行业领域

节能环保产业,资源循环利用产业

需求背景

在国家“双碳”战略深入推进的背景下，交通运输行业作为碳排放重点领域，其绿色低碳转型已成为行业发展的核心任务。沥青路面预防性养护是延长路面使用寿命、降低全生命周期养护成本的关键手段，冷拌冷铺技术作为其中极具推广价值的新型工艺，相较于传统热拌热铺养护技术，该技术无需对沥青混合料进行高温加热，可在常温环境下完成摊铺、压实全流程作业，大幅减少了能源消耗与污染物排放。同时，其施工所需设备投入少、流程简便，施工效率显著提升，可快速完成路面病害处置，减少对交通通行的影响。此外，该技术施工成本相对较低，适配多种路面养护场景，在公路预防性养护工程中展现出广阔的应用潜力，为沥青路面养护提供了高效、环保、经济的全新解决方案。

冷拌冷铺超薄磨耗层是一种融合常规微表处和热拌超薄罩面的新型公路养护技术，将高粘改性乳化沥青（高油石比，一般7.0%~7.5%）和热拌薄层罩面级配类型的碎石（间断级配，5~10或5~8档集料占比60~80%，机制砂占比20~40%）在常温下拌和摊铺到原路面上，通过适当碾压快速成型，是一种高效稳定的预防性养护手段。

冷拌冷铺超薄磨耗层作为一种新型的预防性养护技术，有机融合了常规微表处的便捷施工特性与热拌超薄罩面混合料级配构造深度大抗滑性能佳等优良的路用性能。该技术以高粘改性乳化沥青和特定级配碎石为核心原料，其中油石比通常取值范围为7.0%~7.5%；碎石采用间断级配设计，5~10mm或5~8mm规格集料的占比控制在60%~80%，机制砂占比则为20%~40%。施工过程中，上述原料在常温条件下充分拌和均匀后，摊铺于原有路面表面，经适度碾压处理即可快速成型，整体工艺高效可靠，是一种兼具实用性与稳定性的公路预防性养护技术手段。

然而，该磨耗层混合料强度的形成依赖于乳化沥青水分蒸发及改性沥青膜的凝聚固化，因此对施工环境温度极度敏感。现阶段，冷拌冷铺技术在低温环境下的破乳过程仍存在显著劣势，其破乳效率高度依赖自然环境条件，缺乏有效的主动辅助破乳手段，常规情况下仅能依靠自然风干完成乳化沥青的破乳固化。当环境温度偏低时，乳化沥青中的水分蒸发速率大幅减缓，破乳进程被严重延缓，不仅延长了路面成型时间，还会导致乳化沥青与集料的裹附效果变差；若遇到阴冷潮湿天气，空气中的水汽难以散发，进一步阻碍水分蒸发，使得破乳过程更加缓慢，甚至出现破乳不彻底的情况。破乳速度过慢会直接影响路面强度的形成，导致后期路面易出现起砂、松散、剥落等病害，降低冷拌冷铺路面的使用寿命和路用性能，无法满足低温环境下公路养护的质量要求，也限制了该技术在高海拔、山区等低温路段的推广应用。现阶段，克服冷拌冷铺磨耗层低温施工限制的多用快凝型乳化剂，或在乳化沥青中添加促进剂，通过降低乳液表面张力，加速集料对乳化剂的吸附，缩短破乳时间。但往往成本较高，大面积施工不具备经济性。

需解决的主要技术难题

现有冷拌冷铺薄层罩面成套施工装备多适用于常温环境，低温（5℃及以下）工况下存在突出技术瓶颈，制约北方秋冬、高寒地区路面预防性养护施工，亟待攻克以下难题：

1.低温工况原料防冻与恒温供给难题：低温环境下乳化沥青、外加剂易黏度激增、析出冻结；集料含水率难以控制，易结冰结块；现有料仓、管路缺少一体化保温控温系统，原料输送堵塞、计量精度漂移严重。

2.低温环境混合料均匀拌和技术难题：低温条件下胶结料裹覆集料难度增大，常规搅拌结构易出现混合料离析、拌和不均；缺少适配低温冷拌体系的搅拌形式、搅拌时序优化方案，混合料稳定性差。

3.薄层精准摊铺与低温成型协同难题：薄层罩面摊铺厚度一般 6～20mm，低温下混合料初凝窗口缩短；摊铺装置缺少自适应温控结构，易出现摊铺撕裂、厚度波动大；摊铺、预压实工序与低温冷拌材料固化特性不匹配。

4.移动集成装备动力、密闭与智能管控难题：一体化车载式冷拌摊铺装备空间紧凑，低温下液压、动力系统损耗加剧；缺少温湿度、原料配比、摊铺参数一体化感知与闭环调控系统，无法根据环境温度动态调整施工参数。

5.低温施工成套装备工况匹配与工艺耦合难题：拌和、输送、摊铺、预压实各单元独立设计，没有形成适配低温冷拌薄层罩面的装备联动控制逻辑，难以保障低温施工面层密实度、抗滑性能、层间粘结指标达标。

期望实现的主要技术目标

低温下可实施的冷拌冷铺薄层罩面一体化施工装备及配套控制技术，满足 5℃及以下环境开展薄层罩面连续施工，核心目标如下：环境适应目标：装备可在气温 0～5℃ 稳定连续作业，具备短时零度以下低温施工适配能力；实现集料仓、沥青管路、搅拌缸分区保温防冻，原料无冻结堵塞，计量误差≤±1.0%。拌和性能目标：优化低温专用搅拌机构与控制策略，冷拌混合料均匀性满足规范要求，混合料离析率≤2%；保障低温下改性乳化沥青充分裹覆集料，混合料可施工时间满足摊铺作业需求。薄层摊铺质量目标：实现 6～20mm 超薄层连续均匀摊铺，摊铺厚度控制精度 ±1mm；摊铺面平整、无撕裂、推移缺陷，配套预压实结构提升低温初期密实效果。智能化控制目标：搭载环境温度、原料温度、配比、摊铺速度联动智能控制系统，可根据现场低温工况自动调节拌和时长、供料速率、摊铺行走速度，形成低温施工参数数据库。工程应用目标：装备车载集成化，转场灵活；依托装备完成低温环境冷拌薄层罩面试验段铺筑，成型路面渗水系数、构造深度、早期强度等路用指标满足冷拌薄层罩面相关技术规范；形成装备操作规程与低温施工配套工法。