泡沫沥青冷再生技术在道路维修养护中的应用分析

刘精科

（南通市江海公路工程有限公司，江苏 南通 226300）

0 引言

随着经济的快速发展和人口的增长，城市化进程不断加速，城市交通压力不断增大，传统道路维修方法存在一系列问题，已不能满足新的道路要求，如：高耗能、高成本、环境污染等，而泡沫沥青冷再生技术是一种采用泡沫沥青及适量水泥及碎石作为再生材料的道路维修方法，其通过将废旧的沥青混凝土碎料与泡沫沥青和水泥进行混合，在现场用冷再生设备进行铣刨粉碎、加湿、搅拌等处理，再铺设在道路表面碾压成型，这种技术不仅能够100%利用废旧材料，也能够节约资源消耗和减少环境污染，因此，对泡沫沥青冷再生技术在道路维修养护中的应用进行深度研究就显得愈发急迫。

1 工程概况

某城市主干道泡沫沥青冷再生工程位于市区主干道，总长约5km，该工程是针对城市主干道路面的修复和改造，采用泡沫沥青冷再生技术进行材料再利用和环保施工[1]。首先，对路面上老化和损坏的沥青进行铣刨，同时清除路面杂物和表面附着物，收集和储存被铣刨的废旧沥青材料。其次，在离工程现场一定距离区域建设冷再生搅拌站，设置泡沫机、再生破碎机、添加剂混合设备等设施，将废旧沥青混合料运输至冷再生搅拌站，经过破碎、筛分和冷再生处理，添加适量添加剂和泡沫剂，制成再生泡沫沥青料，并将其运输至工程现场，与新石料及水泥混合，在指定路段进行路面再铺设。施工过程中，采用专用路面摊铺机进行铺筑及平整，双钢轮、单钢轮以2.5～3km/h，胶轮以3.5～4km/h 的速度进行压实，成型后养护24h。最后，待路面再铺设材料完成固化后，进行路面标线和交通恢复工作，包括道路中心线、车行道分隔线和人行横道等标线的绘制，以及交通信号灯的重新调整和恢复。借助泡沫沥青冷再生技术对城市主干道路面进行修复和改造，既能够减少废旧固体材料排放，又可以有效降低新材料开采和资源消耗，在保证工程顺利实施的基础上，提升道路的承载能力、平整度，延长其使用寿命，改善市区交通状况和行车安全性。

2 泡沫沥青冷再生技术的特点和流程

泡沫沥青冷再生技术是一种利用废旧沥青混凝土材料进行再生利用的先进技术，通过添加适量泡沫剂将废旧沥青混凝土制成泡沫沥青混凝土，从而重新利用这些废旧材料，该技术能够减少自然资源的消耗和建筑垃圾的产生，同时提高材料性能。泡沫沥青冷再生技术广泛应用于道路建设和其他工程领域，具有环保、节能的优点，同时，该技术还能够提高材料的力学性能，由于泡沫沥青在冷再生过程中能够与废旧的混合料充分融合，因此材料的强度、稳定性和耐久性得到提高，使其能够适用于高等级公路下面层及中面层的建设和低等级公路的各层建设。

2.1 特点

2.1.1 节能

如果只需要对沥青路面进行维修改造，泡沫沥青冷再生技术可以最大化地节约成本及减少碳排放。泡沫沥青冷再生技术可以在现场就地进行再生施工操作，不需要将废旧沥青运输到热拌再生厂，减少了材料的回炉加工及材料再运回工地的中间环节，节省了时间和人力成本，提高了施工效率。泡沫沥青冷再生技术不需要进行高温处理，因此能耗比传统方法低。传统沥青再生技术一般需要高温回炉再生，会消耗大量能源，而泡沫沥青冷再生技术则不需要加热，可节约能源。经泡沫沥青再生技术加工后的沥青具有良好的黏附性和抗水损性，能够保持较好的材料特性，提高了沥青混合料的强度和稳定性，延长了道路的使用寿命。泡沫沥青冷再生技术是一种具有低能耗、环保性高、耐久性高、成本低和施工便捷的技术。随着对环境保护要求的提升，泡沫沥青冷再生技术有望得到更广泛的应用。

2.1.2 减少废气排放

相较于热拌沥青或者厂拌热再生而言，冷再生技术可以极大地减少废气排放及能源消耗，这些有害物质可能包括氮氧化物、二氧化硫、氧化物和颗粒物等。据统计，3.8m 宽单车道每公里减少碳排放21.8t，可有效助力国家碳排放达标行动。另外，使用冷再生技术可避免材料的多次运输，能够节约运输成本，减少汽车尾气排放，从而降低对大气环境的影响，减少空气污染[2]。

