刍议泡沫沥青优势分析与移动式搅拌工艺特点

侯文慧,申铁军

（1.山西路桥第一工程有限公司, 山西 太原 030006; 2.山西路桥建设集团有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

泡沫沥青技术可以利用铣刨旧料是它在现如今的市场中最大的发展优势。主要是因为受到气候变暖的影响，人们对于环保的意识更加的强烈，而泡沫沥青在使用的过程中对环境有着极大的保护作用，所以受到施工单位的青睐，将在市场中长远地发展下去[1]。

1 泡沫沥青的发泡特性分析

目前主要采用膨胀率和半衰期2个指标对沥青发泡特性进行评价[2]。膨胀率反映泡沫沥青的黏度大小[3]，半衰期反映泡沫沥青的稳定性。其中膨胀率指发泡体积倍数[4]，半衰期指体积缩减至一半所用时间[5]。试验选择的发泡条件要求膨胀率尽可能大，半衰期尽可能长[6]。见表1、图1、图2、图3。

表1 沥青发泡特性试验表

从表1、图1、图2、图3可以看出，评价沥青发泡效果时，膨胀率和半衰期是两个密不可分的指标[7]，最好的发泡效果应使两个值均比较大，而不能单独采用一个指标来控制[8]。发泡沥青的膨胀率≥10倍，半衰期≥8 s[9]。

图1 沥青145 ℃发泡特性

图2 沥青155 ℃发泡特性

图3 沥青165 ℃发泡特性

2 泡沫沥青的优点与优势分析

2.1 泡沫沥青的优点

（1）泡沫沥青可以使旧路面废物回收再利用，既利于环保，又节约大量投资。

（2）泡沫沥青在使用的过程中其混合料可以长时间的存贮，而且不需加热，只要碾压就可以迅速成型[10]。

（3）泡沫沥青技术因为采用的是新技术浇铺路面，所以不仅强度、抗疲劳度优异，而且使用寿命更长[11]。

2.2 泡沫沥青的优势

泡沫沥青和传统的沥青相比，具有以下优点：

（1）使用寿命长。泡沫沥青是采用先进的技术生产研制而出的，和传统的沥青相比在性能上更加具有优势，不仅铺设的路面强度非常高，而且抗疲劳度以及抗水性都更佳，从而使其具有长久的使用寿命[12-13]。

（2）环保性质好。泡沫沥青之所以能够在如今的路面建设中受到用户的喜爱，最大的特性就是具有环保的性质，能够对旧路面回收回来的废料进行再利用，不仅节约了资源，还对周围的环境起到了非常好的保护作用[14-15]。

3 厂拌泡沫沥青冷再生移动式搅拌工艺特点

厂拌泡沫沥青冷再生工艺的核心生产设备为维特根KMA220移动式搅拌站，它相对老款机型KMA200而言，生产能力提高了10%，达到220 t/h的产量，其性能甚至超越很多固定式搅拌站。优良的工程质量需要一流工程设备做支撑[16]，总结起来，KMA220生产泡沫沥青冷再生料具有以下三大特点：

3.1 便捷节能

移动式搅拌站结构紧凑便于运输转场，同时对于场地的要求较为宽松，可以在工地附近安装就位，经轻松设定并实现最经济有效的摊铺料生产；可将料车在工地与搅拌站之间的耗时降到最低，减少燃油消耗[17]。

3.2 环保高质

原沥青路面铣刨料的再生既不需要干燥也不需要加热，降低了CO2排放，减少环境污染。众多高精度、易于操控的测量及控制仪表，确保了成品料配比的精确与高品质，从而保证了工程的内在质量[18]。

3.3 高效低价

131 kW的输出功率完全满足了搅拌站的动力需求，220 t/h的拌和能力保证了在6 min内装满一台满载20 t的料车，这种持续且可观的产能，完全可以满足像福格勒S2500这样大型摊铺机的施工需要[19]。

