泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)在陜西的應(yīng)用

1、泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)在陜西的應(yīng)用及其節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益分析一、項(xiàng)目概況泡沫瀝青冷再生技術(shù)在國外被廣泛應(yīng)用于公路的維修和改擴(kuò)建工程，技術(shù)成熟。在我 國該技術(shù)剛剛起步，尚無大規(guī)模應(yīng)用的成熟經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施單位通過在陜西等省高速公路的大修 和改擴(kuò)建多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為今后大規(guī)模施工提供了具有實(shí)用價(jià)值 的依據(jù)，起到了很好的示范作用。泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)是指將舊瀝青路面經(jīng)過銑刨、翻挖、回收、破碎和篩分后， 加入一定比例的瀝青、新集料、水泥和水，經(jīng)拌和、攤鋪和碾壓等工藝，形成滿足性能要求 的路面結(jié)構(gòu)層。泡沫瀝青冷再生技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、廢舊資源循環(huán)利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù) 等目的，同時(shí)還可降低工程

2、成本，該技術(shù)的推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。至2011年底，中交二公局、四公局在陜西西潼、西寶、西閻等10多項(xiàng)高速公路維修和 改擴(kuò)建工程中施工泡沫瀝青冷再生混合料總量近300萬平方米，生產(chǎn)泡沫瀝青廠拌冷再生料 近100萬噸，與施工ATB相比，直接節(jié)約燃料油消耗約7000噸。經(jīng)研究應(yīng)用，實(shí)施單位的泡沫瀝青混合料技術(shù)成果獲第十四批中國企業(yè)新紀(jì)錄獎(jiǎng)；編 制的“泡沫瀝青冷再生混合料施工工法”獲中交級和2010年度國家一級工法；并獲一項(xiàng)實(shí)用 新型專利和一項(xiàng)發(fā)明專利。二、節(jié)能原理泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)，是將要廢棄的舊瀝青路面，經(jīng)銑刨、回收、破碎、篩分， 用細(xì)集料（石屑）、泡沫瀝青、水泥、水適當(dāng)

3、配合，重新拌制，形成符合路用性能要求的再 生瀝青混合料，用作瀝青路面下面層、部分基層結(jié)構(gòu)的整套技術(shù)。熱拌瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)，石料、瀝青等都需要高溫加熱，不僅需要消耗大量的加熱燃 油和電能，而且會產(chǎn)生大量的溫室氣體（CO2、SO2、NOX等）和瀝青煙等有害、有毒氣體，與 之相比，冷再生瀝青混合料則不需加熱，可以節(jié)約大量能源。泡沫瀝青冷再生混合料與傳統(tǒng)的熱拌瀝青碎石混合料相比，在不影響路面使用性能的 前提下，可節(jié)省加熱能源80%以上，減少CO2排放量80%以上。與傳統(tǒng)銑刨加鋪方案相比，該 工藝能有效利用廢料，解決了舊料堆棄占地及環(huán)境污染的問題，可大量減少礦山開采，實(shí)現(xiàn) 了資源再生利用和可持續(xù)發(fā)展。三

4、、技術(shù)內(nèi)容泡沫瀝青冷再生技術(shù)，其特征是利用瀝青發(fā)泡技術(shù)將銑刨后的瀝青混合料重新穩(wěn)定， 并通過攤鋪和碾壓形成具有良好路用性能的路面結(jié)構(gòu)層。這項(xiàng)技術(shù)可以將廢棄的瀝青路面材 料再生使用，變廢為寶，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的目的；同時(shí)利用泡沫瀝青再生技術(shù) 可將傳統(tǒng)的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)改造成柔性路面結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)組合形式，延 長路面使用壽命。技術(shù)主要內(nèi)容泡沫瀝青冷再生節(jié)能減排項(xiàng)目主要實(shí)施內(nèi)容如下：（1）采用泡沫瀝青冷再生料對路況性能改善的研究；（2）在高速公路不同結(jié)構(gòu)層的應(yīng)用和實(shí)例分析；（3）泡沫瀝青配合比優(yōu)化，施工技術(shù)等研究；（4）泡沫冷再生混合料路用特性研究；（5）泡沫冷再生混合料實(shí)體

