瀝青再生技術(shù)在深圳的應(yīng)用實(shí)踐

林少揚(yáng)，楊順生

(深圳市路橋建設(shè)集團(tuán)公司，廣東深圳518055)

0 前言

目前我國(guó)的公路建設(shè)飛速發(fā)展，按照瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命(15～20 a)，在上世紀(jì)90年代以后陸續(xù)建成的瀝青路面陸續(xù)進(jìn)入大、中修期，大量翻挖、銑刨的瀝青混合料被廢棄，既污染了環(huán)境又浪費(fèi)資源，而且大量使用新石料、開采石礦導(dǎo)致森林植被減少、水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，同時(shí)又是一個(gè)人均土地和石油資源相對(duì)貧乏的國(guó)家，公路建設(shè)的快速發(fā)展，需要大量的瀝青和砂石料資源，廢舊瀝青混合料如能得到充分利用，不僅可以節(jié)約至少50%的瀝青材料，顯著緩解瀝青供求矛盾，節(jié)省石油資源，還可以節(jié)約大量礦料，減少開采，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)又避免了廢物堆棄，防止了水土污染，保護(hù)了寶貴的土地資源。

混合料的再利用已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。高速公路起步較早的國(guó)家，早已采用了瀝青再生技術(shù)。瀝青再生技術(shù)通過重復(fù)利用瀝青混合料(主要為砂石料和瀝青材料)達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

事實(shí)上，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境破壞已引起了社會(huì)各界的高度關(guān)注，環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展已成為我國(guó)的重要國(guó)策之一。

1 廠拌熱再生技術(shù)及特點(diǎn)

1.1 廠拌熱再生技術(shù)

瀝青再生技術(shù)主要分現(xiàn)場(chǎng)冷再生、現(xiàn)場(chǎng)熱再生、廠拌冷再生和廠拌熱再生四大類，各有其特點(diǎn)與局限；其中廠拌熱再生雖一次性設(shè)備投資較大，但可有效控制生產(chǎn)和質(zhì)量，利于推廣應(yīng)用。

廠拌熱再生技術(shù)是先將舊瀝青混合料路面翻挖或銑刨的廢料運(yùn)回工廠，必要時(shí)通過破碎、篩分，根據(jù)回收料中瀝青含量、瀝青老化程度、碎石級(jí)配等指標(biāo)，摻入一定數(shù)量的新集料、新瀝青和再生劑(必要時(shí))進(jìn)行拌和，使再生混合料達(dá)到規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，與普通瀝青混合料完全相同的方法鋪筑路面。

因?qū)儆诮Y(jié)構(gòu)性再生，該技術(shù)具有較好的適應(yīng)性，適用于各類破壞路面；既可利用原路廢棄材料重新鋪筑路面，也可以將回收材料再生后用于其他工程，能最大限度地發(fā)揮瀝青混合料路面廢料的作用。

1.2 廠拌熱再生工藝特點(diǎn)

將舊瀝青混合料路面銑刨或破碎廢料篩分處理成回收料，根據(jù)路面不同層次的質(zhì)量要求，進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，確定舊瀝青混合料的添加比例；回收料預(yù)熱松散后按比例加入拌和機(jī)的拌缸中，新集料的熱量使回收料進(jìn)一步加熱并松散；按一定比例添加新瀝青材料(或再生劑)、新集料等，在拌和機(jī)中繼續(xù)拌和，使新料與舊料充分拌和均勻，從而獲得符合要求的再生瀝青混合料。

它具有以下特點(diǎn)：

(1)與現(xiàn)有拌和設(shè)備組合，設(shè)備投入不大，再生方式簡(jiǎn)單。

(2)舊料摻加量一般為20%～30%。

(3)需設(shè)舊料堆放場(chǎng)地，宜配備專用的破碎及篩分機(jī)械。

(4)舊料來(lái)源混雜，回收料的瀝青含量、瀝青老化程度以及集料級(jí)配的變異性較大，需密切監(jiān)控舊料狀況。

2 深圳地區(qū)瀝青熱再生技術(shù)的應(yīng)用

為推廣應(yīng)用瀝青再生技術(shù)，在深圳地區(qū)環(huán)境保護(hù)和重復(fù)利用瀝青及石料資源方面作貢獻(xiàn)，2004年12月購(gòu)進(jìn)了一套意大利SIM RAD 130型瀝青混合料熱再生加工設(shè)備，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每小時(shí)130 t。由于該瀝青熱再生設(shè)備與我公司現(xiàn)有的SIM 3000型間歇式瀝青混合料拌和機(jī)相配套，可達(dá)到既有效節(jié)約資源又能確保拌和工藝和質(zhì)量控制的目的。

2.1 廠拌熱再生設(shè)備介紹

SIM RAD 130型瀝青混合料熱再生加工設(shè)備包括再生冷料供給系統(tǒng)、再生冷骨料料斗提升機(jī)、烘干滾筒及支撐架、電子稱量系統(tǒng)、藍(lán)煙消排系統(tǒng)和再生料電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)。

