泡沫瀝青再生混凝土應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

1、泡沫瀝青再生混凝土應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)    摘要：目前瀝青路面再生技術(shù)已經(jīng)成為發(fā)達國家公路建設(shè)與維修養(yǎng)護的最常用技術(shù)，普及程度高，技術(shù)成熟。我國是從八十年代初開始舊瀝青路面再生利用研究的，但由于公路建設(shè)重心的轉(zhuǎn)移，養(yǎng)護工作得不到足夠的重視，路面再生技術(shù)研究也處于停滯狀態(tài)，而今大量瀝青路面已經(jīng)陸續(xù)進入了維修或改建期，開發(fā)適用于瀝青路面的再生技術(shù)這一工作已成為公路工作者的議題。與發(fā)達國家相比，我國的瀝青路面冷再生的應(yīng)用，無論從再生利用方式、材料性能還是到實用施工技術(shù)的研究均處于摸索階段，都還沒有形成完整的設(shè)計方法、本文詳細闡述了瀝青發(fā)泡原理、發(fā)泡特性的評價指標(biāo)和發(fā)

2、泡指標(biāo)影響因素，為解決泡沫瀝青再生混凝土應(yīng)用中發(fā)泡關(guān)鍵技術(shù)積累了新的技術(shù)資料。    關(guān)鍵詞：泡沫瀝；再生混凝土；應(yīng)用     1瀝青的發(fā)泡原理在高溫瀝青中加入少量水，瀝青就會產(chǎn)生微細的泡沫，從而使瀝青膨脹。此時瀝青的物理性質(zhì)會暫時發(fā)生變化，其粘度顯著降低，可以方便的與冷濕粒料拌和均勻，不必像乳化瀝青那樣要經(jīng)過額外的乳化加工，也不必像熱拌料那樣加熱至高溫而消耗許多能源，使用方便且效益較高，這種狀態(tài)下的瀝青即稱為泡沫瀝青。泡沫瀝青冷再生技術(shù)的關(guān)鍵就是要使瀝青產(chǎn)生較好的發(fā)泡效果，從而才能更好的發(fā)揮其作用。當(dāng)冷水滴（環(huán)境

3、溫度）與高溫瀝青（140以上）接觸時，將發(fā)生以下連鎖反應(yīng)：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(dǎo)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；隨著溶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附；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，由于瀝青與水的低導(dǎo)熱性，這種平衡一般能夠維持數(shù)秒時間；發(fā)泡過程中產(chǎn)生的大量氣泡以一種亞穩(wěn)定態(tài)的形式存在，泡沫容易破滅。泡沫具有近乎穩(wěn)定的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的氣室，氣室兩邊的膜即為泡沫液膜。在三個或多個氣泡

4、聚集的地方，液膜被彎曲，并凹向氣室的一方，形成普來特邊界。由于在普來特交界處有較大的曲率半徑，根據(jù)拉普拉斯方程，在氣相與液相之間就會產(chǎn)生壓力差，它隨液體表面張力增加而增大，隨氣泡曲率半徑增大而減小，因此在普來特交界處的液壓要比附近曲率小的地方小，就使得液體由小曲率處向普來特交界處流動，這種排液作用會使液膜逐漸變薄，當(dāng)液膜達到臨界厚度時（510nm），膜就會破滅。2瀝青發(fā)泡特性的評價指標(biāo)為了衡量瀝青的發(fā)泡效果，目前主要用膨脹率（發(fā)泡體積倍數(shù)）和半衰期兩個指標(biāo)加以評價。膨脹率是指在瀝青發(fā)泡狀態(tài)下測量的最大體積與未發(fā)泡狀態(tài)下的體積之比。由于瀝青在噴射過程中先前噴出的泡沫瀝青體積已經(jīng)開始衰減，因此測量

