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（鹿泉市公路设计质监中心 河北 鹿泉 050200）
【摘 要】本论文对泡沫沥青再生技术与传统技术相比的优点、国内外研究现状、开发内容进行研究，该项目将产生巨大的社会、经济和环境效益。
【关键词】泡沫沥青冷再生混合料技术性能；现状；优点；发展趋势；开发内容
Cold recycling of asphalt mixture bubble technical performance of
Ma Jun-hua
(Luquan Highway Design Quality Supervision Center Luquan Hebei 050200)
【Abstract】The paper on the foam asphalt recycling technology and the advantages compared to conventional technologies, research status, development of content for research, the project will have huge social, economic and environmental benefits.
【Key words】Cold recycling of asphalt mixture bubble technical performance;The status quo;Advantage;Trends;Development of content
1. 前言
多年来沥青路面发生严重的早期病害，不得不使人们对此结构产生质疑。长期以来，人们普便认为半刚性基层的最大优点是板体性强，有很高的承载力，但是对它的缺点（如半刚性基层由于温缩和干缩容易引起沥青路面的反射裂缝），却不重视，一旦半刚性基层发生破坏，造成的后果往往是致命的。传统的做法就是“开膛破肚”式的维修，不仅工期长，造价高，而且带来大量废料无法处理。同时，经过十多年的运营，目前许多沥青路面已进入了大、中修期，每年约有12%的路面要大修，初步估计每年沥青路面废料量达220万吨，如何对这些废料采用再生技术进行回收，用于路面新建或维修工程中，既有利于环保，又可节约大量投资。尤其是在一些资源紧张地区，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，具有重要的意义。为了解决上述我国公路建设面临的迫切问题，寻找一种新型路面结构既能避免由于半刚性基层引起的病害；同时又能解决大量路面材料废弃后造成的污染问题成为当务之急。为此，本论文对此进行专项研究，而泡沫沥青冷再生混合料就是在这种情况下应运而生，开展泡沫沥青冷再生混合料专项论文研究无论是对环境保护、减少污染，保持水土、节约投资还是对路面的使用性能，都具有重要价值、与此同时这一论文的开展也符合行业发展的需要。
2. 国内外研究现状
泡沫沥青是1957年由美国Csanyi教授发明的，但发展较慢，直到上世纪90年代，随着施工机械的发展而得到普遍的重视。主要原因有以下几个方面：一是最初没有合适的设备提供这项技术；二是这项技术最初时属于私有专利，限制了技术的发展；第三由于近些年来对资源及环境保护的重视，人们更多地对旧有材料回收利用，从而促进了人们重新利用及开发这项技术，现在新的设备及工艺使得泡沫沥青这项技术得以更容易地实现和运用，从而在工业发达国家越来越普便地使用。Csanyi教授的研究证实，通过向热沥青中引入蒸汽可以产生大量沥青泡沫，此沥青泡沫可有效地用于稳定质量较差的砾石、砂、黄土等路用材料，形成低成本的泡沫沥青混合料，1968年澳大利亚的Mobil Oil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，该方法使得泡沫沥青实用性增强，并且降低了生产成本。其原理是通过向热沥青中加入少量的冷水，沥青的温度传递给水，使水产生急速的气化而使沥青的表面积大量增加，体积膨胀，产生大量的沥青泡沫，沥青粘度在短时间内变得相当低，这种状态的沥青可以很方便的与冷湿粒料拌和均匀。粒料不必像热拌沥青混合料中必须加热至高温而耗费很多能源，沥青也不必像乳化沥青一样需经额外的加工乳化。因此，泡沫沥青使用起来相当方便。泡沫沥青冷再生混合料可用专门的冷再生设备在现场拌和，也可厂拌，然后将混合料摊铺、碾压成型后即可。目前，德国、南非等一些国家在这一技术领域的研究发展比较快，并积累了一定经验，据国外许多国家的应用情况，泡沫沥青再生技术与传统技术相比，具有以下几方面的优点：
（1）可用于处治各种类型的材料（包括劣质的路面料）可以用泡沫沥青稳定的集料范围较广，可以是高质量的碎石，低等级的砂石料、矿渣、破碎的沥青混凝土回收材料RAP（recycled asphalt pavement）等，因此可以根据实际施工条件就地取材。
（2）施工期短，养护工作量小，可尽快开放交通泡沫沥青混合料拌好后，可以立即压实，压实结束即可开放交通，施工工期可以大大缩短，尤其是在城市道路维修中，可以明显减少对繁忙道路的交通影响。泡沫沥青再生混合料可以在各种天气条件下进行施工，如冷天和雨天，都不影响其使用性能。
