海南地区泡沫沥青性能研究

0　前言

高速公路路面从以前的水泥混凝土路面发展到现在的沥青混凝土路面，由于日益增长的交通量以及恶劣天气等原因，使得沥青路面出现了大量的病害，例如车辙、裂缝、坑槽、松散等[1]，不能再满足车辆交通运输要求，将提前进入维修养护期，每年将产生数以千万吨计的废弃沥青混合料。在这样的形势下，公路施工技术的重点将渐渐地从“新建”转移到“养护维修”，如何重复利用这些废弃资源维修路面成为了科研工作者的一项重要议题。

我告诉李小树，我离开柳江古镇的时候，许春花已经在那棵黄葛树下消失了好些天。听镇上卖豆腐的女人说，那天赶集散场以后，她收摊正打算回家，远远地就看到有一个粗壮的男人在同许春花拉扯，后来许春花就不见了；又有人说，许春花看见自己的洋娃娃掉进刚开冰的河里，她便奋不顾身跳了下去，后来就再也没有上来。

7.1.1 空间数据库设计 空间数据库包括管理区域内各乡（镇）的行政区划界限图、道路图、河流水系图等，将各种空间数据按属性分别置于不同的图层，使空间数据库与属性数据库之间依据地理位置以及其他辅助特性建立关联。初始的机井位置分布图通过调用属性数据库相关数据自动生成，系统运行期间则通过自动化和人工相结合的方式生成。

与传统的维修养护技术相比，泡沫沥青冷再生技术有着独特的优势：①可以充分利用回收的旧路面材料，节约资源，保护环境；②不受施工环境的影响，加快施工进程，缩短施工周期，降低生产成本[2,3]。而泡沫沥青作为再生技术中最重要的组成部分，对其相关性能进行研究是非常有意义的。

1　发泡原理及评价指标

1.1　发泡原理

往高温沥青中加一定量的水滴，高温沥青将热量传给水滴表面将其加热到100 ℃以上，超过了水的蒸发潜热时，会有大量的水蒸汽产生，然后在发泡装置内急剧膨胀，水蒸汽形成的压力将沥青吹成一个个被沥青膜包围的气泡，在蒸汽膨胀压力下继续吹大直至沥青膜的表面张力与蒸汽压力相平衡，当这些小蒸汽沥青泡从设备下的喷嘴喷出时，在外面空气压力的作用下，小沥青气泡体积变大，产生宏观状态下的泡沫沥青，随着喷出后的泡沫沥青膜表面温度骤减，导致粘度增加，很容易破坏其稳定性，形成均匀分散但直径大小不一的泡沫状沥青。这一过程就是泡沫沥青的膨胀和衰减的过程，一般在几十秒内即可完成。

在确定发泡条件时，还要综合考虑沥青种类、压力、设备等因素[5,6]。

由发泡特性曲线可以得到一定温度下的沥青发泡最佳用水量，通过室内发泡试验，得出膨胀率随用水量变化曲线和半衰期随用水量变化曲线，在规范的要求范围内，取两者的中间值作为此温度下的最佳用水量，再比较发泡最佳用水量在不同温度下的发泡变化，确定最佳发泡温度，结合发泡效果最终确定沥青最佳发泡条件。

沥青发泡示意图、发泡设备如图1所示。

  

图1　沥青发泡示意图

1.2　评价指标

为了得到最佳发泡效果的泡沫沥青，只有在最佳的发泡条件下进行室内发泡试验。沥青温度和发泡用水量是最佳发泡条件的2个影响因素，发泡效果是用来评价沥青发泡质量的好坏。目前，国内外通常采用膨胀率和半衰期作为两大评价指标。

Waking activity: the total amount of detected activity, excluding all one-minute periods of rest.