SIM RAD 130瀝青熱再生系統(tǒng)特點(diǎn)：

(1)沒有舊瀝青混合料塊料破碎和碎料篩分系統(tǒng)，須對(duì)回收料做好事前控制工作。

(2)配置兩只帶有無(wú)流量警告指示料斗的回收料取料機(jī)。

(3)回收料經(jīng)提升后才進(jìn)入烘干滾筒，避免了再生料在提升過程降溫，有利節(jié)能降耗。

(4)回收料從滾筒進(jìn)入過渡倉(cāng)，電子衡稱量后再經(jīng)加熱槽二次加熱才進(jìn)入瀝青混合料拌缸?；厥樟显谡麄€(gè)過程得到充分有效的加熱。

(5)從回收料加熱烘干筒出來(lái)的藍(lán)煙，首先由引風(fēng)機(jī)抽送進(jìn)主機(jī)干燥筒再次充分燃燒,然后進(jìn)入主機(jī)的除塵系統(tǒng)，新骨料中粉塵將廢氣中的微粒包裹起來(lái)，防止粘附布袋。節(jié)能又環(huán)保。

(6)沒有瀝青再生劑添加系統(tǒng)，新瀝青的添加在混合料進(jìn)入拌缸后進(jìn)行。

(7)再生設(shè)備控制系統(tǒng)整合到拌和站主機(jī)控制系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)整體控制和協(xié)調(diào)兩個(gè)系統(tǒng)的舊料和新料的加熱、計(jì)量和攪拌，能有效地控制各個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)，確保生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的再生瀝青混合料。

SIM熱再生瀝青混合料加工系統(tǒng)工藝流程見圖1。

2.2 再生瀝青混合料設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

熱再生應(yīng)用的前提是對(duì)回收料的性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定路面舊料是否適用于廠拌熱再生。

2.2.1 舊瀝青混合料性能評(píng)價(jià)

對(duì)瀝青路面舊料取樣進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定舊料中瀝青含量及舊瀝青針入度等性能和舊集料級(jí)配。

(1)從不同部位抽取若干個(gè)樣品進(jìn)行抽提試驗(yàn)，檢測(cè)舊料中瀝青含量及礦料級(jí)配，結(jié)果見表1。

表1 舊料抽提試驗(yàn)結(jié)果

(2)用阿布森法從抽提液中回收瀝青，檢測(cè)回收瀝青的性質(zhì)。

(3)從檢測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)舊料的可用性。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，針入度大于15就可用于熱再生；本例回收瀝青含量平均為5.2%，回收瀝青針入度為21，有較高的利用價(jià)值。

2.2.2 再生瀝青混合料設(shè)計(jì)

(1)再生瀝青設(shè)計(jì)及其性能評(píng)價(jià)

初步設(shè)定再生混合料的RAP(回收料重量占總礦料重量的百分比)按20%控制，舊瀝青約占瀝青總量的15%。再生瀝青性能滿足規(guī)范要求，見表2。

表2 瀝青性能檢驗(yàn)結(jié)果

(2)再生瀝青混合料設(shè)計(jì)

初步確定RAP含量為20%，選擇海盛瀝青AH-70和鹽田港石料進(jìn)行AC-25配合比設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算確定配合比及合成級(jí)配如下：

礦粉：1#倉(cāng)：2#倉(cāng)：3#倉(cāng)：4#倉(cāng)：回收料 =2：18：14：11：35：20

再生AC-25瀝青混合料合成級(jí)配見表3。

表3 再生AC-25瀝青混合料合成級(jí)配

按配合比用量拌制瀝青混合料，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測(cè)定試件體積及力學(xué)各項(xiàng)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 再生AC-25(RAP20%)瀝青混合料馬歇爾指標(biāo)

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，最佳油石比選量是3.8%。

(3)再生瀝青混合料性能檢驗(yàn)

按最佳油石比拌制再生AC-25混合料，檢驗(yàn)其水穩(wěn)定性，殘留穩(wěn)定度為87.6%，應(yīng)該具有較強(qiáng)的抗水損害能力。

2.2.3 再生瀝青混合料生產(chǎn)檢驗(yàn)

用廠拌熱再生混合料鋪筑試驗(yàn)路進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，與普通全新瀝青混合料對(duì)比，兩者在性能上差別不大。只要在生產(chǎn)過程中對(duì)舊料用量、溫度和拌和時(shí)間控制得當(dāng)，再生瀝青混合料的質(zhì)量便能達(dá)到《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中瀝青混凝土的相關(guān)指標(biāo)和要求。

