瀝青廠拌熱再生質(zhì)量控制及應(yīng)用探討

摘要：工業(yè)革命以來，人們對(duì)于石油下游產(chǎn)品的瀝青材料的需求越來越多，但由于石油資源的緊縮、瀝青的緊缺性越來越受重視，所以瀝青再生技術(shù)的應(yīng)用與控制就變得尤為重要。文章對(duì)瀝青廠拌熱再生質(zhì)量控制及應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：瀝青材料；廠拌熱再生；質(zhì)量控制；瀝青路面；石油資源；瀝青再生技術(shù) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U416 文章編號(hào)：1009-2374（2016）23-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.028

在參考未來十年高速公路里程規(guī)劃后，我們不難發(fā)現(xiàn)，高速公路已經(jīng)成為一個(gè)重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，作為修建公路的最重要原材料，瀝青的需求將大量上升，并且瀝青路面技術(shù)的不斷成熟也推動(dòng)著公路事業(yè)的蓬勃發(fā)展。但在瀝青路面因其優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用的同時(shí)，瀝青路面容易損壞，五年左右就需要重新鋪設(shè)也為社會(huì)帶來了很多問題。新瀝青的緊缺性和舊瀝青的處置對(duì)環(huán)境的危害，這些都使得人們必須解決瀝青的重復(fù)利用問題。瀝青的再生技術(shù)有很多種，有廠拌熱再生、就地?zé)嵩偕S拌冷再生、就地冷再生，本文就根據(jù)相關(guān)研究，對(duì)瀝青廠拌熱再生技術(shù)進(jìn)行分析。

1 廠拌熱再生技術(shù)

1.1 定義

廠拌熱再生技術(shù)是指將破舊損壞的路面混合料洗刨，進(jìn)行集中回收，通過篩分分揀，再根據(jù)舊的瀝青混合物中的瀝青含量、老化程度、沙石料等級(jí)等加入新的瀝青和再生劑通過攪拌達(dá)到充分的融合，使得混合后的成品料符合指標(biāo)規(guī)定，再按照新建瀝青路面的方法將再生后的成品料重新澆筑，在國(guó)外，大部分瀝青再生技術(shù)都使用廠拌熱再生技術(shù)，因?yàn)閺S拌熱技術(shù)生產(chǎn)的瀝青混合料能夠最大限度地達(dá)到瀝青的路用指標(biāo)，而且具有更強(qiáng)的抗車轍性，這種模式的再生工藝對(duì)于各種條件下的舊瀝青都有較好的再生性。

1.2 工藝原理

在使用瀝青作為路面材料的時(shí)候會(huì)有很多問題，其中最常見的有兩種：一是材料的老化問題，這就會(huì)導(dǎo)致在使用過程中出現(xiàn)性能下降。瀝青的老化主要是瀝青質(zhì)，膠質(zhì)的增加和芳香分含量的減少、黏度提高；二是瀝青中的礦物成分在汽車的長(zhǎng)期重壓下發(fā)生摩擦和位移，這導(dǎo)致瀝青內(nèi)部分子骨架發(fā)生質(zhì)變，從而使得材料間的摩擦減小，這屬于集料的疲勞，而瀝青再生技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是對(duì)材料的逆老化。

廠拌熱再生過程中就是將已經(jīng)回收入廠的回收料進(jìn)行加熱，升溫后，舊的瀝青軟化、熔化后再和新的材料以及再生劑攪拌在一起，將舊的瀝青其中的一部分轉(zhuǎn)移到新材料的表面后，使得新舊集料的溫度一致，舊瀝青在集料表面的膜變得均勻。這里再生劑的作用就是調(diào)和舊瀝青，使舊瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)路用指標(biāo)。然后根據(jù)分析舊瀝青的性能和成分加入新瀝青，最終進(jìn)一步調(diào)和均勻，最終得到了品質(zhì)合格的再生料。

1.3 廠拌熱再生設(shè)備

舊瀝青在混合料中起著黏結(jié)材料的作用，除了要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整回收料、新石料、新瀝青和再生劑的混合比例之外，還需要嚴(yán)格控制新骨料及回收料的加熱溫度，保證舊瀝青加熱到合適的溫度能和新瀝青充分的融合卻又不使舊的瀝青老化，在加熱的過程中還要注意環(huán)保問題和安全性問題。加熱和攪拌時(shí)間一定要足夠長(zhǎng)，才能讓“再生”和“混合”充分完成。為了滿足以上條件，廠拌熱再生設(shè)備必須具有十分優(yōu)良的性能才能保證再生混合料的質(zhì)量?；厥樟霞訜崾窃谝粋€(gè)專門的再生設(shè)備內(nèi)完成，它包括供給系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、熱回收料儲(chǔ)存?zhèn)}、熱回收料稱量斗、有害氣體吸收管道及控制系統(tǒng)等。瀝青混合料開始準(zhǔn)備工作時(shí)，供給系統(tǒng)開始負(fù)責(zé)供料，提升系統(tǒng)開始提料，干燥系統(tǒng)開始回收加熱，加熱后的回收料進(jìn)入儲(chǔ)存?zhèn)}儲(chǔ)存。當(dāng)需要回收料時(shí)回收料的儲(chǔ)存?zhèn)}放料門將會(huì)開啟，按照配比稱重完成后儲(chǔ)存?zhèn)}關(guān)閉后，計(jì)量門打開放料，完成一個(gè)攪拌周期之后回收料儲(chǔ)存?zhèn)}放料門再次開啟，進(jìn)行下一輪的稱重。