5、工程應(yīng)用節(jié)能減排效果研究與評價(jià)；實(shí)施方案泡沫瀝青冷再生技術(shù)的研發(fā)采用室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)并舉的技術(shù)路線，通過和科研院 校的合作，以及國內(nèi)外有關(guān)權(quán)威專家的咨詢，在參照泡沫瀝青冷再生技術(shù)手冊的基礎(chǔ)上， 開展理論結(jié)合實(shí)踐的方法，通過大量試驗(yàn)和現(xiàn)場論證取得了泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)成果。 本項(xiàng)目通過研究泡沫瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法、強(qiáng)度形成機(jī)理、路用性能、施工成套技 術(shù)，掌握了該技術(shù)的特性和施工工藝，驗(yàn)證了其路用性能，并研究了泡沫瀝青冷再生技術(shù)的節(jié)能減排效果及經(jīng)濟(jì)社會效益。設(shè)備照片圖1冷再生拌和設(shè)備KMA220圖2瀝青發(fā)泡試驗(yàn)設(shè)備圖3、4冷再生攤鋪現(xiàn)場施工照片技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)泡沫瀝青廠拌冷再生施工技

6、術(shù)主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)如下：（1）提高了回收瀝青路面材料（RAP料）的利用率。通過利用廢舊路面材料可以最大 限度將路面銑刨廢料全部利用，達(dá)到節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。（2）擴(kuò)大了 RAP料的應(yīng)用范圍。泡沫瀝青混合料性能的研究、試驗(yàn)分析以及實(shí)體工程 使用表明，泡沫瀝青冷再生混合料作為一種柔性路面結(jié)構(gòu)，既可用作高等級公路的基層或下 面層，又可直接作為低等級路面的面層；可以代替部分路面結(jié)構(gòu)層，如中、下面層結(jié)構(gòu)，也可以做基層結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定的力學(xué)性能。（3）明確了不同路面結(jié)構(gòu)層的銑刨、攤鋪、碾壓施工工藝及不同路面結(jié)構(gòu)層回收材料 組成控制標(biāo)準(zhǔn)。（4）在滿足施工質(zhì)量前提和節(jié)能減排的情況下，編制廠拌冷再生施工技

7、術(shù)施工指南 和廠拌冷再生施工技術(shù)施工工法，為今后大規(guī)模推廣做指導(dǎo)。（5）提高了路面使用性能，延長了路面的使用壽命。四、推廣應(yīng)用條件推廣條件泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)在實(shí)施單位已得到較大規(guī)模應(yīng)用，并取得一定成果。在設(shè)備 投入方面：在利用原有攤鋪、碾壓、破碎設(shè)備的基礎(chǔ)上，配套增加了移動(dòng)式廠拌冷再生設(shè)備 和泡沫瀝青發(fā)泡試驗(yàn)設(shè)備。在人員方面：通過技術(shù)培訓(xùn)和工程實(shí)踐，使施工人員熟練掌握了 該技術(shù)。適用范圍泡沫瀝青冷再生技術(shù)適用于各等級公路RAP料的再生利用，再生后的混合料根據(jù)其性 能和工程情況，可用于高速公路、一級、二級公路瀝青路面的下面層及基層；三、四級公路 或鄉(xiāng)村道路的面層，適用面廣泛。應(yīng)用情況實(shí)施單位

8、至2011年底，共有13個(gè)項(xiàng)目采取泡沫瀝青再生技術(shù)，累計(jì)施工近300萬平方米。 施工路段通過運(yùn)行通車（西閻、銅黃通車近6年，渭潼路通車近5年，西寶專項(xiàng)通車近4年， 西潼、西寶改擴(kuò)建通車近2年），再生混合料路面路用性能已得到全面驗(yàn)證，各項(xiàng)指標(biāo)滿足要 求，未出現(xiàn)坑槽、裂縫、網(wǎng)裂、推擠等不良病害，路面整體質(zhì)量穩(wěn)定。五、效益分析節(jié)能效益（1）燃油消耗直接節(jié)約量泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)直接節(jié)能量主要體現(xiàn)在減少石料加熱所需要的燃料消耗，以 及就地取材，節(jié)約石料開采、生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的燃油消耗。實(shí)施單位在西潼、西寶等6個(gè) 項(xiàng)目中泡沫瀝青冷再生混合料施工總量為26.4萬立方米，生產(chǎn)泡沫瀝青冷再生料49.7萬噸，

