推進(jìn)應(yīng)用就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)提升經(jīng)濟(jì)效益的策略研究

張璇 張磊 薛瑩 范銳

摘 要：就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)是當(dāng)前我國(guó)公路工程建設(shè)中技術(shù)研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一，通過(guò)技術(shù)應(yīng)用體系構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)原有瀝青材料的再應(yīng)用，不僅能夠有效提升項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益，還能夠?qū)崿F(xiàn)資源利用模式優(yōu)化，達(dá)到良好的社會(huì)效益。本文在簡(jiǎn)要闡述瀝青路面冷再生技術(shù)應(yīng)用意義基礎(chǔ)上，分析該技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并結(jié)合實(shí)際提出技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益提升的基本策略，以此為相關(guān)工程建設(shè)提供參考，為推進(jìn)就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用水平起到積極的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：就地應(yīng)用瀝青冷再生技術(shù);公路工程;經(jīng)濟(jì)效益

課題項(xiàng)目：2021年度秦皇島市社會(huì)科學(xué)發(fā)展研究課題，課題名稱：《推進(jìn)應(yīng)用就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)提升經(jīng)濟(jì)效益的策略研究》，課題編號(hào)：2021LX285

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)在我國(guó)理論層面的研究起始于1998年左右，進(jìn)入21世紀(jì)之后，在相關(guān)工程建設(shè)中得以廣泛應(yīng)用。其技術(shù)原理是將廢棄的瀝青銑刨材料重新處理，并基于不同的輔助處理措施，在壓實(shí)力作用下，形成具有路用性能的路面結(jié)構(gòu)層，從而達(dá)到資源重新利用的目的。就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，還能夠形成柔性基層路面結(jié)構(gòu)，優(yōu)化路面組合形式，有效延長(zhǎng)路面使用壽命，具有良好的社會(huì)效益。

一、公路發(fā)展與瀝青路面冷再生技術(shù)的意義

由于我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)發(fā)展周期長(zhǎng)，覆蓋面廣，每年約有15%的路面要重新大修，并產(chǎn)生約360萬(wàn)噸的瀝青路面廢料，因此強(qiáng)化這些廢料的利用研究，已經(jīng)成為公路工程技術(shù)研究的重點(diǎn)問(wèn)題。在公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)發(fā)展要求不斷提升，資源利用效率要求不斷提升背景下，如何構(gòu)建新型瀝青廢料利用體系，成為相關(guān)研究的主要突破點(diǎn)。就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，能夠在自然環(huán)境條件下，利用再生設(shè)備連續(xù)完成瀝青廢料的發(fā)泡、噴灑、銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型等流程，滿足路面鋪設(shè)的技術(shù)要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在瀝青路面再生技術(shù)方面的研究較為超前，美國(guó)在1915年就開(kāi)始這方面的研究，至20世紀(jì)80年代，再生混合料在路用混合料中的占比已達(dá)到50%以上，歐洲部分國(guó)家在廢棄瀝青材料方面的整體回收利用率已達(dá)到100%。相對(duì)而言，我國(guó)在這方面的研究和應(yīng)用較為滯后，1998年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)相關(guān)工程建設(shè)中，才開(kāi)始這方面的試驗(yàn)和工程實(shí)踐，近些年來(lái)，這方面技術(shù)研究水平不斷提升，冷再生技術(shù)也得以廣泛應(yīng)用于高速公路、國(guó)省干線、鄉(xiāng)村公路及市政道路工程建設(shè)中。2019年，再生工程總量已超過(guò)5000萬(wàn)平方米，并且所采用的粘結(jié)劑也由單一性的水泥材料轉(zhuǎn)向泡沫瀝青、乳化瀝青等柔性粘結(jié)劑方面。

