推进应用就地泡沫沥青冷再生技术提升经济效益的策略研究

张璇 张磊 薛莹 范锐

摘 要：就地泡沫沥青冷再生技术是当前我国公路工程建设中技术研究热点问题之一，通过技术应用体系构建，实现原有沥青材料的再应用，不仅能够有效提升项目建设经济效益，还能够实现资源利用模式优化，达到良好的社会效益。本文在简要阐述沥青路面冷再生技术应用意义基础上，分析该技术应用经济效益和社会效益，并结合实际提出技术应用经济效益提升的基本策略，以此为相关工程建设提供参考，为推进就地泡沫沥青冷再生技术应用水平起到积极的推动作用。

关键词：就地应用沥青冷再生技术;公路工程;经济效益

课题项目：2021年度秦皇岛市社会科学发展研究课题，课题名称：《推进应用就地泡沫沥青冷再生技术提升经济效益的策略研究》，课题编号：2021LX285

就地泡沫沥青冷再生技术在我国理论层面的研究起始于1998年左右，进入21世纪之后，在相关工程建设中得以广泛应用。其技术原理是将废弃的沥青铣刨材料重新处理，并基于不同的辅助处理措施，在压实力作用下，形成具有路用性能的路面结构层，从而达到资源重新利用的目的。就地泡沫沥青冷再生技术的应用，还能够形成柔性基层路面结构，优化路面组合形式，有效延长路面使用寿命，具有良好的社会效益。

一、公路发展与沥青路面冷再生技术的意义

由于我国公路建设事业发展周期长，覆盖面广，每年约有15%的路面要重新大修，并产生约360万吨的沥青路面废料，因此强化这些废料的利用研究，已经成为公路工程技术研究的重点问题。在公路养护事业发展要求不断提升，资源利用效率要求不断提升背景下，如何构建新型沥青废料利用体系，成为相关研究的主要突破点。就地泡沫沥青冷再生技术的应用，能够在自然环境条件下，利用再生设备连续完成沥青废料的發泡、喷洒、铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型等流程，满足路面铺设的技术要求，具有良好的经济效益和社会效益。

国外发达国家在沥青路面再生技术方面的研究较为超前，美国在1915年就开始这方面的研究，至20世纪80年代，再生混合料在路用混合料中的占比已达到50%以上，欧洲部分国家在废弃沥青材料方面的整体回收利用率已达到100%。相对而言，我国在这方面的研究和应用较为滞后，1998年开始，国内相关工程建设中，才开始这方面的试验和工程实践，近些年来，这方面技术研究水平不断提升，冷再生技术也得以广泛应用于高速公路、国省干线、乡村公路及市政道路工程建设中。2019年，再生工程总量已超过5000万平方米，并且所采用的粘结剂也由单一性的水泥材料转向泡沫沥青、乳化沥青等柔性粘结剂方面。

就理论层面而言，研究就地泡沫沥青冷再生技术以及其所产生的附加效益，能够有效弥补我国沥青冷再生技术乃至公路路面修复处理技术研究方面的不足，通过对技术应用过程中相关要点分析，为同类项目施工提供参考，优化现有技术体系存在不足。通过技术层面改善，更好的发现与国外先进技术之间的差距，提升技术研究水平。

就实践层面而言，通过就地泡沫沥青冷再生技术方面的研究，能够为具体工程项目实施提供有益参考，推动工程建设经济效益和社会效益水平不断提升。通过对施工人员技术引导，能够有效提升工程施工质量，尽量减少由于工程施工对周边居民生产生活和交通运行带来的负面影响。通过施工技术总结，能够更好的完善技术应用体系，强化施工技术改善，为工程建设体系优化提供有益参考。

二、就地泡沫沥青冷再生技术经济效益与社会效益分析

（一）就地泡沫沥青冷再生技术的作用

就地泡沫沥青冷再生技术的应用，具有废弃资源利用、路面结构优化、环境保护等多方面作用。通过沥青面层混合料和半刚性基层材料的应用，能够将已损毁路面的沥青材料进行重复利用，有效降低工程建设材料成本，提升工程建设经济效益。通过废弃沥青混合料的应用，能够优化基层路面结构，提升路面设计方案的灵活性，更好的促进我国公路工程设计、建设和维护工作水平，为公路交通事业发展起到更加积极的促进作用。在当前我国沥青产业发展水平较低，专业和高性能沥青产品供给不足背景下，通过沥青冷再生技术的应用，还能够驱动行业整体发展形式不断优化，提升沥青产业技术革新力度，为产业发展起到积极的推动作用。

