17 基于机械发泡温拌沥青的道路施工技术
一、技术名称:基于机械发泡温拌沥青的道路施工技术
二、技术类别:减碳技术
三、所属领域及适用范围:交通行业 沥青路面建设和养护
四、该技术应用现状及产业化情况
沥青路面在我国高等级公路中占比最大,其中在高速公路中占比 高达 95%以上。目前,用于沥青路面建设和维修养护的材料以热拌沥 青混合料为主,施工时热拌沥青混合料的温度高、燃油消耗大,并且会 产生大量的温室气体和沥青烟等有毒、有害气体。
基于机械发泡温拌沥青的道路施工技术是一种具有操作简便、施 工成本低等特点的温拌沥青技术,与热拌沥青技术相比,可使拌和温 度降低 20℃左右,节省燃料油约 15%左右,具有良好的节能减排效果。 目前,该技术已经实现发泡设备国产化,先后在北京、河北、江苏、浙 江、广西等省(区)市的多条高速公路、国道及市政道路上得到成功应 用。
五、技术内容
1.技术原理
基于机械发泡温拌沥青的道路施工技术是将沥青和微量水通过机械发泡装置形成泡沫沥青,增大沥青的比表面积,降低沥青结合料的 黏度,从而能够在拌和楼中与粗细集料、矿粉等在较低温度下进行拌 和,同时提高了沥青混合料的施工和易性。此外,通过合理的配方和操 作工序,可确保沥青混合料拌和均匀并有效压实,其性能与热拌沥青混合料相当。该技术可降低沥青混合料的施工温度 20℃左右,节能 15%左右。同时,降低沥青烟和 CO2 等的排放量分别达 80%和 50%以上。
2.关键技术
(1)沥青发泡技术。根据工程需要,选配适宜的沥青发泡装置, 试验确定合理发泡用水量、温度,然后将基质沥青或改性沥青发泡。
(2)机械发泡温拌沥青混合料设计技术。确定合理的温拌混合料 级配、油石比,选定合理的拌和温度及成型温度,验证温拌沥青混合料 的路用性能。
(3)机械发泡温拌沥青混合料施工技术。依据施工环境条件并结 合沥青类型,确定沥青混合料的施工温度,确保路面压实度。
3.工艺流程
机械发泡温拌沥青技术工艺流程:首先通过机械发泡装置向加热至流动状态的沥青中加入一定量的水,形成泡沫沥青,然后将该泡沫 沥青加入到拌和装置中,与预热的粗细集料、矿粉等进行拌和,形成温 拌沥青混合料。工艺流程见图 1。
六、主要技术指标
与同类型热拌沥青混合料相比,在保持良好路用性能的前提下,温 拌沥青技术的主要技术指标如下:
1.可降低施工温度 20℃左右;
2.节省加热燃油 15%左右(每吨沥青混合料节省 1.0kg 燃料油);
3.减少温室气体(二氧化碳等)排放量 50%以上,减少沥青烟等 有毒气体排放量 80%以上。
七、技术鉴定及获奖情况
该技术已获得国家发明专利 4 项,实用新型专利 2 项。2018 年 7 月,科技部国家科技支撑项目“道路铺面材料废物循环利用技术及示范” 的子课题“沥青路面低碳建造技术及工程示范”,通过了由中国公路学 会组织的研究成果验收评审,结论为“总体上达到国际领先水平”。
八、典型用户及投资效益
典型用户:广西乐百高速公路有限公司、贵州省公路工程集团有 限公司等。
典型案例 1
案例名称:贵州盘兴、毕节东清高速公路新建工程
建设规模:采用温拌沥青混合料约 20 万 t。
建设条件:该高速公路的路面基层铺筑完毕可进行后续沥青面层施工,现场具备沥青混合 料搅拌条件。主要建设内容:4000 型沥青混合料拌和楼 1 套,沥青储 存罐 2 个,加热装置 1 套。主要设备:在已有沥青混合料拌和楼上加 装沥青发泡设备。项目总投资 70 万元,建设期为 1 个月。项目碳减排 量 490tCO2,碳减排成本为 0,经济效益 380 万元。
典型案例 2
案例名称:广西乐百高速公路新建工程
建设规模:本项目沥青路面铺筑采用温拌沥青混合料近 7 万 t。
建设条件:该高速公路的路面基层铺筑完毕可进行后续沥青面层施工, 现场具备沥青混合料搅拌条件。主要建设内容:4000 型沥青混合料拌 和楼 1 套,沥青储存罐 2 个,加热装置 1 套。主要设备:在本项目已 有沥青混合料拌和楼上加装沥青发泡设备。项目总投资 50 万元,建设 期为 1 个月。项目碳减排量 170tCO2,碳减排成本为 0,经济效益 135 万元。
九、推广前景和减排潜力
我国沥青路面施工所需沥青混合料的年均用量约 4.5 亿 t,随着我 国节能减排要求趋严,机械发泡温拌沥青混合料技术推广比例将持续 提高。预计未来 5 年,该技术预期推广比例将达到 30%,项目总投资5 亿元,可形成的年碳减排能力约 33 万 tCO2。
由武汉节能协会办公室整理