1.4 關(guān)鍵技術(shù)

在瀝青的再生技術(shù)方面，中國(guó)還處于摸索發(fā)展階段，所以對(duì)于該技術(shù)應(yīng)該結(jié)合國(guó)內(nèi)的氣候情況和路面條件對(duì)國(guó)外的技術(shù)進(jìn)行合理的引進(jìn)、消化，其中的關(guān)鍵技術(shù)有以下四點(diǎn)：一是再生方法，瀝青的再生要在其化學(xué)理論和生理理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘探檢測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后才能用于實(shí)際生產(chǎn)；二是瀝青混合料中各部分的比例。瀝青混合料中的回收料、新骨料、新瀝青、礦料、再生劑等配比在混合中十分重要，只有使這些配料的配比處于最合適的比例，才能讓新的混合料耐久、抗壓；三是回收料的離散性。在回收料中的瀝青含量和老化程度的離散性都很大關(guān)系，所以在新混合料的配比中就要重視粘合劑的比例，防止回收料不能粘合，在制作的過程中還要注意控制加熱溫度，使得瀝青混合料一直處于軟化融合的狀態(tài)，再就是要充分?jǐn)嚢?，讓各配料能充分混合在一起，從而達(dá)到路用標(biāo)準(zhǔn)；四是再生瀝青混合和攪拌中，一定要在不燒傷舊瀝青的前提下進(jìn)行，控制好新舊料的溫度對(duì)于瀝青的混合有著舉足輕重的作用。

2 再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

2.1 確定回收料的集料級(jí)配組成

要獲得回收料的集料級(jí)配的組成，必須要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的取樣，取樣必須足夠具有代表性，這樣才可以使得獲得的集料級(jí)配組成更加準(zhǔn)確，所取得試樣的數(shù)量和質(zhì)量必須足夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)。

2.2 確定回收料的摻配比例

在進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)時(shí)，最關(guān)鍵的就是要確定回收料大致的摻配比例。從質(zhì)量角度講，回收料當(dāng)然是越少越好，但經(jīng)濟(jì)效益太低。考慮到以上幾點(diǎn)，那就在保證質(zhì)量的同時(shí)，盡可能地增加回收料的比例，確定這個(gè)比例就需要考慮材料本身，比如舊瀝青的性質(zhì)和回收料的含水量等。再生瀝青混合料礦料級(jí)配范圍確定以后，可以將回收料作為級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)的一種骨料，和新集料一起，通過圖解或者計(jì)算法確定舊料和新集料的比例，使其進(jìn)行充分的混合。這就需要通過大量的試驗(yàn)最終確定舊料和新集料的比例，以確保在取得最大經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，瀝青混合料能夠安全合格的使用。

2.3 確定瀝青的最佳用量

新瀝青用量等于再生瀝青混合料的總瀝青用量減去所加的回收料中的瀝青含量。施工的過程中應(yīng)該對(duì)比再生瀝青混合料配合比與室內(nèi)配合比的差異以及對(duì)施工過程中配合比波動(dòng)進(jìn)行檢驗(yàn)。主要方法是通過對(duì)再生料進(jìn)行抽提與篩分試驗(yàn)，檢查再生料的集料級(jí)配及瀝青用量，并進(jìn)行反饋，調(diào)整個(gè)別配料的比例，以實(shí)現(xiàn)室外和室內(nèi)的吻合。

3 瀝青廠拌熱再生瀝青路面施工

廠拌熱再生就是將瀝青路面經(jīng)過銑刨后運(yùn)回拌和廠，再集中篩分，根據(jù)路面不同層次的要求，進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，確定回收料的添加比例，再生劑、新瀝青材料、新集料等在拌和機(jī)中按一定比例重新混合成成品料，從而獲得優(yōu)質(zhì)的瀝青混凝土，鋪筑成瀝青路面。瀝青廠拌熱再生的施工主要包括現(xiàn)場(chǎng)的廢料回收、集中加熱拌合、運(yùn)輸、碾壓等步驟。這比常規(guī)的瀝青混合增加了廢料回收、回收料加熱等步驟，這樣既節(jié)省了資源保護(hù)了環(huán)境，又使得瀝青混凝土比常規(guī)的瀝青更加復(fù)雜和優(yōu)質(zhì)。不過同樣，加工工藝也更加復(fù)雜，溫度和密度控制更加嚴(yán)格。