（3）生产工艺简单、节约资源、降低成本、减少污染、利于环保。与热拌沥青混合料相比，泡沫沥青冷再生混合料只需将沥青加热，石料不需加热，可以节省大量的资源，因此泡沫沥青混合料是一种经济、环保的道路材料。与其它冷法拌和技术相比，对沥青及水用量低，从而减少了费用。从环境角度来讲，避免了挥发物质的生成。
（4）混合料可存放较长时间，保持其工作度。泡沫沥青混合料可以储存达一个月时间，不会影响其使用性能，这样可以很方便的应用于道路的日常维修。
（5）混合料可用作修复沥青路面和基层的病害，有较高的剪切强度、水稳定性。泡沫沥青混合料增加了粒料的剪切强度，同时减小了粒料对水的敏感性。泡沫沥青混合料的强度特征接近水泥、石灰等稳定材料（半刚性材料），但其具有柔性和良好的抗疲劳特性，用其取代半刚性材料铺筑道路的基层可以有效的减少反射裂缝。
（6）有较强的抗变形和抗疲劳性能。
（7）有利于柔性路面与半刚性路面的联结。
3. 发展趋势与省内需求
近年来，河北省内的一些沥青路面，经过十多年的运营，已进入了大、中修期。同时，仍有相当数量的二级公路需要改造，但如何改建和翻修这些路面，既能降低成本又能提高性能，同时又有利于环境保护，是摆在公路建设者面前的一道难题。采用泡沫沥青冷再生，不仅能解决传统道路维修造价高、浪费资源和污染环境的缺陷；同时将高等级道路的铣刨料用泡沫沥青冷再生，并用于为数众多的县乡道路，可以大量节省投资，又可解决旧料的处理问题。因此结合河北省乃至全国实际情况，对泡沫沥青冷再生混合料进行系统的研究，在资源有限、环保越来越受到重视的今天，无疑具有广阔的发展前景。
4. 主要研究开发内容：
4.1 原材料特性分析。（1）回收的旧沥青路面材料的性能分析包括沥青含量试验、含水量试验、混合料的级配筛分试验研究、公路沿线主要路用材料性能调查研究；（2）泡沫沥青特性研究。以沥青膨胀率和半衰期为控制指标研究不同沥青种类、不同用水量、不同温度下沥青的发泡特性。
4.2 泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计研究。（1）铣刨料级配组成及合成级配优化设计 ；（2）泡沫沥青最佳用量确定；（3）最佳用水量确定；（4）填料种类及用量确定。
4.3 泡沫沥青冷再生混合料的力学性能研究。（1）泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试验研究；（2）泡沫沥青冷再生混合料强度特性研究；（3）泡沫沥青冷再生混合料疲劳特性研究；（4）泡沫沥青冷再生混合料水稳性研究。
【摘 要】本论文对泡沫沥青再生技术与传统技术相比的优点、国内外研究现状、开发内容进行研究，该项目将产生巨大的社会、经济和环境效益。
【关键词】泡沫沥青冷再生混合料技术性能；现状；优点；发展趋势；开发内容
Cold recycling of asphalt mixture bubble technical performance of
Ma Jun-hua
(Luquan Highway Design Quality Supervision Center Luquan Hebei 050200)
【Abstract】The paper on the foam asphalt recycling technology and the advantages compared to conventional technologies, research status, development of content for research, the project will have huge social, economic and environmental benefits.
【Key words】Cold recycling of asphalt mixture bubble technical performance;The status quo;Advantage;Trends;Development of content
1. 前言
多年来沥青路面发生严重的早期病害，不得不使人们对此结构产生质疑。长期以来，人们普便认为半刚性基层的最大优点是板体性强，有很高的承载力，但是对它的缺点（如半刚性基层由于温缩和干缩容易引起沥青路面的反射裂缝），却不重视，一旦半刚性基层发生破坏，造成的后果往往是致命的。传统的做法就是“开膛破肚”式的维修，不仅工期长，造价高，而且带来大量废料无法处理。同时，经过十多年的运营，目前许多沥青路面已进入了大、中修期，每年约有12%的路面要大修，初步估计每年沥青路面废料量达220万吨，如何对这些废料采用再生技术进行回收，用于路面新建或维修工程中，既有利于环保，又可节约大量投资。尤其是在一些资源紧张地区，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，具有重要的意义。为了解决上述我国公路建设面临的迫切问题，寻找一种新型路面结构既能避免由于半刚性基层引起的病害；同时又能解决大量路面材料废弃后造成的污染问题成为当务之急。为此，本论文对此进行专项研究，而泡沫沥青冷再生混合料就是在这种情况下应运而生，开展泡沫沥青冷再生混合料专项论文研究无论是对环境保护、减少污染，保持水土、节约投资还是对路面的使用性能，都具有重要价值、与此同时这一论文的开展也符合行业发展的需要。