就理論層面而言，研究就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)以及其所產(chǎn)生的附加效益，能夠有效彌補(bǔ)我國(guó)瀝青冷再生技術(shù)乃至公路路面修復(fù)處理技術(shù)研究方面的不足，通過(guò)對(duì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中相關(guān)要點(diǎn)分析，為同類項(xiàng)目施工提供參考，優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)體系存在不足。通過(guò)技術(shù)層面改善，更好的發(fā)現(xiàn)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)之間的差距，提升技術(shù)研究水平。

就實(shí)踐層面而言，通過(guò)就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)方面的研究，能夠?yàn)榫唧w工程項(xiàng)目實(shí)施提供有益參考，推動(dòng)工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益水平不斷提升。通過(guò)對(duì)施工人員技術(shù)引導(dǎo)，能夠有效提升工程施工質(zhì)量，盡量減少由于工程施工對(duì)周邊居民生產(chǎn)生活和交通運(yùn)行帶來(lái)的負(fù)面影響。通過(guò)施工技術(shù)總結(jié)，能夠更好的完善技術(shù)應(yīng)用體系，強(qiáng)化施工技術(shù)改善，為工程建設(shè)體系優(yōu)化提供有益參考。

二、就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益分析

（一）就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的作用

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，具有廢棄資源利用、路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化、環(huán)境保護(hù)等多方面作用。通過(guò)瀝青面層混合料和半剛性基層材料的應(yīng)用，能夠?qū)⒁褤p毀路面的瀝青材料進(jìn)行重復(fù)利用，有效降低工程建設(shè)材料成本，提升工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)廢棄瀝青混合料的應(yīng)用，能夠優(yōu)化基層路面結(jié)構(gòu)，提升路面設(shè)計(jì)方案的靈活性，更好的促進(jìn)我國(guó)公路工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和維護(hù)工作水平，為公路交通事業(yè)發(fā)展起到更加積極的促進(jìn)作用。在當(dāng)前我國(guó)瀝青產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平較低，專業(yè)和高性能瀝青產(chǎn)品供給不足背景下，通過(guò)瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，還能夠驅(qū)動(dòng)行業(yè)整體發(fā)展形式不斷優(yōu)化，提升瀝青產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新力度，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。

（二）就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益分析可以從直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益兩個(gè)方面入手。以某一級(jí)公路工程施工為例，直接經(jīng)濟(jì)效益的核算比較如下（價(jià)格以工程建設(shè)時(shí)間為準(zhǔn)）：如采用新建基層改建方案，所需要的成本投入包括舊路材料處理和新建基層兩個(gè)組成部分，其中舊路材料的挖除、清運(yùn)和棄放處理，成本約為25元/m2，新建基層包括天然砂礫、水泥穩(wěn)定砂礫等材料，成本約為64元/m2，綜合成本單價(jià)約為89元/m2。如采用冷再生技術(shù)，材料費(fèi)為33元/m2，人工費(fèi)為2元/m2，機(jī)械費(fèi)用18元/m2，其他費(fèi)用為17元/m2，綜合成本約為70元/m2。以此可以看出，該項(xiàng)目利用瀝青冷再生技術(shù)，較之新建基層造價(jià)，單位成本可節(jié)約20%以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)在施工中僅占用單幅車道，并且減少了原料采購(gòu)和運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，將施工流程對(duì)周邊環(huán)境和交通影響降到最低水平，由此也能夠創(chuàng)造較為明顯的間接經(jīng)濟(jì)效益。

綜上分析，在單個(gè)項(xiàng)目施工中，就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，能夠直接和間接節(jié)省經(jīng)濟(jì)效益30～40%之間，在石料供應(yīng)匱乏，采購(gòu)價(jià)格相對(duì)較高的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)效益水平還會(huì)提高。從這方面而言，在公路路面修復(fù)工程中，工程管理層面必須要認(rèn)識(shí)到技術(shù)革新應(yīng)用的重要性，多方面分析經(jīng)濟(jì)效益影響因素，全面分析比對(duì)，盡量提升技術(shù)應(yīng)用水平，確保經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)勢(shì)能夠充分體現(xiàn)出來(lái)。