9、 直接節(jié)約燃料消耗約8000噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放量2萬噸。折合每生產(chǎn)一噸冷再生混合料節(jié) 約標(biāo)準(zhǔn)煤0.015噸，減少0.037噸吐的排放。（2）間接節(jié)能量實(shí)施單位采用冷再生施工技術(shù)之后，不僅節(jié)能減排取得了很好的效果，在原材料（瀝 青、碎石）消耗及減少土地占用等方面也有一定效果：節(jié)約瀝青資源，冷再生瀝青混合料需添加的瀝青為2-2.5%，計(jì)算時(shí)取2.25%，而ATB瀝 青混合料的瀝青油石比為3.5-4.2%，計(jì)算時(shí)取3.75%；原材料碎石節(jié)約，冷再生主要采用銑刨料進(jìn)行拌和，節(jié)省了新碎石材料的用量；土地資源節(jié)約，減少了80%以上廢料的土地占用，節(jié)約了土地資源，減少了環(huán)境污染。表1以泡沫瀝青再生層替

10、代ATB瀝青混合料的間接節(jié)能量計(jì)算材料種類泡沫瀝青 冷再生熱拌瀝青 混合料節(jié)省里單價(jià)（元/噸）節(jié)省成本（萬元）施工面積（m3）263659263659密度（t/m3）2.162.44施工用量（t）569503643328油石比2.25%3.75%瀝青用量（t）12814241251131153005995配合比0.2550.96碎石用量危）145223617595472371854015廢棄料堆放占用土地（t）145223617595472371294合計(jì)10104經(jīng)濟(jì)效益（1）投資額冷再生施工與下面層ATB-30瀝青混合料施工工藝相比，額外增加的費(fèi)用即為投資額。 每個(gè)項(xiàng)目泡沫瀝青冷再生施工額

11、外增加一臺冷再生廠拌設(shè)備，一臺泡沫瀝青發(fā)泡機(jī)，一個(gè)水 泥罐，一個(gè)瀝青罐，每個(gè)項(xiàng)目投資總計(jì)為750萬元。（2）投入產(chǎn)出比按每年生產(chǎn)10萬噸料計(jì)算，生產(chǎn)1噸料的利潤為22元，設(shè)備折舊按10年平均折舊。投入產(chǎn)出比=平均每年投資額：增加值=75:220=1:3.75（3）投資回收期按每年生產(chǎn)10萬噸料，生產(chǎn)1噸料的利潤為22元，則投資回收期為投資回收期=投資總額/每年利潤總額=750/220=3.41年。（4）投資前后效益分析潼西、西寶等6個(gè)項(xiàng)目采用泡沫瀝青冷再生替代ATB瀝青混合料下面層施工，施工方量 為263659立方米，節(jié)約投資計(jì)算見下表。表2泡沫瀝青冷再生節(jié)約投資情況項(xiàng)目泡沫瀝青冷再生瀝青混合

12、料（ATB）節(jié)省里單位節(jié)約量施工面積（m3）263659263659施工用量（t）569503643328單價(jià)（元/m2）250292投資額（萬元）1423818785454880元燃油消耗（折標(biāo)煤）（t）1185.249820.218634.970.015 噸CO排放（t）22911.7724125.3121213.540.037 噸瀝青用量（t）1281424125113110.020噸碎石用量（t）1452236175954723710.829噸土地資源占用（畝）25.21107.2282.010.10 平 米節(jié)約成本（萬元）80551815910104177元3.社會效益（1）節(jié)能減排

13、、資源的循環(huán)利用。泡沫瀝青冷再生瀝青混合料與傳統(tǒng)的熱拌瀝青碎石（ATB-30）混合料相比，同屬于柔 性基層結(jié)構(gòu)，而前者在不影響路面使用性能的前提下，可節(jié)省加熱能源80%以上，減少CO2 排放量80%以上。與傳統(tǒng)銑刨加鋪方案相比，該工藝能有效利用廢料，解決了舊料堆棄占地 及環(huán)境污染問題，可大量減少石料開采，節(jié)約用于堆放廢舊瀝青材料的土地，實(shí)現(xiàn)了資源再 生利用和可持續(xù)發(fā)展。（2）降低道路運(yùn)營成本，延長了路面壽命。該技術(shù)有效解決了半剛性基層的反射裂縫和路基的不穩(wěn)定沉降問題，延長道路使用壽 命;有效防止反射裂縫，減少路面水損壞，延長瀝青面層使用壽命，降低道路運(yùn)營全壽命成 本。（3）控制路面標(biāo)高，快速恢復(fù)交通泡沫瀝青冷再生方案可以較好地控制路面標(biāo)高，解決道路上方設(shè)有立體交叉和沿線穿 鎮(zhèn)路段不允許