5、的最大發(fā)泡體積要小于實際的最大值。為了使泡沫瀝青與集料充分接觸，形成良好的裹附作用，膨脹率越大，拌制的泡沫瀝青混合料質(zhì)量越好。半衰期是指泡沫瀝青最大體積縮小到該體積一半時所用的時間。該指標(biāo)實際上描述了瀝青泡沫的穩(wěn)定性，半衰期越長，說明泡沫越不容易衰減，可以與集料有較長時間的接觸與拌和，以提高泡沫瀝青混合料的質(zhì)量。3發(fā)泡指標(biāo)影響因素(1)泡沫瀝青的膨脹率和半衰期的影響因素有：（1）瀝青類型.雖然能夠滿足最低發(fā)泡要求的較硬瀝青已經(jīng)在過去成功應(yīng)用，但是通常會使用針入度在 80-150（單位為0.1）的瀝青用于發(fā)泡。使用較硬的瀝青會產(chǎn)生較差質(zhì)量的泡沫，從而導(dǎo)致瀝青分散效果變差，因此考慮實際應(yīng)用的原因，

6、通常應(yīng)避免使用。 (2)添加劑.市場上有許多產(chǎn)品會影響瀝青的發(fā)泡性能，包括消極的（消泡劑）和積極的（發(fā)泡劑）。含有消泡劑（通常在煉制過程中）的瀝青，通常需要使用發(fā)泡劑輔助發(fā)泡。多數(shù)的發(fā)泡劑在瀝青加熱至使用溫度之前加入，他們往往對熱量較為敏感，這意味著發(fā)泡劑的作用期往往很短。（3）瀝青的溫度.瀝青的粘度與其溫度成反比關(guān)系。當(dāng)溫度增加時，粘度減小。理論上，較低的粘度，在發(fā)泡過程中當(dāng)水改變狀態(tài)時就會形成較大的泡沫。既然這個過程需要從瀝青吸收熱量，因此要獲得滿意的發(fā)泡效果，瀝青發(fā)泡前的溫度應(yīng)超過140。(4)加水量。增加發(fā)泡水用量可以有效增加產(chǎn)生泡沫的體積。因此，增加發(fā)泡用水量可以增加泡沫的大小，使得

7、膨脹率增大。然而單個泡沫體積的增大減小了周圍瀝青薄膜的厚度，使得泡沫不穩(wěn)定從而導(dǎo)致半衰期的減小。因此，膨脹率和半衰期與發(fā)泡用水量呈相反關(guān)系，見圖1。實驗室測試瀝青發(fā)泡特性時主要是通過改變發(fā)泡溫度和用水量，來研究膨脹率和半衰期的變化關(guān)系，以期找到最佳的發(fā)泡效果，并在這種狀態(tài)下拌制泡沫瀝青混合料。而通常情況下膨脹率和半衰期兩者不可能都達到最優(yōu)，如圖1所示。一般認為最好的發(fā)泡性能是出現(xiàn)在膨脹率和穩(wěn)定性都較好之時。目前對發(fā)泡性能尚無明確的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)，無論取高膨脹比還是較長的半衰期，均不如二者都合適時效果好。圖1 一定溫度下瀝青發(fā)泡特性曲線4結(jié)語在同一溫度下，膨脹率隨著用水量的增加而增加，半衰期則隨著用水

8、量的增加而減小。當(dāng)發(fā)泡用水量小于2%時，膨脹率增大較快，同時半衰期降低也較快。當(dāng)發(fā)泡用水量繼續(xù)增加后，半衰期降低幅度明顯減小，發(fā)泡用水量對瀝青發(fā)泡特性的影響比較顯著。瀝青發(fā)泡過程是一個比較復(fù)雜的過程，溫度高雖然有利于瀝青產(chǎn)生泡沫，但產(chǎn)生的泡沫直徑較大，這將使瀝青表觀粘度降低，從而使得瀝青薄膜的彈性降低，更不利于泡沫本身的穩(wěn)定，從而導(dǎo)致半衰期減小。因此評價瀝青發(fā)泡效果時，膨脹率和半衰期是兩個密不可分的指標(biāo)，最好的發(fā)泡效果應(yīng)使兩個值均比較大，而不能單獨采用一個指標(biāo)來控制，其控制指標(biāo)為發(fā)泡瀝青的膨脹率宜大于10倍，半衰期不低于10s。參考文獻：1 趙永寬,錢華,舒嵩嶺. 泡沫瀝青冷再生技術(shù)的研究J. 交通標(biāo)準(zhǔn)化, 2005,(09) .2 劉福明,高建華,孫紅燕,徐佳力,譚炯. 乳化瀝青冷再生技術(shù)在高速公路大修工程中的應(yīng)用J. 中外公路, 2009,(06).3 拾方治,孫大權(quán),羅芳艷,呂偉