（三）就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)社會(huì)效益分析

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用的社會(huì)效益主要集中于如下方面：一是具有良好級(jí)配的泡沫瀝青混合料具有較高的強(qiáng)度和耐久性，對(duì)于后期維護(hù)工作沒(méi)有特殊要求，能夠減少由于路面維護(hù)對(duì)正常交通運(yùn)行造成的影響。二是泡沫瀝青再生混合料的結(jié)構(gòu)形式，決定了其溫度敏感性低，具有較好的高溫穩(wěn)定性，在我國(guó)大部分地區(qū)公路交通建設(shè)中都能夠廣泛應(yīng)用。三是泡沫瀝青混合料生產(chǎn)屬于就地取材，在處理過(guò)程中，不用占用其他車道，能夠通過(guò)處理后就地壓實(shí)處理，減少對(duì)交通運(yùn)行影響，有效縮短施工工期，更好的提升公路交通運(yùn)行效率。四是泡沫瀝青混合料具有較好的平衡剛?cè)岫群徒Y(jié)構(gòu)完整性，有效提升路面質(zhì)量，有效延緩路面破損時(shí)間，提升公路交通承載能力。

（四）就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)生態(tài)效益分析

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，一方面充分發(fā)揮了舊瀝青路面材料的使用價(jià)值，達(dá)到循環(huán)利用目的，節(jié)約堆放空間及對(duì)周邊環(huán)境的污染。同時(shí)還減少了由于石料開(kāi)采和使用對(duì)森林植被的破壞，起到保護(hù)環(huán)境的目的。另一方面而言，通過(guò)降低新生瀝青材料的使用和瀝青加熱等環(huán)節(jié)的有效控制，有效降低工程施工中二氧化碳排放量，對(duì)我國(guó)建設(shè)低碳社會(huì)、減少溫室氣體排放起到良好的促進(jìn)作用，具有良好的生態(tài)效益。

三、就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用面臨的問(wèn)題

（一）整體技術(shù)水平有待提升

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)有較為廣泛的應(yīng)用歷史，相關(guān)方面的技術(shù)研究也較為深入。但是該技術(shù)在我國(guó)公路工程項(xiàng)目中的應(yīng)用僅有二十多年歷史，覆蓋范圍還較為有限。由于技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，在某些關(guān)鍵性技術(shù)環(huán)節(jié)，與國(guó)外同類技術(shù)相比還存在較大差距。受到工程行業(yè)粗放式管理思維影響，在部分工程項(xiàng)目施工中，不愿意采用就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)，在技術(shù)應(yīng)用中也沒(méi)有采取對(duì)應(yīng)的質(zhì)量控制措施，由此造成路面質(zhì)量無(wú)法達(dá)到驗(yàn)收要求，難以體現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)在具體項(xiàng)目施工中，多數(shù)技術(shù)人員對(duì)施工技術(shù)參數(shù)優(yōu)化重視程度不足，在施工技術(shù)細(xì)節(jié)方面的研究不夠深入，由此不僅造成工程施工質(zhì)量難以有效控制，還會(huì)造成不同形式的人力、物力資源浪費(fèi)，對(duì)工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)帶來(lái)負(fù)面影響。

（二）施工組織難度加大

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，施工場(chǎng)景多是以局部范圍內(nèi)的路面修復(fù)為主，采用封閉或半封閉施工管理形式，相對(duì)直接修復(fù)技術(shù)而言，施工場(chǎng)地具有明顯的局限性。舊料收集和重復(fù)處理環(huán)節(jié)的增加，要求現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員必須做好對(duì)應(yīng)的優(yōu)化，盡量減少由于施工技術(shù)流程增加帶來(lái)的時(shí)間成本和資金成本。但是當(dāng)前多數(shù)項(xiàng)目施工中，管理人員依然是采用傳統(tǒng)理念進(jìn)行施工管理，各個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接度明顯不足，由此不僅造成項(xiàng)目施工經(jīng)濟(jì)效益難以提升，還會(huì)對(duì)施工質(zhì)量控制造成一定影響。

