沥青路面冷再生技术在平谷区早鲍路道路工程上应用                        ■企业/供图

        国道通设计院协同相关单位开展的科技攻关下,被称为“黑料”的旧沥青经历“点石成金”般的蜕变,成为绿色发展的“主角”,目前,新材料已使旧沥青料使用率达到90%以上,新材料性能提高20%以上,成本降低幅度20%左右。

        冷再生是把旧路面挖除、铣刨之后,一种循环利用废旧沥青料的方式。国道通设计院副总经理于海臣介绍,通过大量研究,发现将乳化沥青冷再生混合料铺在中下面层,上面再铺一层热料,热传递给冷再生材料后,会加速水的剥离,让乳化沥青更快形成强度,同时进一步激发混合料中旧沥青的活性,促进新旧沥青更好地结合,让这一层材料进一步被压密,强度得到再提升,从而达到高性能的水平。这个关于温度、时间与强度的变化规律,被定义为“二次加密理论”,成为了实现乳化沥青冷再生混合料“高性能”目标的一把关键钥匙。基于此,国道通设计院联合同济大学、建材集团和北京市交通委相关单位,开始了高性能冷再生沥青材料和技术研究。

        “过程非常曲折,经历过好多次失败。”于海臣介绍,国道通设计院、建材集团等单位已经派出了最强阵容,但仍然发生了在同一试验段连续失败两次的经历。沥青路面冷再生技术的控制流程很复杂,包括结构设计、配方、材料、运输、施工等在内的整个体系需要根据具体条件和环境进行调整,并需要全过程专业指导。于海臣与同事们系统梳理本土化的影响因素,对理论和技术进行了二次研发和创造,并通过试验路段的实施,在应用端推动技术趋于成熟。

        在北京第一条长寿命道路——平谷区华西路,他们给7.8公里的道路一半修了常规路面,一半应用沥青冷再生技术做了结构层。当时正赶上西峪水库清淤,经过大量超常规重载车辆的“蹂躏”,两年后,常规路面的综合破损率达到了40%,而长寿命路面仍然完好。

        面对“十三五”期间路面旧料循环利用率要达到90%以上,“十四五”末高速公路、普通国省干线公路废旧沥青路面材料循环利用率要分别达到95%和80%以上的政府部门行业规划,如何实现效益最大化,在技术性能和经济、社会、环境效益找到最佳平衡,成为国道通设计院的重大难题。

        于海臣介绍,干线公路的大修比例每年维持在10%左右,光北京一年就产生300万吨左右旧沥青料。由此,冷再生沥青混合料是目前最适用于道路中下面层的材料,它兼具了高性能、高价值、全量化、低影响的特点,综合效益最高。“相比于常规的再生技术,冷再生技术将材料性能提高了20%以上。规范上要求的劈裂强度为0.6兆帕,冷再生技术可以将该数值提升到0.8甚至1.0以上,同时冷再生技术用乳化沥青和旧料实现了对高等级道路热料的等厚替代,旧料使用率达到90%甚至100%,成本降低幅度可达20%左右。此外,冷拌冷铺的工艺还不需要加热,能够节省大量燃油、降低废气排放。我们经过材料比选,沥青路面冷再生技术与常规热料施工相比,降碳幅度能达到20%以上。”于海臣说。

        另据介绍,常规道路有一个大修周期,一般为8至10年,不仅表面沥青,基层结构也需要动,实施起来需要封路断交,传统路基材料摊铺后需要时间进行养生,会对交通出行造成影响。而沥青路面冷再生技术实现了“零养生”,铺完之后可无缝衔接进行下一步施工,将对出行的影响降到了最低。

        目前,北京范围内已经有20条左右普通公路成功应用了该技术。经过实践,它被证实适用于重载交通道路和长寿命道路结构设计。另据了解,这项技术已经纳入京密路二期实施方案,并已在两段试验路段取得了良好效果,计划应用量达到七八万吨。