方可进行泡沫沥青冷再生下基层的施工。摊铺前熨平板不必预热，以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。

2.4.5碾压

混合料的压实是保证泡沫沥青冷再生基层质量的重要环节。选择合理的压路机组合方式和碾压步骤至关重要。

3结束语

泡沫沥青作为一种新的路面养护材料，泡沫沥青冷再生技术已在许多高速公路扩建工程中得到成功应用。若依照以前的做法，铣刨旧路面后将铣刨料废弃，必将产生大量的建筑废料，造成严重的环境污染。通过冷再生技术的运用，改变废弃旧沥青砼铣刨料的传统做法，实现再生利用，节能环保，变废为宝。

在我国，泡沫沥青的研究还不太完善，作为冷再生技术的发展和应用，泡沫沥青和泡沫沥青混合料颇具潜力，特别是在越来越注重环保要求的今天，减少污染，节能减排，泡沫沥青冷再生技术将有着更广阔的应用前景。

参考文献（References）：

[1]JTGF41―2008，公路沥青路面再生技术规范[S].

[2]DB033/T7l5-2008，公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规程[S].

[3]徐金枝，泡沫沥青及泡沫沥青冷再生混合料技术性能研究[D]，大学博士论文，2007.

[4]郭伍军.泡沫沥青冷再生技术在京港澳高速公路的应用[J] .公路 ，2009 ，（08）.