公路绿色低碳泡沫沥青冷再生技术工程

工程概况

主要创新点

技术思路          

在沥青路面维修工程中，采用国际先进的泡沫沥青冷再生技术，针对我国重载交通、半刚性基层、维修资金不足等特点，坚持引进消化再创新，实现将半刚性基层转化为半柔性基层，符合国际柔性基层的潮流，长寿命理念；同时通过对回收沥青路面材料的泡沫沥青冷再生利用，解决了沥青路面翻修所产生大量废料对环境污染问题，也节约了石料等原材料的消耗，降低了能源消耗，减少了废气排放，保护了人类生存的环境，符合资源节约、环境友好、循环经济、绿色交通、可持续发展的时代主流，实现经济、社会、环境效益三者高度统一。          

关键技术方案          

针对我国道路结构和材料特点，对泡沫沥青冷再生开展了长期、系统、深入研究与推广应用。主要实施阶段包括：基础性能研究、长期性能观测与评估、技术优化与提升。研究技术路线见下图。

图1技术路线图            

（1）泡沫沥青冷再生基础性能研究          

在国内尚无该技术规范性指导文件和成熟经验情况下，对泡沫沥青冷再生技术的原材料性状、混合料力学性能、设计指标及质量控制关键影响因素等基本性能开展了全面、系统研究，提出了混合料设计指标要求和施工质量控制指标，首次研发了泡沫沥青再生水泥稳定碎石基层技术填补了国内空白，根据研究成果编制地方标准，对再生技术的推广应用奠定了坚实基础。

（2）泡沫沥青冷再生长期性能观测与评估          

本部分对通车运营的泡沫沥青冷再生路面使用性能进行长期跟踪观测和评估，得出再生路面各项技术指标的衰变规律，确定其衰变模型及影响因素。采用再生材料实测参数，建立模型，科学预测出泡沫沥青冷再生的材料寿命达30年，科学论证的再生路面具有优良的结构耐久性，为该技术的进一步推广应用提高科学依据。

（3）技术优化及提升研究          

针对该技术现存主要技术问题进行技术优化和提升。首次采用“振动压实法”进行混合料配合比设计，将混合料关键力学指标提高20%-30%，压实度提高2-3个百分点；采用Abaqus有限元建立模型开展再生路面结构受力分析，首次提出基于行车荷载的泡沫沥青冷再生结构适用性标准，为再生路面结构设计提供重要参考依据；通过对该技术进行改性研究，降低新矿料用量5-10个百分点，混合料水稳定性和动稳定度分别提高了20和30个百分点，实现既降低矿产资源使用，同时进一步提高了混合料性能及耐久性指标。

实施效果：          

1、经济、社会、环境效益：通过技术推广应用，实现废旧沥青路面材料100%循环利用，累计减少矿产资源消耗7000万吨，节约沥青500万吨，节省养护资金4.2亿元，解决道路养护工程中产生大量废料污染环境问题，减少碳排放97.5%，取得良好经济、社会、环境效益。          

2、技术创新：在沥青路面维修工程中，采用泡沫沥青冷再生技术，将我国传统的半刚性基层CTB转化为半柔性基层，解决半刚性基层沥青路面结构带来的问题，避免由于半刚性基层引起的早期破坏，同时符合国际柔性基层的主流，长寿命理念。编制了《公路沥青路面泡沫沥青冷再生施工技术规范》天津市地方标准，对于推广泡沫沥青冷再生技术有重要的指导意义，同时对于修改完善行业规范也有重要的参考价值。          

3、对产业结构优化升级和实现行业技术跨越的促进作用：泡沫沥青冷再生技术在公路养护领域的应用，完全符合国家中长期科学和技术发展规划纲要、国家"十四五"科学技术发展规划、《交通强国建设纲要》、《公路养护十四五发展规划》的发展思路和重大攻关方向，即促进交通运输绿色发展节约集约、低碳环保，加强绿色养护技术的研发与推广；突破交通基础设施养护关键技术，提高建设质量，降低全寿命成本。

生产、应用及推广情况

自2006年至今，该技术在天津地区津沧高速、京哈高速、津石高速、长深高速、滨保高速、京沪高速、津蓟高速、津保高速、荣乌高速等高速公路大修养护工程中得到广泛应用，累计应用面积达500万m2。