2.2 再生流程

2.2.1 现场准备。先将原路面进行人工清扫，确保原路表无污染，表面干净、无灰尘和杂物。对沥青路面材料（RAP）进行筛分试验，以便再生级配设计，确定泡沫沥青和水泥掺量，确定最佳含水量、沥青发泡温度及发泡用水量。

2.2.2 混合料预处理。预处理过程包括清理和筛分等步骤。首先，清理废旧的沥青破碎料，去除其中可能存在的杂质和污染物。清理后，将沥青破碎料进行筛分，以分离出不同粒径的颗粒。去除过大或过小的颗粒，确保混合料中颗粒的均匀性和级配性。这样的预处理流程能够提高混合料的质量和性能，并且减少再生过程中泡沫沥青的损耗，从而为实施泡沫沥青冷再生技术奠定良好的基础。

2.2.3 混合料加水搅拌。将经过预处理的废旧沥青破碎料和废旧矿粉输入混合料搅拌罐，与适量的水进行混合，形成含水量适中的混合料，并进行充分的搅拌和混合，使混合料均匀且稳定。

2.2.4 加入发泡沥青形成再生材料。在混合料搅拌过程中，向搅拌罐中喷入适量的A 级70 号道路石油沥青，与混合料充分混合，使沥青均匀裹覆于混合料中。通过查看仪表显示确认泡沫沥青或乳化沥青含量和含水量数值以及再生混合料表面状况是否异常。

2.2.5 摊铺。将发泡后的混合料直接输送至摊铺机，摊铺工艺同普通热拌沥青一样，摊铺过程中，由专人测量松铺厚度。

2.2.6 碾压。碾压主要分为预压、初压、复压和终压，每个压路机碾压区间长度控制在60m 左右。预压时，双钢轮压路机静压1 遍，振动2 遍；初压时，单钢轮压路机小振2 遍，大振2 遍；复压时，两台胶轮压路机各压6 遍；终压时，双钢轮压路机静压1 遍。压路机进行碾压时可喷少量的水雾，以防止压路机轮黏结冷再生料。碾压结束后24h 即可开放交通，快速恢复路面通行。

2.2.7 施工使用。经过冷再生技术处理后的泡沫沥青可以直接用于道路施工，如路面铺设、路基修复等。泡沫沥青冷再生工艺中使用的泡沫沥青乳化剂是关键材料，它能够使混合料中的废旧沥青破碎料和废旧矿粉与沥青乳化剂充分混合反应，形成稳定的泡沫沥青。冷再生设备的选择和操作也是影响冷再生效果的重要因素。因此，在实施泡沫沥青冷再生技术时，需要选择合适的设备和乳化剂，严格控制每个步骤的操作流程，以确保再生沥青的质量和性能[3]。

3 泡沫沥青冷再生技术的适用范围和条件

3.1 适用范围

泡沫沥青冷再生技术适用范围广泛，包括但不限于以下方面：第一，高速公路及普通国省干线公路维修和改造。泡沫沥青冷再生技术可以用于快速、高效地修复和改造道路，其能够回收再利用老化、破损的道路面材料，将其与新沥青混合后重新铺设，以减少资源浪费，降低建设成本，提高工程质量，延长道路使用寿命。第二，市政工程。泡沫沥青冷再生技术适用于市政道路、人行道等城市基础设施维修和改造，通过回收和再利用老化沥青材料，可以节约成本、减少施工时间，同时减少对环境的影响。第三，机场道面维修。泡沫沥青冷再生技术在机场道面维修中也有广泛应用，其可以将产生老化裂缝、坑洞等损坏的道面进行冷再生处理，以提高道面的平整度和抗剥离性能，使之能够适应航空器的起降和运行。第四，农村道路。农村道路的维修和改造也可以采用泡沫沥青冷再生技术，该技术可以将老化的道路面材料回收再利用，以减少新材料使用量，降低维修成本，延长道路使用寿命。第五，工业道路和停车场。泡沫沥青冷再生技术也适用于工业道路和停车场的维修和改造，通过回收利用旧道路材料，可以降低修复成本，提高其耐久性和承载能力[4]。

3.2 适用条件

3.2.1 废旧沥青混合料。需要有足够的废旧沥青混合料可供再生利用，因此，在实施泡沫沥青冷再生技术之前，需要进行废旧沥青混合料的收集和储存工作，以确保原料供应充足，还需要对废旧沥青混合料进行合理的管理和维护，以保证其质量和可再生性。