AC-25混合料性能對(duì)比見表5。

表5 AC-25混合料性能對(duì)比

3 瀝青再生技術(shù)應(yīng)用前景分析

3.1 生產(chǎn)能力影響因素

SIM瀝青再生設(shè)備RAD 130在骨料含水量3%溫度達(dá)150℃條件下設(shè)計(jì)產(chǎn)量每小時(shí)130 t，而瀝青混合料拌和設(shè)備SIM 3000設(shè)計(jì)每小時(shí)生產(chǎn)能力為300 t。雖然，理論上再生瀝青混合料的回收料含量(RAP)最大可達(dá)43%，但突破該RAP含量卻同時(shí)意味著生產(chǎn)效率的降低。

下列情況對(duì)瀝青路面舊料的使用量或?qū)υ偕鸀r青混合料的回收料含量(RAP)有影響：

(1)沒有破碎設(shè)備便不能處理大量的瀝青路面翻挖塊料，大面積集中銑刨路面一般很少，大量的品質(zhì)穩(wěn)定的瀝青路面回收料難以得到。

(2)沒有篩分設(shè)備對(duì)瀝青路面舊料進(jìn)行篩選處理時(shí)，回收料各項(xiàng)指標(biāo)的變異性必然很大，回收料質(zhì)量難以控制必然制約再生瀝青混合料的質(zhì)量或產(chǎn)量。

(3)路面回收料的品質(zhì)包括舊瀝青的性能、含量尤其集料級(jí)配，均影響到RAP含量。若舊瀝青的性能很差，或?yàn)r青含量較低，或舊集料過粗，或舊集料過細(xì)細(xì)料過多，都只能采用較低的摻配比例。

(4)再生瀝青混合料的用途及其質(zhì)量要求，是決定RAP含量的必要因素。若再生瀝青混合料直接用于路面面層，道路的交通量又較大，則要求再生混合料具有良好的品質(zhì)，舊料的配合比例應(yīng)取較低值，如占20%；若再生混合料雖用于路面面層，但道路交通量中等，則舊料的配合比例可取較高值，如30%~40%；若再生混合料僅用于輕型路面或臨時(shí)性路面，則舊料的配合比例提高到70%~80%；若再生混合料只用于低交通量道路路面、簡(jiǎn)易路面或路面基層，則不對(duì)舊料的級(jí)配作調(diào)整，100%使用舊料。

(5)政策面的扶持及市場(chǎng)的需求量，對(duì)廠拌熱再生瀝青混合料加工的產(chǎn)量及命運(yùn)起決定性作用。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

瀝青再生技術(shù)的直接經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：節(jié)約砂、石、瀝青材料費(fèi)和廢料的運(yùn)輸費(fèi)、堆棄費(fèi)。經(jīng)測(cè)算，再生1t廢料直接節(jié)約的費(fèi)用在100～200元之間。但是，該技術(shù)需要較大的固定資產(chǎn)投入相配套，主要包括再生混合料拌和設(shè)備、篩分設(shè)備和廢料破碎設(shè)備。

對(duì)新近購(gòu)入的RAD 130型瀝青熱再生設(shè)備進(jìn)行分析，設(shè)備投資530萬(wàn)，至少需再生利用2.6萬(wàn)t廢料才能收回投資；如果按照廢料利用率30%計(jì)算，需要7.8萬(wàn)t的再生瀝青混合料生產(chǎn)量才能收回投資。

由于瀝青再生技術(shù)的推廣需要政府主管部門制定相應(yīng)的管理規(guī)定，對(duì)這一行業(yè)進(jìn)行規(guī)范管理；另外，如果沒有環(huán)保和節(jié)約資源方面積極的扶持(包括科研經(jīng)費(fèi)補(bǔ)貼、技術(shù)裝備改造項(xiàng)目補(bǔ)貼、環(huán)境保護(hù)補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠等政策)和政策導(dǎo)向，實(shí)際的廢料回收利用率會(huì)很低，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也不大，這是瀝青再生技術(shù)推廣應(yīng)用不容忽視的問題。

4 結(jié)語(yǔ)

通過適當(dāng)?shù)呐浜媳日{(diào)整及嚴(yán)格的生產(chǎn)質(zhì)量控制，廠拌熱再生瀝青混合料完全能夠達(dá)到普通全新瀝青混合料要求的各項(xiàng)性能指標(biāo)；國(guó)外多年的實(shí)踐也證明了廠拌熱再生瀝青混合料路面能夠達(dá)到并保持所要求的各項(xiàng)路用性能指標(biāo)，并且具有更好的抗車轍性能，甚至能滿足高級(jí)路面的使用要求。

再生技術(shù)的應(yīng)用需要政府重視其在環(huán)境保護(hù)和重復(fù)利用資源方面帶來(lái)的社會(huì)效益，輔以適當(dāng)?shù)恼邔?dǎo)向與扶持，瀝青再生技術(shù)開發(fā)應(yīng)用企業(yè)才能獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益回報(bào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可觀的社會(huì)效益。

[1]黃建躍,劉先淼.談發(fā)展瀝青再生技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵問題[J].公路,2003(8).