交通工程道路中的瀝青就地冷再生技術(shù)

改造者：周培康

?

交通工程道路中的瀝青就地冷再生技術(shù)

改造者：周培康

交通已經(jīng)成為人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步不可或缺的必然條件和資源，交通工程道路大多采用瀝青材料鋪筑而成，其壽命一般為20年以內(nèi)。隨著道路使用年限的增長，很多公路都面臨著大中修，若采用傳統(tǒng)的鋪筑工藝將會(huì)產(chǎn)生大量的瀝青廢棄物，不符合可持續(xù)發(fā)展的要求。本文主要介紹了瀝青就地冷再生技術(shù)，這是一種節(jié)能環(huán)保、降本增效的新工藝。

中國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮與進(jìn)步，不僅促進(jìn)了人文社科體系的提升，同時(shí)也促進(jìn)了交通工程道路行業(yè)的進(jìn)步。目前，國內(nèi)公路已達(dá)到數(shù)百萬公里之多，瀝青混凝土路面占比較高，達(dá)到數(shù)十萬上百萬公里，且總里程數(shù)及占比正在逐漸提高。瀝青的設(shè)計(jì)壽命一般為15～20年周期，因此早期建設(shè)的大部分瀝青公路逐漸進(jìn)入了大中修階段，且有近10%以上的瀝青路面面臨著翻修。傳統(tǒng)的舊道路翻建有兩種施工方法：其一，是直接將新的路面材料覆蓋在破舊瀝青路面上面；其二，是剔除已破壞的瀝青路面層，再重新鋪筑新的瀝青材料。第一種方法施工簡單，節(jié)約成本和時(shí)間，且不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，但是會(huì)抬高路面，不利于排水系統(tǒng)的利用，進(jìn)而影響周邊環(huán)境和市容。因此，目前普遍采用的是第二種修復(fù)方案，這樣更利于交通工程道路滿足設(shè)計(jì)及使用功能。但是，這種常用的方法產(chǎn)生了大量難以處置的瀝青廢料，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。瀝青混凝土為半剛性類材料的典型代表，因其對濕度和溫度較為敏感，且具有較低的抗壓及變形能力，因此瀝青材料在濕度、溫度等因素驟變的情況下極易形成反射裂縫，這種裂縫將直接影響交通道路的正常使用，情況較為嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成更大的安全隱患。瀝青路面裂縫問題如不及時(shí)解決，路面在長期的交通荷載作用下將會(huì)大面積損壞，致使道路嚴(yán)重破壞。二十世紀(jì)七十年代出現(xiàn)了舊瀝青路面再生技術(shù)，不僅節(jié)約材料，同時(shí)減少了污染，近年來逐步得到應(yīng)用和推廣，在此筆者對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行討論分析。

瀝青再生技術(shù)的主要原理及其發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

瀝青再生技術(shù)主要是指瀝青路面的再生利用，其主要方法是通過專用設(shè)備對舊瀝青路面進(jìn)行翻挖、加熱、破碎、篩分等一系列處理措施之后，再將其與新瀝青和再生劑等按照一定比例重新攪拌，按照配比調(diào)制而成新的混合料，這種新材料能夠滿足公路使用的性能要求，被重新應(yīng)用于路面的鋪筑工藝。通過瀝青就地冷再生技術(shù)，我們不僅能夠減少新瀝青和砂石材料的投入成本，還大大節(jié)約了道路維修和養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用；同時(shí)還有效防止了因道路維修而產(chǎn)生過多的建筑垃圾和廢棄物等。國內(nèi)外大量研究表明，瀝青再生技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

國外發(fā)達(dá)國家對瀝青再生技術(shù)的研究始于二十世紀(jì)初期，該項(xiàng)技術(shù)于上世紀(jì)六七十年代形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，大量應(yīng)用于瀝青路面的修繕工程?；谏鲜兰o(jì)末的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，美國到八十年代末期已有一半公路采用瀝青混合料，且對瀝青再生混合料和再生劑的設(shè)計(jì)研發(fā)都進(jìn)行了較為深入的研究，取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。目前，據(jù)統(tǒng)計(jì)全美每年瀝青混合料再生利用量大約為3億t。德國是歐洲最早研究瀝青再生技術(shù)的國家，其在高速公路路面維修中廣泛應(yīng)用了再生瀝青混合料，而且該國早在1978年就已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了廢棄瀝青材料的全部回收利用。瀝青再生技術(shù)在我國起步相對較晚，早在上世紀(jì)八十年代中期，當(dāng)時(shí)以天津、南京、蘇州、武漢四個(gè)城市作為試點(diǎn)，率先對舊瀝青路面再生利用技術(shù)進(jìn)行了研究試驗(yàn)，隨后做了相應(yīng)的推廣使用，至今已經(jīng)取得了較為可喜的研究成果。上述四個(gè)城市的瀝青再生技術(shù)探索中，主要是將舊渣油路面加入適當(dāng)?shù)妮p油，待路面材料逐漸軟化之后，即成為一種新的瀝青混合材料，這種材料的鋪筑層次主要是解決瀝青用量最多的下面層部分結(jié)構(gòu)。近年來，隨著環(huán)保政策的加強(qiáng)落實(shí)，苛刻的環(huán)保條款促使國內(nèi)各個(gè)地區(qū)的公路建設(shè)投資者和管理者們對瀝青再生技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣。這主要是因?yàn)樾抡呤沟勉娕傧聛淼臑r青舊料很難處理，而且石油瀝青和砂石材料的生產(chǎn)制造的成本越來越高。在傳統(tǒng)瀝青路面大中修過程中，往往會(huì)產(chǎn)生大量的瀝青廢棄物和建筑垃圾，這不僅污染了自然環(huán)境，同時(shí)對于瀝青這種不可再生資源造成了極大的浪費(fèi)，同時(shí)大量新石料的開采也嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，這些都迫切需要瀝青再生技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。

