長(zhǎng)沙市城市道路瀝青路面再生技術(shù)可行性研究

蔣焜，李雨舟

(1.長(zhǎng)沙市城科建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，湖南長(zhǎng)沙410205; 2.長(zhǎng)沙市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站湖南長(zhǎng)沙410016)

長(zhǎng)沙市城市道路瀝青路面再生技術(shù)可行性研究

蔣焜1，李雨舟2

(1.長(zhǎng)沙市城科建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，湖南長(zhǎng)沙410205; 2.長(zhǎng)沙市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站湖南長(zhǎng)沙410016)

瀝青路面再生技術(shù)，即對(duì)舊瀝青與舊骨料等材料進(jìn)行循環(huán)利用，使其實(shí)現(xiàn)“發(fā)生—廢棄—再生”的過程，是符合城市建設(shè)全壽命周期理論，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要技術(shù)。首先分析了國(guó)內(nèi)外瀝青路面再生技術(shù)的研究現(xiàn)狀，然后分類探討了瀝青路面再生技術(shù)，最后對(duì)長(zhǎng)沙市瀝青路面再生利用現(xiàn)狀進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，分析了在長(zhǎng)沙市對(duì)道路瀝青路面進(jìn)行再生利用的可行性。

城市道路;瀝青路面;再生技術(shù);可行性

近幾十年來，隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛發(fā)展，我國(guó)的公路建設(shè)也飛速發(fā)展。到2013年底，全國(guó)公路總里程達(dá)到435.62萬(wàn)km。其中，高速公路達(dá)10.44萬(wàn)km，總里程位居世界第一。在已建成的高等級(jí)路面中，瀝青混凝土路面約占80%。瀝青路面具有行車舒適、維修方便等許多優(yōu)點(diǎn)，但瀝青路面是有機(jī)物，在空氣、陽(yáng)光環(huán)境中會(huì)自然老化，使用壽命不長(zhǎng)。在我國(guó)，瀝青路面一般設(shè)計(jì)年限為15年，但是在正常使用中，其壽命大約為10年左右，之后便要對(duì)其翻修。傳統(tǒng)的翻修技術(shù)需要較長(zhǎng)的施工周期，影響行人和交通，銑削產(chǎn)生的建筑垃圾——舊瀝青混合料數(shù)量巨大，每年都有數(shù)億噸，若不妥善處理會(huì)對(duì)水和土壤造成污染。綜上所述，研究舊瀝青路面混合料的再生利用迫在眉睫。

1 國(guó)內(nèi)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)瀝青路面再生利用技術(shù)的研究，最早始于上世紀(jì)20年代。1973年石油危機(jī)爆發(fā)后，美國(guó)對(duì)瀝青路面再生利用技術(shù)給予了高度的重視，并開始進(jìn)行研究應(yīng)用。80年代末，美國(guó)的再生瀝青用量接近全部瀝青用料的一半，總量激增到2億t。現(xiàn)在美國(guó)每年的再生瀝青混合料使用量已達(dá)到3億t，每年可節(jié)約十幾億美元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在日本，自1976至今，廢棄瀝青利用率已接近80%。在西歐國(guó)家，這項(xiàng)技術(shù)也受到很大重視，聯(lián)邦德國(guó)是最早利用再生瀝青混合料進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)的，在1978年它就回收所有的廢棄瀝青對(duì)其利用。20世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)開始研究此項(xiàng)技術(shù)。此項(xiàng)研究在芬蘭和法國(guó)也很早得到了應(yīng)用。各國(guó)家和地區(qū)瀝青路面再生利用技術(shù)有關(guān)規(guī)范如表1所示。

表1 其他國(guó)家及地區(qū)瀝青再生方面的技術(shù)資料

1.2 國(guó)內(nèi)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)廢棄瀝青混合料的利用始于20世紀(jì)50年代。但我們的利用只將其作為廢料，用于人行道或道路墊層，沒有對(duì)其進(jìn)行再生利用。

1982年瀝青路面再生利用技術(shù)成為了重點(diǎn)科技項(xiàng)目，交通部對(duì)其開展了一系列的試驗(yàn)研究。1985年建設(shè)部組織南京、武漢、上海、天津等市政部門和蘇州市公路局等單位進(jìn)行了專題研究，在1991年6月發(fā)布了《熱拌再生瀝青混合料路面施工及驗(yàn)收規(guī)程》(CJJ43－1991)。由于技術(shù)落后，設(shè)備缺乏，瀝青路面再生技術(shù)并沒有被推廣開來。

