技術動態(tài)：泡沫瀝青就地冷再生技術的應用
| 1引言 目前在我國已建成的瀝青路面中，不少瀝青路面發(fā)生嚴重的早期病害已經(jīng)是不諱的事實。一種是瀝青路面建成不久，在當年或者2～3年，瀝青路面就發(fā)生不同程度的車轍、坑槽、網(wǎng)裂，許多屬于水損壞或伴隨著疲勞產(chǎn)生的損壞。另一類早期損壞是指普遍達不到路面設計要求的設計年限（大部分是15年），更不能與國際上的設計年限30～50年相比，充其量7～8年，或者10年左右就必須大修，而且這種大修是經(jīng)常是“開膛破肚”式的，不僅僅對瀝青面層維修，還必須同時維修基層甚至是底基層。這種大修不僅成本很高，而且嚴重影響正常的交通，在工程所在地造成不良的影響。 另一個方面，進入21世紀以來，隨著許多高等級公路進入維修養(yǎng)護和改造階段，每年約有12%的路面要大修，初步估計每年瀝青路面廢棄量220萬噸。如何對這些物料采用再生技術進行回收，用于路面新建或路面維修工程，既有利于環(huán)保，又可節(jié)約大量投資（可節(jié)省材料費約數(shù)億元）。尤其是在西部地區(qū)，大量的舊路面材料再生利用，對于減少污染，保持水土，以較少的投資修筑更多的公路，具有重要意義。 為了解決上述我國道路建設即將面臨的迫切問題，一方面希望開發(fā)一種新型道路基層解決半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)帶來的問題，能夠有效避免發(fā)生早期病害；同時又能解決大量路面材料廢棄后造成的污染問題。這時我們發(fā)現(xiàn)泡沫瀝青作為一種新型道路材料已經(jīng)引起許多國家道路屆的重視。 而傳統(tǒng)的路面大修對策，主要包括兩種：翻修和補強（或加鋪）。 （1）翻修 翻修就是挖除路面結(jié)構(gòu)層,然后重新修建。這種方法第一是造價高，工期長；第二會產(chǎn)生大量銑刨材料，沒有合理、計劃的使用，污染環(huán)境，浪費資源；第三是工程量大，社會影響差。 （2）補強 補強主要采用加鋪罩面，即在原路面上鋪筑新的結(jié)構(gòu)層。這種方法有四個缺點，第一，道路結(jié)構(gòu)承載能力不能得到根本加強；第二，路面結(jié)構(gòu)存在的病害，不能徹底解決，存在潛在危險；第三，不斷加鋪路面，造成附屬設施不斷改建；第四，路面結(jié)構(gòu)組合不合理，路面結(jié)構(gòu)中往往存在軟弱的夾層。 近年來，泡沫瀝青冷再生技術在國內(nèi)外日漸興起，并作為一種經(jīng)濟有效的維修工藝為現(xiàn)代化道路養(yǎng)護帶來新的思路。 2泡沫瀝青的原理 瀝青發(fā)泡的基本過程，如圖1所示。當冷水滴（環(huán)境溫度）與高溫瀝青（140℃以上）接觸時，將發(fā)生以下連鎖反應：熱瀝青與小水滴表面發(fā)生熱量（能量）交換，使水滴加熱至100℃，同時瀝青冷卻；瀝青傳遞的熱量超過了蒸汽潛熱，導致體積膨脹，產(chǎn)生蒸汽。膨脹腔里的蒸汽泡在一定壓力下壓入瀝青的連續(xù)相；隨著融有大量蒸汽泡的瀝青從噴嘴噴出，壓縮蒸汽膨脹使略微變涼的瀝青形成薄膜狀，并依靠薄膜的表面張力將氣泡完全裹覆；在膨脹過程中，瀝青膜產(chǎn)生的表面張力抵抗蒸汽壓力直到一種平衡狀態(tài)，由于瀝青與水的低導熱性，這種平衡一般能夠維持數(shù)秒的時間；發(fā)泡過程中產(chǎn)生的大量氣泡以一種亞穩(wěn)態(tài)的形式存在，泡沫將會逐漸破滅。 |