3.1 舊瀝青廢料的回收工作

瀝青路面再生系統(tǒng)最關(guān)鍵的一步就是回收料的有效回收，包括篩選、重新煉制等步驟。經(jīng)過一系列的回收工作后重新鋪筑瀝青路面，回收時(shí)應(yīng)該通過充分的精煉防止材料不合格，所以應(yīng)該實(shí)施一系列的檢驗(yàn)工作，無法回收利用的回收料也應(yīng)該安置好。建設(shè)回收料堆積廠，并且要有良好的通風(fēng)排水措施，防止回收料含水量太大而增加施工難度且降低回收料的回收效率。

3.2 再生瀝青混合料的加熱拌和再生

瀝青混合料的加熱拌和是廠拌熱再生技術(shù)的核心步驟，技術(shù)人員需要考慮如何對(duì)回收料進(jìn)行加熱拌和以達(dá)到較高的成品料溫度和如何防止瀝青的再次老化，在什么時(shí)間加入再生劑以獲得最佳的再生效果，最大程度地提升回收料的利用率。實(shí)際操作中本著節(jié)約成本，充分利用回收料資源為中心的原則，所以要力所能及地提升回收料的利用率，加料之前要對(duì)配料斗下端進(jìn)行擴(kuò)大處理，并且嚴(yán)格控制材料溫度及其加熱拌和的時(shí)間，等到新舊瀝青混合得完全均勻、顏色一致的時(shí)候出料?；厥諘r(shí)應(yīng)該避免間斷工作、頻繁開關(guān)機(jī)器等問題，這樣可以使再生料的質(zhì)量和回收效率大大增加。如果有不合質(zhì)量的再生料出廠應(yīng)該立即處理，及時(shí)找出原因，調(diào)整配料、油石比例和溫度的高低，直至產(chǎn)品合格為止。

3.3 再生瀝青混合料的運(yùn)輸、攤鋪和碾壓

再生料的運(yùn)輸、攤鋪和碾壓和普通瀝青混合料并沒有太大的區(qū)別，但是有些問題必須要嚴(yán)格注意：回收料的加熱溫度不能太低，這就導(dǎo)致出廠的成品料溫度較低，再就是料溫不能有太大的偏差，這樣可能導(dǎo)致材料的凝和度太低，直接影響瀝青的攤鋪工作，制作路面時(shí)導(dǎo)致不合格。由于在瀝青烘干的過程中瀝青很容易老化，使得瀝青的和易性過低，表面黏度過大同樣不利于攤鋪工作的開展，所以瀝青的碾壓工作應(yīng)該在瀝青溫度比較高的時(shí)候進(jìn)行，盡量避免廢料等不必要的損失。

4 結(jié)語

如今國(guó)內(nèi)各大高速公路陸續(xù)進(jìn)行大修工程，產(chǎn)生了大量的回收料，合理地利用這些回收料，既能節(jié)約成本，又能保護(hù)環(huán)境，是各業(yè)主及施工單位應(yīng)該考慮的問題，國(guó)家也在積極倡導(dǎo)利用回收料。但是由于國(guó)內(nèi)廠拌熱再生設(shè)備還不夠先進(jìn)，所以再生瀝青料的質(zhì)量還需要改進(jìn)和提高，如何既能保證材料的溫度，又能保證回收料的瀝青老化，仍是我國(guó)施工企業(yè)及瀝青攪拌站生產(chǎn)廠家現(xiàn)在需要攻克的難關(guān)?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)已經(jīng)可以自主研發(fā)創(chuàng)造拌熱再生設(shè)備，并有新舊材料混合加熱技術(shù)，可以說我國(guó)廠拌熱再生技術(shù)有著良好的前景和未來。黏結(jié)和老化問題主要是對(duì)新舊料混合時(shí)溫度的控制，只要解決好這個(gè)問題就可以使舊瀝青混凝土達(dá)到很高的再生率。再生瀝青混合料的質(zhì)量可以不低于全新普通瀝青混合料的質(zhì)量指標(biāo)，在高等公路上得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙榮齋.淺談建筑工程土建施工技術(shù)要點(diǎn)[J].城市建設(shè)理論研究，2013，11（36）.

作者簡(jiǎn)介：范鵬（1981-），男，山東濟(jì)南人，山東省路橋集團(tuán)有限公司工人，研究方向：瀝青路面施工技術(shù)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）