（二）就地泡沫沥青冷再生技术经济效益分析

就地泡沫沥青冷再生技术的经济效益分析可以从直接经济效益和间接经济效益两个方面入手。以某一级公路工程施工为例，直接经济效益的核算比较如下（价格以工程建设时间为准）：如采用新建基层改建方案，所需要的成本投入包括旧路材料处理和新建基层两个组成部分，其中旧路材料的挖除、清运和弃放处理，成本约为25元/m2，新建基层包括天然砂砾、水泥稳定砂砾等材料，成本约为64元/m2，综合成本单价约为89元/m2。如采用冷再生技术，材料费为33元/m2，人工费为2元/m2，机械费用18元/m2，其他费用为17元/m2，综合成本约为70元/m2。以此可以看出，该项目利用沥青冷再生技术，较之新建基层造价，单位成本可节约20%以上，具有良好的经济效益。

同时，就地泡沫沥青冷再生技术在施工中仅占用单幅车道，并且减少了原料采购和运输等过程，将施工流程对周边环境和交通影响降到最低水平，由此也能够创造较为明显的间接经济效益。

综上分析，在单个项目施工中，就地泡沫沥青冷再生技术的应用，能够直接和间接节省经济效益30～40%之间，在石料供应匮乏，采购价格相对较高的地区，经济效益水平还会提高。从这方面而言，在公路路面修复工程中，工程管理层面必须要认识到技术革新应用的重要性，多方面分析经济效益影响因素，全面分析比对，尽量提升技术应用水平，确保经济效益方面的优势能够充分体现出来。

（三）就地泡沫沥青冷再生技术社会效益分析

就地泡沫沥青冷再生技术应用的社会效益主要集中于如下方面：一是具有良好级配的泡沫沥青混合料具有较高的强度和耐久性，对于后期维护工作没有特殊要求，能够减少由于路面维护对正常交通运行造成的影响。二是泡沫沥青再生混合料的结构形式，决定了其温度敏感性低，具有较好的高温稳定性，在我国大部分地区公路交通建设中都能够广泛应用。三是泡沫沥青混合料生产属于就地取材，在处理过程中，不用占用其他车道，能够通过处理后就地压实处理，减少对交通运行影响，有效缩短施工工期，更好的提升公路交通运行效率。四是泡沫沥青混合料具有较好的平衡刚柔度和结构完整性，有效提升路面质量，有效延缓路面破损时间，提升公路交通承载能力。

（四）就地泡沫沥青冷再生技术生态效益分析

就地泡沫沥青冷再生技术的应用，一方面充分发挥了旧沥青路面材料的使用价值，达到循环利用目的，节约堆放空间及对周边环境的污染。同时还减少了由于石料开采和使用对森林植被的破坏，起到保护环境的目的。另一方面而言，通过降低新生沥青材料的使用和沥青加热等环节的有效控制，有效降低工程施工中二氧化碳排放量，对我国建设低碳社会、减少温室气体排放起到良好的促进作用，具有良好的生态效益。

三、就地泡沫沥青冷再生技术应用面临的问题

（一）整体技术水平有待提升

就地泡沫沥青冷再生技术在世界范围内已经有较为广泛的应用历史，相关方面的技术研究也较为深入。但是该技术在我国公路工程项目中的应用仅有二十多年历史，覆盖范围还较为有限。由于技术应用环节的复杂性，在某些关键性技术环节，与国外同类技术相比还存在较大差距。受到工程行业粗放式管理思维影响，在部分工程项目施工中，不愿意采用就地泡沫沥青冷再生技术，在技术应用中也没有采取对应的质量控制措施，由此造成路面质量无法达到验收要求，难以体现技术应用应有的经济效益和社会效益。同时在具体项目施工中，多数技术人员对施工技术参数优化重视程度不足，在施工技术细节方面的研究不够深入，由此不仅造成工程施工质量难以有效控制，还会造成不同形式的人力、物力资源浪费，对工程项目经济效益实现带来负面影响。

（二）施工组织难度加大

就地泡沫沥青冷再生技术的应用，施工场景多是以局部范围内的路面修复为主，采用封闭或半封闭施工管理形式，相对直接修复技术而言，施工場地具有明显的局限性。旧料收集和重复处理环节的增加，要求现场施工管理人员必须做好对应的优化，尽量减少由于施工技术流程增加带来的时间成本和资金成本。但是当前多数项目施工中，管理人员依然是采用传统理念进行施工管理，各个环节之间的衔接度明显不足，由此不仅造成项目施工经济效益难以提升，还会对施工质量控制造成一定影响。

（三）施工人员综合素质有待提升

就地泡沫沥青冷再生技术的应用，需要施工人员具有良好的技术应用和操作能力，能够严格依照规范要求做好不同作业流程中的机械设备操作、温度控制、拌和控制等，需要全面做好各个施工环节的衔接处理，由此对现场施工人员综合素质提出更高要求。由于我国在就地泡沫沥青冷再生技术方面的研究相对欠缺，施工组织能力还有待提升，使得多数项目施工组织中，对施工人员的技术培训相对较为滞后，多数施工人员还是依照传统理念进行作业，由此造成工程项目施工组织和质量控制难度加大，对经济效益实现造成负面影响。

