瀝青廠拌熱再生應(yīng)用研究

沈伯鋒

【摘 要】通過購置瀝青混合料廠拌熱再生設(shè)備實(shí)踐應(yīng)用，提出廠拌熱再生拌制方法及施工方案，分析總結(jié)施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、材料、環(huán)境效益分析。

【關(guān)鍵詞】瀝青廠拌熱再生；實(shí)踐應(yīng)用；拌制方法；施工方案；施工工藝；質(zhì)量控制要點(diǎn)；效益評價

0 引言

甘肅省金昌公路管理局管理養(yǎng)護(hù)國、省、縣、鄉(xiāng)各等級普通干線公路375公里（黑色路面），多處于沙漠戈壁、高寒陰濕地域環(huán)境，且管養(yǎng)的大部分普通干線公路超期服役，多數(shù)都是1997年實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)美化工程（GBM工程）后未再進(jìn)行較大規(guī)模的維修改造，通過公路小修保養(yǎng)維持至今，路況普遍較差。為解決養(yǎng)護(hù)資金短缺，筑路材料浪費(fèi)，遏制沿路環(huán)境惡化等現(xiàn)實(shí)問題，我局于2012年引進(jìn)福建鐵拓機(jī)械公司生產(chǎn)的RLBZ-1000型瀝青熱再生設(shè)備，進(jìn)行廠拌熱再生技術(shù)探索性應(yīng)用實(shí)踐。近年來，在普通干線永肅公路病害處治工程、G312線路肩帶養(yǎng)護(hù)維修等工程項(xiàng)目中進(jìn)行了多次驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，取得了較為理想的效果。瀝青路面熱再生技術(shù)的應(yīng)用，解決了大量挖翻、銑刨的瀝青廢舊材料對環(huán)境的污染及筑路材料浪費(fèi)等問題，變廢為寶，對環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會建設(shè)做出了公路行業(yè)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

2.5 舊料摻配比例的確定

對舊料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，回收舊瀝青，選取舊料新料摻配比例分別為20：80，30：70，50：50，70：30，80：20，把不同的舊料、新料摻配比例轉(zhuǎn)化為舊瀝青用量、新瀝青用量的比例，再進(jìn)行瀝青混合料的三大技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)，根據(jù)瀝青指標(biāo)要求，確定舊瀝青材料的摻配比例。

2.6 再生混合料級配設(shè)計

2.6.1 在確定舊料摻配比例的情況下，根據(jù)級配設(shè)計要求，先初步選定粗、中、細(xì)三個級配，計算各種級配規(guī)格下初始瀝青用量。在三個級配平行試驗(yàn)中，至少要有兩個級配摻配拌制的瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足《規(guī)范》要求。根據(jù)反復(fù)試驗(yàn)的的經(jīng)驗(yàn)，在上述兩個級配中選定其中一個為目標(biāo)配合比，按計算瀝青用量±0.5%、±1%制備四組試件，計算出最佳瀝青用量。

2.6.2 對設(shè)計出的瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，其最佳的瀝青用量試件體積性質(zhì)應(yīng)滿足《規(guī)范》要求。

2.6.3 對制備出的試件進(jìn)行水穩(wěn)定性檢驗(yàn)，并且滿足《試驗(yàn)規(guī)程》技術(shù)要求。

2.6.4 對制備出的試件進(jìn)行動穩(wěn)定性試驗(yàn)，并且至少滿足不小于1000次/mm的技術(shù)要求。

2.7 再生混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計與調(diào)試

2.7.1 廢舊材料的性能試驗(yàn)。在生產(chǎn)配合比設(shè)計與調(diào)試前，對篩分處理的廢舊料再次進(jìn)行抽提試驗(yàn)，得到廢舊材料的顆粒級配、瀝青含量，和目標(biāo)配合比試驗(yàn)時使用的舊料指標(biāo)進(jìn)行比對，以便于檢驗(yàn)舊料的均勻性、穩(wěn)定性。生產(chǎn)配合比調(diào)試時，廢舊料的組合以此次試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。對各檔廢舊料的含水量進(jìn)行測定，通過換算確定冷料的輸入量。

2.7.2 冷料輸入量測定。在正式試拌前，對各檔的冷料輸入量進(jìn)行試驗(yàn)測定，確定冷料輸入量和拌合機(jī)械設(shè)定參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，作為正式試拌的基礎(chǔ)參數(shù)。

2.7.3 測定各熱料和礦粉的用量。根據(jù)冷料輸入量試驗(yàn)，目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)果，對經(jīng)過篩分即將進(jìn)入拌合設(shè)備各料倉的礦料取樣再次進(jìn)行篩分，通過計算（廢舊料按照目標(biāo)配合比計算），確定各熱料倉礦料和礦粉的輸入比例。