综上所述，在各温度下高富70#沥青的膨胀率和半衰期都明显大于中海70#沥青，中海90#沥青的发泡试验结果与中海70#并无太大差异，在各温度下，随着用水量的增加，虽然3种沥青的基本指标无明显差别，但是高富70#发泡效果都明显优于中海90#和中海70#。因此，本文只需针对拟用于海南环岛高速大修工程中的高富70#沥青，确定其最佳发泡条件。

1)分析了沥青发泡机理及过程，结合试验结果，确定了沥青种类及标号是对沥青发泡效果有影响的。高富70#沥青的发泡效果要优于中海70#，在最佳发泡条件下，前者的膨胀率13倍和半衰期12 s均大于后者。中海90#的膨胀率大部分都小于中海70#，而70#的半衰期大部分都大于90#。

为对本文提出的球面波传播的频域分析方法进行评估，利用表1给出的波传播系数及r1处粒子速度作为输入量，计算r2处的粒子速度，并将其和实测粒子速度进行比较。按照粒子速度的频率响应函数的定义，r2处粒子速度的频域计算公式可以写为[20]

  

图2　一定温度下确定发泡最佳用水量

现在许多研究人员认为导致泡沫破灭的因素有2种：①随着气泡内的压力超过一定限度或者沥青膜的强度不足，使气泡的体积不断增大，沥青膜的厚度不断减小，气泡的膨胀压力不足以平衡表面张力而导致气泡破裂；②由于气泡内外热量交换的效应，使气泡内温度和压力不断下降，气泡的体积不断缩小、变瘪而最终消失。

综上所述，软交换与IMS技术之间存在一定的联系，加强对软交换和IMS技术研究和应用能够为下一代交换组网建设提供相应的支持。因此电信运营工作中要加强对软交换和IMS技术的重视，并进行系统的探究，争取逐步形成全新的认识，有效促进下一代交换组网的建设和发展。

表3、表4的中海90#和中海70#沥青发泡试验结果绘制成图4，分析在155、165和175 ℃下，随着用水量的增加，膨胀率和半衰期的变化情况。

2)压力：分析沥青发泡的机理，如果增加水和空气的压力，将会提升水汽的分散状态，提高膨胀率和半衰期，从而改善发泡效果。

3)设备：设备不同，其喷射速度和发泡仓内生产压力也不相同，生产效率也有差别，本文采用WLB10型发泡设备。

WLB10型发泡设备的水压和气压的技术参数推荐值0.55 MPa和0.4 MPa，本试验中并未考虑水压和气压两因素的影响，均直接选取了设备的参考值。直接采用常温下的水，不需要考虑水温。因此，本文着重研究沥青种类及标号、用水量、发泡温度对沥青发泡质量的影响，确定最佳发泡条件，为后续泡沫沥青混合料配合比设计提供高质量且性能稳定的泡沫沥青。

2　沥青发泡特性试验

2.1　沥青种类及标号对发泡效果的影响

本文在发泡试验中采用高富70#、中海70#和中海90#这3种基质沥青，对基质沥青进行了基本技术指标检测，如表1所示。

  

表1 沥青基本技术指标表基质沥青针入度(25℃,5s,100g)/(0.1mm)软化点/℃15℃延度/cm高富70#62.048.0>100中海70#64.549.3>100中海90#81.548.5>100(70#沥青60～8090#沥青80～100)(≥46)(≥100)注:括号内值为技术要求。

分别在不同发泡温度(155、165、175 ℃)下，加入不同用水量(2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%)，对沥青进行室内发泡特性试验。高富70#、中海70#和中海90#沥青发泡性能试验结果如表2、表3、表4所示。

尽快全面启动天津市农村水利现代化发展战略专题研究，统筹编制天津市农村水利发展各专项规划。有农业区县应在全市相关规划的基础上，编制本地区农村水利现代化规划和实施方案，因地制宜合理确定体系目标、技术路线和发展模式，充分发挥规划的统筹引领作用，有重点、有计划、有步骤科学推进农村水利现代化。选择有相应资质的单位开展项目前期工作，加强水资源论证和技术方案比选，严格项目审查审批，确保前期工作质量，建立备选项目库，做好项目储备。

  

表2 高富70#沥青发泡性能试验结果用水量/%155℃165℃175℃膨胀率/倍半衰期/s膨胀率/倍半衰期/s膨胀率/倍半衰期/s2.07696.57.542.597.512101063.0108141011.583.5118.513121284.096.5138107.5

  