瀝青路面就地冷再生技術(shù)工藝及其優(yōu)點(diǎn)分析

瀝青路面的就地冷再生技術(shù)是瀝青再生技術(shù)的主要形式，這種方式是通過一定的技術(shù)方法將舊瀝青路面層和部分基層就地再生，快速改建成新的基層或者底基層結(jié)構(gòu)，而不是單純的將已經(jīng)破損的瀝青路面重新恢復(fù)到完好的原始狀態(tài)。瀝青道路的就地冷再生技術(shù)工作原理，就是按照新的設(shè)計(jì)要求，在舊路面鋪層的基礎(chǔ)上摻入適量的水泥、石灰、粉煤灰、乳化瀝青和泡沫瀝青等材料，摻入一定比例的水，通過就地冷再生工藝裝備，在自然常溫下就地連續(xù)完成對舊鋪層的施工改造工序，修建出嶄新的道路基層。瀝青路面就地冷再生的主要設(shè)備為冷再生機(jī)系統(tǒng)，該工藝裝備將破碎與拌和工藝集于一體，且裝有一定數(shù)量的拌合銑刨轉(zhuǎn)子和專用刀具。工作時(shí)，機(jī)器向前行進(jìn)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，銑刨原路面材料，通過軟管輸送一定比例的水，噴灑于拌和倉中，銑刨轉(zhuǎn)子將銑刨料和水充分拌和，達(dá)到需要的最佳含水量配比，以達(dá)到混合料的最大壓實(shí)度參數(shù)。還可以采用熱瀝青等液體穩(wěn)定劑，以及水泥等粉狀穩(wěn)定劑，解決再生層原級配不良的情況。

瀝青就地冷再生技術(shù)具有傳統(tǒng)瀝青路面修復(fù)施工所不具備的優(yōu)勢和科學(xué)性，這種優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，瀝青冷再生技術(shù)工序簡單，主要材料是原有舊路面的瀝青材料，只需要投入配料和水，且省略了大量繁瑣的挖掘、運(yùn)輸、再加工以及回填等工序；其二，就地冷再生公路修復(fù)不需要中斷交通，此種方法投入現(xiàn)場的施工設(shè)施很少，因此不會(huì)對交通產(chǎn)生太大的干擾，一般可以采用半幅通車、半幅施工的模式；其三，路基不損壞，由于冷再生機(jī)的高附著力輪胎在暴露的路基上只通過一次，因此這種方式基本上不損壞路基結(jié)構(gòu)和質(zhì)量；其四，提高道路等級，該方法強(qiáng)化了基礎(chǔ)的承載能力，從根本上保證了道路等級的提高；其五，降本增效，冷再生技術(shù)可以降低成本10%～20%左右，且生產(chǎn)效率極高；其六，保護(hù)環(huán)境和資源，冷再生施工過程產(chǎn)生的粉塵和廢氣污染非常少，因此該方法被稱為綠色技術(shù)。

結(jié)束語

我國乃至世界的交通發(fā)展均面臨的嚴(yán)峻的資源和環(huán)境兩大挑戰(zhàn)，新形勢下已不再支持傳統(tǒng)的落后工藝?yán)^續(xù)主導(dǎo)市場，因此必須探索出一條節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的交通發(fā)展之路。瀝青再生技術(shù)就是一種符合交通循環(huán)經(jīng)濟(jì)的新工業(yè)技術(shù)革命，既推進(jìn)了工業(yè)廢料的綜合利用，以及再生資源的回收利用，同時(shí)推進(jìn)了材料再生和能源替代等新技術(shù)、新工藝的開發(fā)與研究。瀝青公路在我國所占比例較高，尤其是高速公路基本上全部采用瀝青材料，其大中修工程從技術(shù)指標(biāo)、施工工藝、工期、環(huán)保等各方面都有很高的要求。因此，必須大力推廣瀝青再生技術(shù)，促進(jìn)舊路面材料的循環(huán)利用。這對降低建設(shè)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及對國家的公路建設(shè)都有極大的意義。

周培康

紹興市交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督站

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.10.035