2.7.4 確定最佳油石比。選定一個目標(biāo)配合比時的摻配比例中最佳瀝青用量數(shù)據(jù)，以最佳瀝青用量、最佳瀝青用量±0.3%等三種用油量以及計算的礦料、目標(biāo)配合比廢舊料拌制混合料來確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量。生產(chǎn)配合比確定的最佳瀝青用量和目標(biāo)配合比確定的最佳瀝青用量誤差應(yīng)小于0.2%。

2.7.5 殘留穩(wěn)定度檢驗(yàn)。按照生產(chǎn)配合比拌制瀝青混合料，進(jìn)行浸水48小時馬歇爾試驗(yàn)，檢驗(yàn)殘留穩(wěn)定度，使其滿足《試驗(yàn)規(guī)程》檢測指標(biāo)要求。

2.7.6 驗(yàn)證生產(chǎn)配合比。材料、設(shè)備一切就緒，按照生產(chǎn)配合比試拌瀝青混合料，經(jīng)檢驗(yàn)合格的瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)路鋪筑。把用于試驗(yàn)路鋪筑的瀝青混合料再次進(jìn)行瀝青含量、篩分以及馬歇爾試驗(yàn)。檢驗(yàn)混合料合成級配時要特別注意，篩孔0.075mm、2.36mm、4.75mm以及公稱最大粒徑篩孔的通過率要接近目標(biāo)配合比確定的數(shù)值，避免0.3mm～0.6mm間出現(xiàn)駝峰，通過多次取樣試驗(yàn)和驗(yàn)證確定可靠的生產(chǎn)配合比。

3 再生混合料拌制

3.1 再生混合料的拌制要嚴(yán)格控制礦料的級配、瀝青用量、瀝青和集料的加熱溫度、拌合溫度，混合料的均勻性以及出廠溫度。熱再生混合料有別于普通瀝青混合料，拌和時要加大試驗(yàn)檢測頻率。連續(xù)拌和時，每天應(yīng)分上、下午須取樣做馬歇爾及抽提試驗(yàn)，以確保熱再生混合料質(zhì)量符合要求。

3.2 再生瀝青混合料的拌和是廠拌熱再生工藝的核心技術(shù)，必須特別做到以下幾點(diǎn)：

3.2.1 精確控制拌合設(shè)備和再生設(shè)備加熱筒、拌和倉溫度，不得燒傷回收料中含有的瀝青結(jié)合料，最大限度減少拌和時瀝青二次老化；

3.2.2 廢舊料不得板結(jié)，要充分分散，其結(jié)合料、礦料與新瀝青、新集料充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍?/p>

3.2.3 避免廢舊材料加溫過度產(chǎn)生瀝青黑煙，造成二次污染，廢舊料加熱溫度不應(yīng)超過130℃。

3.2.4 再生瀝青混合料生產(chǎn)過程中，新集料溫度應(yīng)提高10℃左右，控制在 180～190℃，新瀝青的加熱溫度按照新瀝青的粘溫曲線確定，適宜控制在 145～160℃。再生混合料的攪拌溫度不能只按新瀝青的粘溫曲線確定，因?yàn)樾聻r青和舊料中的瀝青結(jié)合料混合后得到的混合瀝青結(jié)合料的粘度與新瀝青相比發(fā)生了變化。當(dāng)不加再生劑時混和瀝青的粘度要比新瀝青的粘度大，所以混合料的攪拌溫度也應(yīng)相應(yīng)的提高，根據(jù)混和瀝青的粘溫曲線確定，一般比根據(jù)新瀝青的粘溫曲線確定的攪拌溫度提高 5℃左右。為了充分混合廢舊料和新加礦料及新瀝青，攪拌時間要比拌制新瀝青混合料略長，控制在 50～60s，拌和至顏色均勻一致后出料。再生瀝青混合料出廠溫度最理想狀態(tài)為 140～150℃之間，超此范圍要么混合料溫度過低，要么廢舊料老化，難以保證攤鋪后的面層質(zhì)量。

4 廠拌熱再生混合料路面鋪筑

4.1 面層施工前，要充分做好鋪筑準(zhǔn)備工作。首先做好下承層的的檢查、清掃及黏層瀝青的撒布工作。其次調(diào)試好攤鋪機(jī)，并在鋪筑前30分鐘加熱熨平板，按照既往經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)備足夠數(shù)量的鋼輪壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)，以保證再生混合料快鋪快壓的施工要求。

4.2 再生混合料裝卸要避免離析，其溫度較普通瀝青混合料溫度略低，要在運(yùn)輸上采取有效措施，最好采用保溫車廂運(yùn)輸，到達(dá)施工現(xiàn)場要再次檢測混合料溫度，消除混合料溫度損失過大而給瀝青面層質(zhì)量留下潛在的隱患。

4.3 要高度重視試驗(yàn)路鋪筑。在大規(guī)模施工前要進(jìn)行試驗(yàn)路鋪筑， 在此過程充分驗(yàn)證施工方案，充分暴露各種影響面層鋪筑質(zhì)量的問題，取得最可靠工藝數(shù)據(jù)和最佳施工方案以指導(dǎo)正式施工。