表3 中海70#沥青发泡性能试验结果用水量/%155℃165℃175℃膨胀率/倍半衰期/s膨胀率/倍半衰期/s膨胀率/倍半衰期/s2.06596.5752.58.5610.5896.53.097.51291073.59.57.5118.510.584.086.510896

  

表4 中海90#沥青发泡性能试验结果用水量/%155℃165℃175℃膨胀率/倍半衰期/s膨胀率/倍半衰期/s膨胀率/倍半衰期/s2.065.586742.57.569.57863.087119.59.57.53.5108.512101194.097.511986

分析表2、表3的试验结果，将高富70#与中海70#的膨胀率、半衰期与发泡用水量的关系对比，绘制图3。

由图3的结果可以得出，在相同温度下的发泡试验，随着用水量的增加，高富70#沥青的膨胀率均大于中海70#，在155 ℃和165 ℃下，加入相同的用水量，高富70#沥青的半衰期均大于中海70#，前者随着用水量增加增幅要大，后者则平稳上升，175 ℃下，低于3%用水量的高富70#半衰期小于中海70#，用水量大于3%时，前者半衰期大于后者。按照相关规范中的要求及成功经验，泡沫沥青的膨胀率应大于10倍，且半衰期大于8 s，才能达到质量标准[4]。由图3可以确定高富70#在最佳发泡条件(沥青温度 165 ℃、发泡用水量3.5%)下，达到最佳发泡效果(膨胀率13倍、半衰期12 s)。中海70#在最佳发泡条件(沥青温度 165 ℃、发泡用水量3.0%)下，达到最佳发泡效果(膨胀率12倍、半衰期9 s)。综上所述，沥青种类会对泡沫沥青质量有一定的影响，发泡效果会有显著的差异，必须根据沥青种类设计发泡试验，确定最佳发泡条件，由本节的试验结果得到高富70#沥青的发泡效果要优于中海70#。

  

c)175 ℃

 

图3　沥青种类与发泡指标的关系

1)沥青种类：不同产地、不同品种及不同标号的基质沥青，其成分也不同，发泡效果也不同。一些学者采用不同种类沥青进行沥青发泡试验，分析了膨胀率和半衰期两大指标的变化情况，试验研究得出沥青的针入度、延度、软化点等技术指标并不影响发泡效果，沥青发泡效果可能与其组分有关，例如饱和分和沥青质所占比例。

常规检验血常规、尿常规、凝血四项、肝功能、术前八项,心电图和胸部正位片。术前6小时禁食禁水,排空小便。

  

c)175 ℃

 

图4　沥青标号与发泡指标的关系

分析图4的结果，同一种类型的沥青对于膨胀率的影响不太显著，90#沥青的膨胀率大部分都小于70#沥青，而70#沥青的半衰期大部分都大于90#沥青。

发泡过程中基质沥青和水的拌合物最大的体积与未发泡之前的状态下体积比值，称为膨胀率(单位为倍)。在喷出过程中，一部分泡沫沥青可能已在发泡仓内开始衰减，因此在测量体积时，最大发泡体积往往比实际的最大值要小。为了使泡沫沥青与集料更好的裹覆，尽量选用膨胀率较大的沥青。膨胀率越大，混合料的拌合效果更好。喷射出来的泡沫沥青，从最大体积缩小到该体积一半需要的时间，即为半衰期(单位为s，精确到0.1 s)。它表征了发泡沥青的稳定性，半衰期越长，泡沫越不容易破灭，与集料的裹覆更加完全，拌合时间也加长，泡沫沥青混合料的质量也会得到提高。

2.2　沥青温度及用水量对发泡效果的影响

沥青温度和用水量是决定沥青发泡质量的重要条件，经分析，高富70#沥青的发泡效果最佳，因此根据表2高富70#沥青在各个温度(155、165、175 ℃)下，随着用水量的增加，膨胀率与半衰期的变化情况，绘制成发泡特性曲线图5及图6。

  

图5　各温度下膨胀率随用水量变化

  