2000年后，北京、上海等地都先后引入了一些廢棄瀝青處理設(shè)備。2002年，就地?zé)嵩偕夹g(shù)第一次成功地應(yīng)用到京津唐高速公路的建設(shè)中。到了2008年，交通運(yùn)輸部頒布了《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41－2008)，之后瀝青路面再生技術(shù)開始得到了應(yīng)用。

隨后，一些高校和廠家也在不斷研究廢棄瀝青混合料的再生利用也取得了許多進(jìn)步。在瀝青路面再生技術(shù)方面，研發(fā)出了廠拌熱再生、廠拌冷再生、現(xiàn)場(chǎng)熱再生和現(xiàn)場(chǎng)冷再生等方法。各種膠結(jié)料也均有使用，一大批再生設(shè)備生產(chǎn)廠商、再生瀝青施工企業(yè)涌現(xiàn)。一些瀝青再生方面的書籍和技術(shù)規(guī)范也慢慢涌現(xiàn)，例如廣東省編制了《廣東省高等級(jí)瀝青路面再生利用技術(shù)指南》。

2 瀝青路面再生技術(shù)分類

廢棄瀝青混合料再生利用技術(shù)，首先將廢棄的舊瀝青混合料進(jìn)行回收，再對(duì)其進(jìn)行翻挖等處理，然后摻入新集料，制成再生瀝青混合料。美國(guó)瀝青再生協(xié)會(huì)將再生技術(shù)分為5種不同的類型:廠拌熱再生，現(xiàn)場(chǎng)熱再生，廠拌冷再生，現(xiàn)場(chǎng)冷再生，全深式再生。

2.1 廠拌熱再生

廠拌熱再生是將廢棄瀝青混合料運(yùn)至拌和站后再進(jìn)行處理再生。先對(duì)廢料進(jìn)行破碎，然后根據(jù)面層或基層的不同要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，在拌和站攪拌制成新的瀝青混合料，用于瀝青路面的施工。

這種方法適用于路面冷銑刨—熱攤鋪施工工藝。對(duì)路面的使用范圍也很廣，面層和基層均可使用。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)熱再生

現(xiàn)場(chǎng)熱再生一般采用一套大型“瀝青路面熱再生聯(lián)合機(jī)組”，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其再生利用。首先對(duì)瀝青路面進(jìn)行翻松并加熱，然后將廢棄瀝青運(yùn)送至攪拌機(jī)，加入新料攪拌，攪拌后送至機(jī)組攤鋪器上，最后通過攤鋪、搗實(shí)、熨平，以及壓路機(jī)碾壓而形成再生瀝青路面。

這種方法對(duì)舊路面集料破碎少，可實(shí)現(xiàn)舊料100%利用，再生層與原路面粘結(jié)緊密;但只對(duì)路面有病害時(shí)具有良好的效果。若下面層和基層存在病害，此方法不適用。在國(guó)內(nèi)外，現(xiàn)場(chǎng)熱再生多用于基層承載能力良好、面層因疲勞龜裂的路段或老化不太嚴(yán)重但平整度較差的路面。

2.3 廠拌冷再生

廠拌冷再生無需對(duì)廢棄的瀝青混合料進(jìn)行加熱，將其與乳化瀝青和新集料拌和后形成再生混合料，然后運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行施工。

廠拌冷再生由于舊集料不加熱，施工節(jié)能減排，可實(shí)現(xiàn)配合比精確控制，再生層質(zhì)量較現(xiàn)場(chǎng)冷再生好。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)冷再生

現(xiàn)場(chǎng)冷再生是在現(xiàn)場(chǎng)首先用路面銑刨拌和機(jī)將舊瀝青層就地銑刨、翻挖、破碎，再加入穩(wěn)定劑、水泥、水(或乳化瀝青)和新骨料后就地拌和，最后利用平地機(jī)攤平、壓路機(jī)碾壓成型路面的施工方法。