4.4 再生瀝青混合料的施工機(jī)械、路面的攤鋪、碾壓和初期養(yǎng)護(hù)等工藝以及質(zhì)量控制要求與普通瀝青路面施工基本相同。特別要嚴(yán)格控制再生瀝青混合料的攤鋪與碾壓溫度，同時應(yīng)避免在氣溫較低或大風(fēng)天氣進(jìn)行再生瀝青混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

4.5 再生混合料鋪筑應(yīng)保持勻速、連續(xù)、穩(wěn)定，攤鋪速度應(yīng)與供料、碾壓速度保持平衡，避免中間停頓，減少施工橫縫。

4.6 碾壓要遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，在初壓、復(fù)壓、終壓各個階段，禁止壓路機(jī)在新鋪路面轉(zhuǎn)向、掉頭、急剎車和停放。

4.7 施工縫處置。無論施工橫縫、縱縫要精心處置，采用有效措施消除錯臺、跳車，甚至消除接縫痕跡。

4.8 封閉及開放交通。熱再生混合料因其摻配生產(chǎn)特殊性，施工完畢要延長時間開放交通，路面溫度高于40℃或施工結(jié)束少于1小時，不得開放交通。

5 廠拌熱再生應(yīng)用及成效分析

我們通過廠拌熱再生的應(yīng)用及研究，應(yīng)用技術(shù)日趨成熟，根據(jù)廢舊材料材料品質(zhì)其摻配量均有所提高，經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境保護(hù)方面取得明顯效果。

5.1 原材料成本方面

我們從最初的廢舊材料30%的摻配量，逐步提高到50%，不僅工程質(zhì)量得到保證，而且工程成本有所節(jié)約。與普通瀝青混合料生產(chǎn)相比，每生產(chǎn)1噸再生瀝青混合料可節(jié)約瀝青18kg、集料450kg。若集料按120元/噸，瀝青按近年的均價5300元/噸計算，則每生產(chǎn)1噸再生瀝青混合料可節(jié)省費(fèi)用約180元（詳見表1），這是一個十分可觀的經(jīng)濟(jì)數(shù)目。以上僅是從節(jié)省工程費(fèi)用角度得到的直接經(jīng)濟(jì)效益，尚未考慮舊瀝青料的再利用，能夠有效減緩使用新石料、開采礦石造成的森林植被減少、水土流失、環(huán)境污染等嚴(yán)重的生態(tài)破壞的現(xiàn)象，環(huán)境專家認(rèn)為其產(chǎn)生的間接效益比直接經(jīng)濟(jì)效益還要高。

表1 每生產(chǎn)1噸混合料摻加不同舊料可節(jié)省的費(fèi)用

圖2 摻配不同比例廢舊料費(fèi)用節(jié)省

5.2 機(jī)械設(shè)備和其它成本方面

再生混合料生產(chǎn)僅需要對公路行業(yè)通用的拌合設(shè)備進(jìn)行局部加工改造，所添加設(shè)備具有較強(qiáng)的匹配性能，能與不同型號瀝青拌合設(shè)備相組合，可針對不同項(xiàng)目進(jìn)行重復(fù)使用，費(fèi)用經(jīng)濟(jì)低廉。舊瀝青混合料的再生利用節(jié)約了瀝青和砂石材料用量，從而降低了工程造價，又避免了舊料運(yùn)輸、堆放所占用的土地使用以及環(huán)境污染治理等費(fèi)用。

5.3 社會和環(huán)境效益方面

廠拌熱再生技術(shù)除了具有一定的直接經(jīng)濟(jì)效益外，還具有良好的社會和環(huán)境效益，而這方面的效益是無法用貨幣來衡量的。首先，鋪筑再生路面而充分利用了舊瀝青混合料，解決了瀝青路面翻修所產(chǎn)生大量廢料對環(huán)境造成污染問題，保護(hù)了人類生存的環(huán)境，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，達(dá)到循環(huán)利用的目的；其次，節(jié)約瀝青和砂石材料，減少了對材料的需求量，又有助于自然環(huán)境資源的保護(hù)和資源節(jié)約，緩和瀝青材料供求的緊張狀態(tài)；最后，由于節(jié)省了投資，降低了工程造價，使因養(yǎng)護(hù)資金短缺而不能及時維修改造的舊瀝青路面得以修復(fù)，從而改善、提高路況，增強(qiáng)公路的通行能力，降低了運(yùn)輸成本，整治了安全隱患，保證了行車安全。

6 結(jié)束語

研究、應(yīng)用瀝青廠拌熱再生技術(shù)，改造、修復(fù)低等級瀝青路面，具有較大的社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益，值得大力推廣應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]人民交通出版社.瀝青路面再生技術(shù)手冊[M].拾方治，馬衛(wèi)民編著，2006.

[2]永肅公路廠拌熱再生試驗(yàn)段施工技術(shù)說明[J].甘肅省公路管理局，2012.

[責(zé)任編輯：張濤]