图6　各温度下半衰期随用水量变化

分析图5、图6的结果，可以得到膨胀率和半衰期随用水量变化规律：

在拉加德房间的墙角，总有一个准备好的旅行箱，这也成为她的标签。拉加德一次在巴黎大街偶遇暴雨，为了不迟到，她的第一选择是不顾三七二十一，脱下高跟鞋和同事奔跑着前去赴约，最终赢得了一个大客户。

1)一定温度下，在用水量2%～3.5%的范围内，高富70#沥青的膨胀率成直线上升，半衰期也有所增加，超过了3.5%的用水量后，膨胀率迅速降低，而165 ℃的半衰期递减较快，155 ℃和175 ℃的半衰期平稳递减，说明了用水量对沥青发泡效果有较大的影响。

2)相同的用水量下，高富70#沥青在165 ℃时的膨胀率和半衰期均大于155 ℃和175 ℃的膨胀率和半衰期，说明了高富70#沥青最佳发泡温度为165 ℃，温度也是影响发泡质量的重要因素之一。

综上所述，为了确定最佳发泡条件下，同时使膨胀率和半衰期都达到一个理想值，绘制出165 ℃发泡温度下，随着用水量的增加，高富70#沥青的发泡特性曲线，如图7所示。

  

图7　高富70#沥青发泡性能曲线(165 ℃)

分析图7沥青发泡性能曲线，得出在165 ℃发泡温度下，加入3.5%用水量，能达到最佳发泡效果。综合以上发泡试验结果，高富70#沥青发泡效果最佳，最优发泡条件为：发泡温度165 ℃，3.5%用水量，膨胀率为13倍，半衰期为12 s。

3　结论

因此，为了达到最理想的发泡效果，得到质量较好的泡沫沥青，选用膨胀率和半衰期两大指标足够大的沥青，并且要在最佳发泡条件下进行室内试验，即确定发泡温度和用水量。我国《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)[4]规定膨胀率大于10，半衰期不低于8为较优发泡条件。一般认为，随着发泡用水量的增大半衰期逐渐变小，膨胀率逐渐增加。确定最佳发泡条件的发泡特性曲线如图2所示。

2)温度不变，随着用水量的增加，各个温度下的沥青的膨胀率均呈线性上升，在3%的用水量，温度为165 ℃时达到了最大值14倍，而各个温度下的沥青的半衰期也有所提高，165 ℃时的半衰期增幅较快，且在3.5%的用水量时达到了最大值12 s，155 ℃和175 ℃时的半衰期则缓慢增加，最大值都小于12 s。继续增加用水量后，膨胀率均有所减小，165 ℃时的半衰期从12 s减到8 s，幅度较大，而155 ℃和175 ℃时的半衰期缓慢减小。

3)综合分析，高富70#沥青发泡效果优于中海90#和中海70#，以165 ℃的发泡温度和3.5%的用水量作为最佳发泡条件，使膨胀率达到13倍，半衰期达到12 s。

参考文献：

[1] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社，2008.

[2] 黄颂昌，徐剑.对泡沫沥青冷再生技术的几点认识[J].筑路机械与施工机械化，2010(4)：18-21.

传统的电子提花机控制转接口传送数据的方法有两种.最常见的适合小型提花机的一种方法是将每一纬的N个数据串行移位传送至电磁提花装置中，循环重复；另外一种方法是将每一纬的数据先分流到M个I/O接口板上，然后M个I/O接口板中的N/M个数据同时串行移位到每个电磁驱动板上，再循环重复[10].对于大针数的电子提花机，数据位有10 000多位，第一种方法完全采用串行移位传送，传输速度太慢，并且出错概率大；第二种方法虽然采用了数据分流，减少了串行移位的数据量，但是每一纬的数据都要先分流到M个I/O接口板上，消耗的时间多，对提高传输速度的效果不明显.

[3] 赵永宽，钱华，舒嵩岭.泡沫沥青冷再生技术的研究[J].交通标准化，2005(9)：61-65.

[4] JTG F41-2008,公路沥青路面再生技术规范[S].

[5] 何桂平，曹翠星，韩海峰.路面冷再生用沥青的发泡性能影响因素研究[J].公路交通科技，2004，21(10):9-13.

[6] 师龙飞.成型温度对泡沫沥青混合料性能的影响[J].公路工程，2015(2).

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