四、推进应用就地泡沫沥青冷再生技术提升经济效益的策略建议

（一）做好混合料配合比设计

由于就地泡沫沥青再生技术应用中需要尽量提升旧沥青占比，又需要确保路面性能能够达到设计要求，因此要确保经济效益达到设计目标，就需要做好混合料配合比设计。首先来说，在处理原有沥青路面时，要先将基层表面清理到位，确保材料应用性能达到使用要求。其次是确定最佳含水率，利用击实试验，确定集料的最大干密度和最佳含水量，以确保集料质量能够满足路面性能控制要求。再次是根据冷再生混合料的合成级配范围和混合料中原沥青含量，初步确定泡沫沥青用量。通过这些参数设定，做好摊铺作业前期的准备工作。

（二）做好施工过程中温度控制

由于沥青混合料属于典型的粘弹性材料，粘弹性状与温度具有直接关系，因此在就地热再生施工流程中，必须要做好温度控制，确保施工质量达到要求，避免由于控制不当造成施工工序受到影响，施工周期增加及材料浪费现象对经济效益造成的影响。温度控制需要注意三个方面要点，一是环境温度要处于合理区间，通常情形下，环境温度介于25～35℃时，施工效果最佳，而在气温或路面温度低于15℃时，应当停止现场作业。二是要采用数字显示插入式热电偶温度计和红外温度计等，对施工过程中不同节点位置进行温度实测，确保就地热再生料温度控制在设计要求范围内。三是在不同技术应用阶段，温度要求具有较大差异，必须根据技术要求进行对应调整，例如原路面旧料翻松后路表温度一般在80～90℃之间，摊铺后路表温度一般在120～130℃之间。温度控制当前还没有较为统一的标准，在实际施工中，应当以混合料的处理成效为基本判断标准。四是在施工过程中，由于沥青路面材料导热性能不佳，常会出现表面温度过高、下部温度不足的情形，在施工中可以采用合理设置加热器参数、间歇加热方式进行温度控制，提升加热效率。

（三）做好现场材料的试验检测

虽然就地泡沫沥青冷再生技术在我国公路工程施工中已经有较久的应用历史，但是由于公路建设范围较为广泛，不同地区施工技术规范和要求存在一定差异，对材料性能也具有不同要求，因此必须结合施工现场情况，做好材料的现场试验检测。在一般施工技术要求下，现场材料性能主要体现在马歇尔指标和强度两个方面。马歇尔指标的技术指标主要包括稳定度、流值和无侧限抗压强度三个技术指标，强度则包括干劈裂强度和湿劈裂强度。通过相应的试验方法和检测频率设置，能够准确判定材料质量，确保材料性能达到工程施工要求。通常情形下，现场材料和厂拌再生材料性能有所偏差，强度性能有所偏低，对材料的水稳定性造成影响，因此应当采用工艺优化方式，确保性能达到施工要求，避免成本浪费，为技术应用经济效益实现奠定良好基础。

（四）做好质量检测和养护工作

就地泡沫沥青冷再生技术应用，在施工过程中受到多方面因素影响，应当全面做好质量检测工作，在确保前一流程质量达到设计要求下，才能够进行后续施工，避免由于重复性施工造成材料和人工浪费，对经济效益造成影响。同时由于冷再生层强度需要经过一段时间才能达到设计参数，因此在碾压完成后，可以采用路面覆盖草袋或土工布结合洒水形式做好养生处理。在部分高温或低温施工场景下，在整体施工作业完成后，还应当做好养护管理中的组织，采取必要的措施进行全面养护，以确保施工质量达到设计要求。

（五）强化施工现场管理和质量控制

根据上述各个方面材料参数要求做好材料准备基础上，要确保冷再生技术的经济效益充分体现出来，还应当做好施工现场的管理工作，通过施工现场范围的合理界定，尽量减少施工作业对现有交通狀况的影响，保持道路交通能够有序进行，以此更好的降低工程施工成本投入。在施工过程中，还要遵循新时期精细化施工管理要求，全面做好各个环节的施工质量控制，有效提升整体施工水平，避免出现施工质量达不到要求而重现施工等方面问题，确保项目经济效益水平能够切实体现出来。为确保施工现场和质量控制目标的达成，在施工过程中还应当加强做好施工机械和人员调配工作，做好施工安全和施工进度管理，由此合理做好施工成本控制，为提升项目建设经济效益奠定良好基础。

五、结束语

当前我国公路交通事业稳定发展态势下，沥青冷再生技术应用已经成为项目经济效益提升的重要路径，但是就整体而言，相关方面技术应用还较为滞后，旧沥青利用水平还有待进一步提升，相关企业必须在做好各方面研究和施工控制基础上，才能够将技术应用的经济效益体现出来。

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