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技术动态:泡沫沥青就地冷再生技术的应用
2006年5月23日 9:7  来源:《建设机械技术与管理》杂志  作者:邬谷丰

    摘要:本文探讨了我国许多沥青路面进入大修期将要面临的严峻形势,分析了传统路面维修的缺陷提出了采用泡沫沥青冷再生维修道路的思路。并结合浙江省01省道海宁段泡沫沥青就地再生试验路段,介绍了路面的维修方案、结构设计和材料设计结果、施工设备以及初期成本分析。

    关键词:泡沫沥青就地冷再生大修工程

    1引言

    目前在我国已建成的沥青路面中,不少沥青路面发生严重的早期病害已经是不讳的事实。一种是沥青路面建成不久,在当年或者2~3年,沥青路面就发生不同程度的车辙、坑槽、网裂,许多属于水损坏或伴随着疲劳产生的损坏。另一类早期损坏是指普遍达不到路面设计要求的设计年限(大部分是15年),更不能与国际上的设计年限30~50年相比,充其量7~8年,或者10年左右就必须大修,而且这种大修是经常是“开膛破肚”式的,不仅仅对沥青面层维修,还必须同时维修基层甚至是底基层。这种大修不仅成本很高,而且严重影响正常的交通,在工程所在地造成不良的影响。

    另一个方面,进入21世纪以来,随着许多高等级公路进入维修养护和改造阶段,每年约有12%的路面要大修,初步估计每年沥青路面废弃量220万吨。如何对这些物料采用再生技术进行回收,用于路面新建或路面维修工程,既有利于环保,又可节约大量投资(可节省材料费约数亿元)。尤其是在西部地区,大量的旧路面材料再生利用,对于减少污染,保持水土,以较少的投资修筑更多的公路,具有重要意义。

    为了解决上述我国道路建设即将面临的迫切问题,一方面希望开发一种新型道路基层解决半刚性基层沥青路面结构带来的问题,能够有效避免发生早期病害;同时又能解决大量路面材料废弃后造成的污染问题。这时我们发现泡沫沥青作为一种新型道路材料已经引起许多国家道路届的重视。

    而传统的路面大修对策,主要包括两种:翻修和补强(或加铺)。

    (1)翻修

    翻修就是挖除路面结构层,然后重新修建。这种方法第一是造价高,工期长;第二会产生大量铣刨材料,没有合理、计划的使用,污染环境,浪费资源;第三是工程量大,社会影响差。

    (2)补强

    补强主要采用加铺罩面,即在原路面上铺筑新的结构层。这种方法有四个缺点,第一,道路结构承载能力不能得到根本加强;第二,路面结构存在的病害,不能彻底解决,存在潜在危险;第三,不断加铺路面,造成附属设施不断改建;第四,路面结构组合不合理,路面结构中往往存在软弱的夹层。

    近年来,泡沫沥青冷再生技术在国内外日渐兴起,并作为一种经济有效的维修工艺为现代化道路养护带来新的思路。

    2泡沫沥青的原理

    沥青发泡的基本过程,如图1所示。当冷水滴(环境温度)与高温沥青(140℃以上)接触时,将发生以下连锁反应:热沥青与小水滴表面发生热量(能量)交换,使水滴加热至100℃,同时沥青冷却;沥青传递的热量超过了蒸汽潜热,导致体积膨胀,产生蒸汽。膨胀腔里的蒸汽泡在一定压力下压入沥青的连续相;随着融有大量蒸汽泡的沥青从喷嘴喷出,压缩蒸汽膨胀使略微变凉的沥青形成薄膜状,并依靠薄膜的表面张力将气泡完全裹覆;在膨胀过程中,沥青膜产生的表面张力抵抗蒸汽压力直到一种平衡状态,由于沥青与水的低导热性,这种平衡一般能够维持数秒的时间;发泡过程中产生的大量气泡以一种亚稳态的形式存在,泡沫将会逐渐破灭。    

 
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