（三）施工人員綜合素質(zhì)有待提升

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用，需要施工人員具有良好的技術(shù)應(yīng)用和操作能力，能夠嚴(yán)格依照規(guī)范要求做好不同作業(yè)流程中的機(jī)械設(shè)備操作、溫度控制、拌和控制等，需要全面做好各個(gè)施工環(huán)節(jié)的銜接處理，由此對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員綜合素質(zhì)提出更高要求。由于我國(guó)在就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)方面的研究相對(duì)欠缺，施工組織能力還有待提升，使得多數(shù)項(xiàng)目施工組織中，對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)相對(duì)較為滯后，多數(shù)施工人員還是依照傳統(tǒng)理念進(jìn)行作業(yè)，由此造成工程項(xiàng)目施工組織和質(zhì)量控制難度加大，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)造成負(fù)面影響。

四、推進(jìn)應(yīng)用就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)提升經(jīng)濟(jì)效益的策略建議

（一）做好混合料配合比設(shè)計(jì)

由于就地泡沫瀝青再生技術(shù)應(yīng)用中需要盡量提升舊瀝青占比，又需要確保路面性能能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此要確保經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，就需要做好混合料配合比設(shè)計(jì)。首先來(lái)說(shuō)，在處理原有瀝青路面時(shí)，要先將基層表面清理到位，確保材料應(yīng)用性能達(dá)到使用要求。其次是確定最佳含水率，利用擊實(shí)試驗(yàn)，確定集料的最大干密度和最佳含水量，以確保集料質(zhì)量能夠滿足路面性能控制要求。再次是根據(jù)冷再生混合料的合成級(jí)配范圍和混合料中原瀝青含量，初步確定泡沫瀝青用量。通過(guò)這些參數(shù)設(shè)定，做好攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前期的準(zhǔn)備工作。

（二）做好施工過(guò)程中溫度控制

由于瀝青混合料屬于典型的粘彈性材料，粘彈性狀與溫度具有直接關(guān)系，因此在就地?zé)嵩偕┕ち鞒讨?，必須要做好溫度控制，確保施工質(zhì)量達(dá)到要求，避免由于控制不當(dāng)造成施工工序受到影響，施工周期增加及材料浪費(fèi)現(xiàn)象對(duì)經(jīng)濟(jì)效益造成的影響。溫度控制需要注意三個(gè)方面要點(diǎn)，一是環(huán)境溫度要處于合理區(qū)間，通常情形下，環(huán)境溫度介于25～35℃時(shí)，施工效果最佳，而在氣溫或路面溫度低于15℃時(shí)，應(yīng)當(dāng)停止現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。二是要采用數(shù)字顯示插入式熱電偶溫度計(jì)和紅外溫度計(jì)等，對(duì)施工過(guò)程中不同節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行溫度實(shí)測(cè)，確保就地?zé)嵩偕蠝囟瓤刂圃谠O(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。三是在不同技術(shù)應(yīng)用階段，溫度要求具有較大差異，必須根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行對(duì)應(yīng)調(diào)整，例如原路面舊料翻松后路表溫度一般在80～90℃之間，攤鋪后路表溫度一般在120～130℃之間。溫度控制當(dāng)前還沒(méi)有較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際施工中，應(yīng)當(dāng)以混合料的處理成效為基本判斷標(biāo)準(zhǔn)。四是在施工過(guò)程中，由于瀝青路面材料導(dǎo)熱性能不佳，常會(huì)出現(xiàn)表面溫度過(guò)高、下部溫度不足的情形，在施工中可以采用合理設(shè)置加熱器參數(shù)、間歇加熱方式進(jìn)行溫度控制，提升加熱效率。