其新添加結(jié)合料是乳化瀝青、泡沫瀝青和水泥。對(duì)設(shè)備要求較低，生產(chǎn)成本不高，再生層成為半柔性路面，對(duì)路面結(jié)構(gòu)一定破壞或結(jié)構(gòu)受力不合理性的路面有良好處治效果。但再生料級(jí)配控制不嚴(yán)格，拌和欠均勻，需2～5 d時(shí)間，因此適用于交通量較小且可封閉交通的城市道路或郊區(qū)道路。

2.5 全深式再生

全深式再生是冷再生的一種，它是將瀝青層和部分基層材料同時(shí)進(jìn)行就地冷再生，形成路面基層的一種技術(shù)。其再生厚度包含了部分基層，因此為全深式再生。其再生結(jié)合料絕大部分采用水泥，個(gè)別采用乳化瀝青和泡沫瀝青。

3 長(zhǎng)沙市瀝青路面再生利用現(xiàn)狀調(diào)研

3.1 長(zhǎng)沙市瀝青路面現(xiàn)狀調(diào)研

截至2010年底，長(zhǎng)沙市區(qū)城市道路保有量達(dá)4 093萬(wàn)m2，基本全部鋪設(shè)或改造為瀝青路面，且許多瀝青路面已陸續(xù)接近設(shè)計(jì)年限，因此每年都有大量老舊瀝青路面需要翻修。

根據(jù)調(diào)研，長(zhǎng)沙市產(chǎn)生的瀝青再生料很少重復(fù)利用，基本作為填埋材料或廢料丟棄。預(yù)計(jì)今后我市每年瀝青路面翻修量達(dá)100萬(wàn)m2，產(chǎn)生廢舊瀝青混合料約30萬(wàn)t。根據(jù)《長(zhǎng)沙市市政道路橋梁建設(shè)十二五規(guī)劃》，十二五期間長(zhǎng)沙市新建道路1 020 km，到2015年市區(qū)道路總里程達(dá)到3 410 km。按平均每條道路四車道路面寬度14 m計(jì)算，十二五期間新建道路面積1 400萬(wàn)m2，平均每年280萬(wàn)m2。所以再消化利用好這些翻修瀝青路面材料，將對(duì)推動(dòng)長(zhǎng)沙市“兩型”社會(huì)建設(shè)做出積極的貢獻(xiàn)。

3.2 長(zhǎng)沙市瀝青混合料生產(chǎn)與瀝青路面施工企業(yè)現(xiàn)狀調(diào)研

目前，長(zhǎng)沙市有十余家從事瀝青混合料生產(chǎn)的企業(yè)，生產(chǎn)能力與規(guī)模不一。2012年3月初，通過對(duì)較大規(guī)模的瀝青混合料生產(chǎn)廠家的調(diào)研，對(duì)長(zhǎng)沙市瀝青路面翻修和再生瀝青混合料應(yīng)用現(xiàn)狀有了更充分的了解。調(diào)研發(fā)現(xiàn):長(zhǎng)沙市部分瀝青路面施工企業(yè)對(duì)瀝青再生料利用方面已有一定認(rèn)識(shí)和研究，并有開展此類應(yīng)用項(xiàng)目的設(shè)想。

4 瀝青路面再生技術(shù)在長(zhǎng)沙市應(yīng)用的可行性分析

4.1 各種再生方式在長(zhǎng)沙市應(yīng)用的技術(shù)可行性分析

根據(jù)以上實(shí)地調(diào)研和理論分析，在考慮長(zhǎng)沙市瀝青混合料生產(chǎn)廠家條件、道路交通和氣候條件以及道路交通狀況的基礎(chǔ)上，對(duì)四種再生方式在長(zhǎng)沙市的可行性、推廣難易程度進(jìn)行初步分析，如表2所示。

表2 各種再生方式在長(zhǎng)沙市的技術(shù)適宜性初步分析

4.2 各種再生方式在長(zhǎng)沙市應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行性分析

通過調(diào)研長(zhǎng)沙市瀝青混合料原材料價(jià)格及瀝青混合料生產(chǎn)與瀝青路面施工的市場(chǎng)行情，計(jì)算出各種再生方式在長(zhǎng)沙市應(yīng)用的單價(jià)費(fèi)用如表3所示，但此處的單價(jià)不包括處治下部路基與基層結(jié)構(gòu)所發(fā)生的費(fèi)用。

由表3分析可知:

(1)廠拌熱再生質(zhì)量可靠，處治厚度較小，綜合處治費(fèi)用較低，舊料摻合率低。

(2)現(xiàn)場(chǎng)熱再生質(zhì)量可靠，處治厚度較小，節(jié)省材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用，綜合處治費(fèi)用與廠拌熱再生處治費(fèi)用相當(dāng)，可實(shí)現(xiàn)舊瀝青混合料100%利用。

(3)廠拌冷再生雖折算到單位面積厚度單價(jià)較低，但由于需處治厚度大，處治費(fèi)用較高。舊瀝青混合料得到100%利用，路面結(jié)構(gòu)能得到一定補(bǔ)強(qiáng)。

(4)現(xiàn)場(chǎng)冷再生雖折算到單位面積厚度的單價(jià)較低，但由于需處治厚度大，處治費(fèi)用較高，舊瀝青混合料得到100%利用，路面結(jié)構(gòu)能得到一定程度補(bǔ)強(qiáng)。

表3 各種再生方式在我市應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)適宜性初步分析

4.3 各種再生方式在長(zhǎng)沙市應(yīng)用的可行性總結(jié)

綜合上述各種瀝青路面再生方式的特點(diǎn)、適用范圍以及在長(zhǎng)沙市應(yīng)用的技術(shù)適宜性和經(jīng)濟(jì)可行性初步分析，得到以下結(jié)論。

(1)熱再生技術(shù)相對(duì)成熟，廠拌熱再生可應(yīng)用于道路中、下面層，現(xiàn)場(chǎng)熱再生可用于結(jié)構(gòu)無破壞、僅進(jìn)行表面功能修復(fù)的路面，再生深度一般為2～5 cm。

(2)對(duì)于兩種熱再生方式，如嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范及本市技術(shù)指南要求進(jìn)行施工，并加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)和監(jiān)督，將能保證熱再生瀝青路面施工質(zhì)量，應(yīng)鼓勵(lì)建設(shè)單位采用熱再生瀝青技術(shù)。

(3)冷再生技術(shù)在國(guó)內(nèi)城市道路上應(yīng)用較少，還未形成產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)，建議暫不在長(zhǎng)沙推廣。

5 結(jié)語(yǔ)

瀝青路面再生利用具有節(jié)約能源、成本低、效率高、質(zhì)量好、污染少等優(yōu)點(diǎn)。研究并應(yīng)用好瀝青路面再生技術(shù)，推進(jìn)瀝青路面再生利用產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，形成一套適合長(zhǎng)沙市實(shí)際情況的瀝青路面再生生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐體系，將對(duì)節(jié)省長(zhǎng)沙市道路建設(shè)維修養(yǎng)護(hù)資金，減少環(huán)境污染、節(jié)能減排以及推動(dòng)長(zhǎng)沙市“兩型”建設(shè)、營(yíng)造可持續(xù)發(fā)展環(huán)境具有重要的戰(zhàn)略意義。同時(shí)也將促進(jìn)瀝青路面再生機(jī)械設(shè)備的推廣應(yīng)用，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

［1］梁宏倉(cāng)，張剛.瀝青路面再生利用技術(shù)簡(jiǎn)介［J］.科技信息:科學(xué)·教研，2008，(18):112－112.

［2］潘瓊，曾鼎文，袁興中.公路瀝青路面環(huán)境問題的探討［J］.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2006，(4):59－60.

［3］滿都拉，銀花，信志剛，等.瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］.內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2011，(2):49－51.

A dissertation on feasibility research of asphalt pavement recycling technology applied on Changsha’s urban road

JIANG Kun1，LI Yu－zhou2
(1.Changsha Chengke Construction Engeneering Quality Test Limited Company，Changsha，Hunan 410205，China;2.Changsha Construction Engineering Quality Supervision Station，Changsha，Hunan 410016，China)

Asphalt pavement recycling technology，which is to recycle waste asphalt and aggerate.By this means to realise the process of“generate–abandon–regeneration”.This is an important technology which conforms to the theory of the whole life cycle of urban construction and can achieve sustainable development.First，research status review is analyzed，then asphalt pavement recycling technology is classified discussed.Finally，the current utilization situation of asphalt pavement recycling technology is researched and the feasiblility is analysed.

urban road;asphalt pavement;recycling technology;feasibility

U416.217

C

1008－3383(2017)04－0032－03

2016－08－05

蔣焜(1980－)，男，湖南懷化人，工程師，研究方向:市政工程。