4 厂拌泡沫沥青冷再生移动式搅拌应用项目与注意事项

4.1 应用情况

（1）国道218线那拉提至巴仑台公路项目第NBTZ-8标段位于新疆维吾尔自治区巴州和静县境内，起讫里程：K474+700~K510+000，全长36.541 km，项目起于巴仑台镇察汗诺尔达坂，沿既有G218北侧阳坡布线至察汗诺尔达坂，经卫国道班至骆驼沟口。由于沟谷自然纵坡非常大，路线沿沟谷两侧来回展线下坡，在哈尔萨拉沟K510+000处至标段终点，沿线三次横跨既有国道218线。该项目K474+700~K477+000设计速度100 km/h，路基宽度25.0 m；K477+000~K510+000设计速度80 km/h，路基宽度24.5 m。该项目2022年应用厂拌泡沫沥青冷再生移动式搅拌工艺，高精度3D智能化摊铺的施工现场，几个用于发射和接收信号的“蘑菇头”设备被安装到正在施工的摊铺机上。随着摊铺机匀速前进，已拌和的混合料被均匀地摊铺在路面之上，3D智能摊铺自动控制系统在国道218线那拉提至巴仑台公路项目成功应用。施工过程中，施工人员只需把路面、摊铺厚度等相关数据输入系统中，系统就会形成相关的3D数据，反馈到摊铺机上，自动进行精确的摊铺作业，在节省人员投入、减少人机交叉的同时，减少测量放样的工作内容，有效缩短施工周期，精准控制结构层厚度、标高及平整度，有效提升了生产工效和工程质量。路面碾压完毕后，技术人员立即测量验证其标高、横坡和纵坡等参数的准确度，得出的结果完全符合设计要求，该次试铺取得圆满成功。

（2）研究泡沫沥青冷再生与水性环氧沥青强化的路面技术，开展泡沫沥青科研试验段铺筑工作。技术人员与泡沫沥青领域专家深入施工一线，对泡沫沥青施工理论、铣刨料、机械设备以及现场施工工艺进行指导。该次试验使用的旧料为对原有沥青混凝土面层进行铣刨后选取的代表性试样，然后进行配合比设计。沥青为90#（沥青指标为：针入度87.5 mm，软化点44.15 ℃，延度15 ℃＞100 cm）。水泥为矿渣硅酸盐水泥。将铣刨料风干后在室内进行筛分试验，将风干的铣刨料、石屑和水泥按拟定的比例混合，通过重型击实试验确定再生混合料的技术参数，经过两个月的工艺调试以及室内试验，在摊铺科研试验段，长度1 km，结构层为17 cm泡沫沥青面层+3 mm环氧磨耗层，待养生期过后铺筑3 mm的环氧磨耗层。泡沫沥青相较于传统热沥青能有效降低道路建设成本，泡沫沥青混合料的材料单位成本约为传统热沥青混合料的1/3，泡沫沥青冷再生路面的综合成本约为传统热拌热铺沥青路面的1/2甚至更低，泡沫沥青冷再生路面具有很高的性价比。持续发挥技术咨询和试验检测方面的优势，对开展的固废利用提供技术指导，推动及规范固废材料资源化、规模化利用，从而提升施工单位的整体技术水平和施工质量，达到降本增效、高质量、高标准建设。

（3）该项目聚焦高速新设备、新材料，推进交通新设备建设，一是加快推进融雪剂加工厂、环保节能型沥青混凝土4000型拌和站项目建设；二是控制新旧黄土路基的不均匀变形，结合重载交通严重、拼接路基为湿陷性黄土两大特征，提出黄土新旧路基拼接处治措施；三是针对高陡岩质边坡二次开挖、高填方路堤开挖稳定性问题，提出改进变形控制方法，形成系列技术指南；四是针对桥梁工程中肋板式桥台的弊端，引入埋置式桩接盖梁式桥台的施工方法，取消抗滑桩及其配套施工防护措施；五是开展施工作业区交通安全保通技术攻关。

4.2 注意事项

该技术的注意事项有以下几个方面：

（1）要检查好泡沫沥青的质量。这点是在使用过程中需要着重注意的一点，只有保证了产品的质量，才能够保证后期使用的效果，沥青质量直接影响路面质量。

（2）要注意使用的环境。虽然泡沫沥青的使用限制比较少，但是要想有一个高品质的铺设效果，还是需要注意一定的环境因素。

（3）做好密封工作。在泡沫沥青的存储当中，首先要做好沥青的密封工作，以免在存储的过程中由于没有密封好而导致沥青出现质量问题，造成巨大的经济损失。

（4）要做好下承层的处理工作。在使用泡沫沥青之前，一定要先把路面的下承层处理好，只有这样才能够保证路面有一个高质量的铺设效果，也不会在使用的过程中出现地面不整齐等问题。

4.3 前景分析

山西省高速公路网基本形成，主要工作由新建逐步转向养护。传统施工方式效率低、交通干扰大、资源消耗高、旧料废弃多的问题突出，在养护资金和资源能源相对匮乏的国情下，必须向预防性养护转型。泡沫沥青移动搅拌技术可全面改善路面性能，而且成本低、施工期短，从技术配套、全寿命周期等出发进行分析（具体包括销售额、产值、利润及税收等），是应用最广泛的技术之一。

5 结束语

综上，泡沫沥青技术与移动式搅拌工艺相结合，旧沥青路面的铣刨材料的重复使用无疑会降低工程造价。同时因高品质泡沫沥青柔性顶基层的使用，可适当减小沥青面层的铺筑厚度，从而在另一角度也大幅度降低了工程成本。