（三）做好現(xiàn)場(chǎng)材料的試驗(yàn)檢測(cè)

雖然就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)在我國(guó)公路工程施工中已經(jīng)有較久的應(yīng)用歷史，但是由于公路建設(shè)范圍較為廣泛，不同地區(qū)施工技術(shù)規(guī)范和要求存在一定差異，對(duì)材料性能也具有不同要求，因此必須結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況，做好材料的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)。在一般施工技術(shù)要求下，現(xiàn)場(chǎng)材料性能主要體現(xiàn)在馬歇爾指標(biāo)和強(qiáng)度兩個(gè)方面。馬歇爾指標(biāo)的技術(shù)指標(biāo)主要包括穩(wěn)定度、流值和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度三個(gè)技術(shù)指標(biāo)，強(qiáng)度則包括干劈裂強(qiáng)度和濕劈裂強(qiáng)度。通過(guò)相應(yīng)的試驗(yàn)方法和檢測(cè)頻率設(shè)置，能夠準(zhǔn)確判定材料質(zhì)量，確保材料性能達(dá)到工程施工要求。通常情形下，現(xiàn)場(chǎng)材料和廠拌再生材料性能有所偏差，強(qiáng)度性能有所偏低，對(duì)材料的水穩(wěn)定性造成影響，因此應(yīng)當(dāng)采用工藝優(yōu)化方式，確保性能達(dá)到施工要求，避免成本浪費(fèi)，為技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

（四）做好質(zhì)量檢測(cè)和養(yǎng)護(hù)工作

就地泡沫瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用，在施工過(guò)程中受到多方面因素影響，應(yīng)當(dāng)全面做好質(zhì)量檢測(cè)工作，在確保前一流程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求下，才能夠進(jìn)行后續(xù)施工，避免由于重復(fù)性施工造成材料和人工浪費(fèi)，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益造成影響。同時(shí)由于冷再生層強(qiáng)度需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)，因此在碾壓完成后，可以采用路面覆蓋草袋或土工布結(jié)合灑水形式做好養(yǎng)生處理。在部分高溫或低溫施工場(chǎng)景下，在整體施工作業(yè)完成后，還應(yīng)當(dāng)做好養(yǎng)護(hù)管理中的組織，采取必要的措施進(jìn)行全面養(yǎng)護(hù)，以確保施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（五）強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理和質(zhì)量控制

根據(jù)上述各個(gè)方面材料參數(shù)要求做好材料準(zhǔn)備基礎(chǔ)上，要確保冷再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益充分體現(xiàn)出來(lái)，還應(yīng)當(dāng)做好施工現(xiàn)場(chǎng)的管理工作，通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)范圍的合理界定，盡量減少施工作業(yè)對(duì)現(xiàn)有交通狀況的影響，保持道路交通能夠有序進(jìn)行，以此更好的降低工程施工成本投入。在施工過(guò)程中，還要遵循新時(shí)期精細(xì)化施工管理要求，全面做好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量控制，有效提升整體施工水平，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量達(dá)不到要求而重現(xiàn)施工等方面問(wèn)題，確保項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益水平能夠切實(shí)體現(xiàn)出來(lái)。為確保施工現(xiàn)場(chǎng)和質(zhì)量控制目標(biāo)的達(dá)成，在施工過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)做好施工機(jī)械和人員調(diào)配工作，做好施工安全和施工進(jìn)度管理，由此合理做好施工成本控制，為提升項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益奠定良好基礎(chǔ)。

五、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)公路交通事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展態(tài)勢(shì)下，瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)成為項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益提升的重要路徑，但是就整體而言，相關(guān)方面技術(shù)應(yīng)用還較為滯后，舊瀝青利用水平還有待進(jìn)一步提升，相關(guān)企業(yè)必須在做好各方面研究和施工控制基礎(chǔ)上，才能夠?qū)⒓夹g(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)出來(lái)。

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