2. 国内外研究现状
泡沫沥青是1957年由美国Csanyi教授发明的，但发展较慢，直到上世纪90年代，随着施工机械的发展而得到普遍的重视。主要原因有以下几个方面：一是最初没有合适的设备提供这项技术；二是这项技术最初时属于私有专利，限制了技术的发展；第三由于近些年来对资源及环境保护的重视，人们更多地对旧有材料回收利用，从而促进了人们重新利用及开发这项技术，现在新的设备及工艺使得泡沫沥青这项技术得以更容易地实现和运用，从而在工业发达国家越来越普便地使用。Csanyi教授的研究证实，通过向热沥青中引入蒸汽可以产生大量沥青泡沫，此沥青泡沫可有效地用于稳定质量较差的砾石、砂、黄土等路用材料，形成低成本的泡沫沥青混合料，1968年澳大利亚的Mobil Oil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，该方法使得泡沫沥青实用性增强，并且降低了生产成本。其原理是通过向热沥青中加入少量的冷水，沥青的温度传递给水，使水产生急速的气化而使沥青的表面积大量增加，体积膨胀，产生大量的沥青泡沫，沥青粘度在短时间内变得相当低，这种状态的沥青可以很方便的与冷湿粒料拌和均匀。粒料不必像热拌沥青混合料中必须加热至高温而耗费很多能源，沥青也不必像乳化沥青一样需经额外的加工乳化。因此，泡沫沥青使用起来相当方便。泡沫沥青冷再生混合料可用专门的冷再生设备在现场拌和，也可厂拌，然后将混合料摊铺、碾压成型后即可。目前，德国、南非等一些国家在这一技术领域的研究发展比较快，并积累了一定经验，据国外许多国家的应用情况，泡沫沥青再生技术与传统技术相比，具有以下几方面的优点：
（1）可用于处治各种类型的材料（包括劣质的路面料）可以用泡沫沥青稳定的集料范围较广，可以是高质量的碎石，低等级的砂石料、矿渣、破碎的沥青混凝土回收材料RAP（recycled asphalt pavement）等，因此可以根据实际施工条件就地取材。
（2）施工期短，养护工作量小，可尽快开放交通泡沫沥青混合料拌好后，可以立即压实，压实结束即可开放交通，施工工期可以大大缩短，尤其是在城市道路维修中，可以明显减少对繁忙道路的交通影响。泡沫沥青再生混合料可以在各种天气条件下进行施工，如冷天和雨天，都不影响其使用性能。
（3）生产工艺简单、节约资源、降低成本、减少污染、利于环保。与热拌沥青混合料相比，泡沫沥青冷再生混合料只需将沥青加热，石料不需加热，可以节省大量的资源，因此泡沫沥青混合料是一种经济、环保的道路材料。与其它冷法拌和技术相比，对沥青及水用量低，从而减少了费用。从环境角度来讲，避免了挥发物质的生成。
（4）混合料可存放较长时间，保持其工作度。泡沫沥青混合料可以储存达一个月时间，不会影响其使用性能，这样可以很方便的应用于道路的日常维修。
（5）混合料可用作修复沥青路面和基层的病害，有较高的剪切强度、水稳定性。泡沫沥青混合料增加了粒料的剪切强度，同时减小了粒料对水的敏感性。泡沫沥青混合料的强度特征接近水泥、石灰等稳定材料（半刚性材料），但其具有柔性和良好的抗疲劳特性，用其取代半刚性材料铺筑道路的基层可以有效的减少反射裂缝。
（6）有较强的抗变形和抗疲劳性能。
（7）有利于柔性路面与半刚性路面的联结。
3. 发展趋势与省内需求
近年来，河北省内的一些沥青路面，经过十多年的运营，已进入了大、中修期。同时，仍有相当数量的二级公路需要改造，但如何改建和翻修这些路面，既能降低成本又能提高性能，同时又有利于环境保护，是摆在公路建设者面前的一道难题。采用泡沫沥青冷再生，不仅能解决传统道路维修造价高、浪费资源和污染环境的缺陷；同时将高等级道路的铣刨料用泡沫沥青冷再生，并用于为数众多的县乡道路，可以大量节省投资，又可解决旧料的处理问题。因此结合河北省乃至全国实际情况，对泡沫沥青冷再生混合料进行系统的研究，在资源有限、环保越来越受到重视的今天，无疑具有广阔的发展前景。
4. 主要研究开发内容：
4.1 原材料特性分析。（1）回收的旧沥青路面材料的性能分析包括沥青含量试验、含水量试验、混合料的级配筛分试验研究、公路沿线主要路用材料性能调查研究；（2）泡沫沥青特性研究。以沥青膨胀率和半衰期为控制指标研究不同沥青种类、不同用水量、不同温度下沥青的发泡特性。
4.2 泡沫沥青冷再生混合料的配合比设计研究。（1）铣刨料级配组成及合成级配优化设计 ；（2）泡沫沥青最佳用量确定；（3）最佳用水量确定；（4）填料种类及用量确定。
4.3 泡沫沥青冷再生混合料的力学性能研究。（1）泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试验研究；（2）泡沫沥青冷再生混合料强度特性研究；（3）泡沫沥青冷再生混合料疲劳特性研究；（4）泡沫沥青冷再生混合料水稳性研究。