3.2.2 再生机。需要有配套泡沫机和冷再生搅拌站设备用于泡沫沥青料的制备和再生加工，泡沫机主要用于制备泡沫沥青料，其通过将空气和水与沥青进行混合，形成一种泡沫状混合物，从而改善混合、黏结性能。冷再生搅拌站设备主要用于废旧沥青料的再生加工。泡沫机和冷再生搅拌站设备通常由具备相应技术和工艺要求的专业生产厂家设计和制造，在实施泡沫沥青冷再生技术时，需要根据具体情况选择合适的设备，并确保其安全、稳定地运行。在老路面按级配设计铺设碎石，然后利用水泥撒布车撒布水泥，该再生机铣刨拌和的混合料可直接输送至摊铺机进行同步摊铺，先进的再生机组一机两用，冷铣刨及再生功能集成一体，再生机（3.8m 宽）可整车道施工，减少接缝。

3.2.3 材料质量要求。废旧沥青混合料质量要求较低是因为其已经经过使用和老化，其物理和力学性能可能下降，但在进行泡沫沥青冷再生技术时，仍然需要对废旧沥青混合料进行质量控制，以确保再生后的材料能够达到道路施工标准。对于新骨料和添加剂，其质量要求同样需要符合道路施工标准，例如：碎石材料可通过筛分和洗涤等工艺达到物理和化学要求，而添加剂是指用于改善沥青混合料性能的材料，可改善黏结性能、抗水分损失等，这些新骨料和添加剂的质量应符合相关标准和规范，以确保再生后的混合料具有良好的工程性能[5]。因此，在实施泡沫沥青冷再生技术时，需要对废旧沥青混合料、新骨料和添加剂进行严格的检验和质量控制，以确保再生后的混合料达到道路施工标准和要求。

3.2.4 施工条件。在混合过程中，废旧沥青混合料的含水量需适中，泡沫沥青料的温度也需要控制在合理范围内，以确保材料的黏结性能和稳定性能及发泡效果。由于较高的湿度会影响废旧沥青混合料的黏结效果，可能导致再生材料质量下降，因此，在施工过程中应尽量避免高湿度的环境，或者采取相应措施进行湿度控制。与此同时，因为废旧沥青混合料的收集、加工和再生工作需要一定时间，且施工过程中需要确保操作的连续性和流程的顺畅性，因此，在安排施工时间时需要充分考虑工艺流程需要和施工计划的合理性。此外，施工环境中的其他因素也需要合理考虑，如：气候条件、天气等，以确保再生材料的质量和工程的可靠性。图1 为某泡沫沥青冷再生工程现场施工图。

图1 某泡沫沥青冷再生工程现场施工图

3.2.5 工程设计和监测。首先，需要对泡沫沥青冷再生工程进行合理设计，例如：再生材料的选择和配比、施工工艺和流程的设计、设备的选择和布置等，设计过程中需要综合考虑材料特性、道路要求和环境条件等因素，确保泡沫沥青冷再生工程能够满足道路施工标准和要求。其次，在进行泡沫沥青冷再生工程时，需要进行施工监测，以确保工程质量，施工监测包括对材料、设备和施工过程的监控，例如：对再生材料质量进行抽样检测，对设备运行状态和工艺参数进行监控，对施工过程操作进行现场监测等，通过施工监测，可以及时发现问题和缺陷，并采取相应措施进行调整和修正，以确保工程质量。最后，在进行泡沫沥青冷再生工程时，需要进行质量控制，确保再生材料符合道路施工标准和要求，包括对废旧沥青混合料、新骨料、添加剂等材料进行检验和测试，对混合材料的配比和掺入量进行控制，对沥青加热、混合和形成新的道路结构等环节进行质量控制，还需要建立和执行相应的质量管理体系和标准，确保再生工程的整体质量。

4 结语

综上所述，在道路维修养护中，泡沫沥青冷再生技术具有诸多优势和应用价值，其节能、减少废气排放的特点使其成为环保型道路维修方法的重要选择。再生流程简单，包括现场准备、混合料预处理、加水搅拌、加入发泡沥青形成再生材料、摊铺和碾压等步骤，适用范围广泛，可对废旧沥青混合料进行再生利用。然而，泡沫沥青冷再生技术还存在一些问题，如设备投资大、技术难题和施工质量难以控制等。为了充分发挥技术的优势，还需要进一步改进设备和技术，加强质量监控和管理，从而提高道路维修养护的效果和质量，在未来的道路维修养护工作中，泡沫沥青冷再生技术将会发挥更加重要的作用。