施工技术：沥青路面再生方式及设备综述

水泥 2007-01-04

　　摘要：介绍了沥青路面的再生方式和再生设备，分析了沥青路面再生方式及再生设备的特点和适用场合，讨论了再生方式的选择。
　　关键词：沥青路面再生方式再生设备
　　沥青混凝土路面一般设计年限为15年，通常实际的使用年限仅10年左右。即每隔10～15年，沥青混凝土路面就需要翻修一次。因此，如何处置每年数千万吨沥青混凝土路面废料将成为必须面对和解决的问题。同时，重新铺筑沥青混凝土路面所需的大量沥青和石料也将使我们面临巨大的资源压力。因此，旧沥青混合料的再生利用就成为构建节约型社会、环保社会、绿色社会重要课题。
　　1沥青再生方式及其特点
　　1.1 现场热再生技术
　　现场热再生技术也称为表层再生技术。该技术通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青混凝土路面就地再生。具有无须运输废旧沥青混合料，工效高，对公路运营影响程度低等优点。
　　现场再生机组主要包括加热系统、路面翻耙系统、再生搅拌系统、摊铺系统和压实系统等，现场热再生技术可处理路面最大深度为5～6cm。近年来也有些厂商将摊铺和压实系统分离出来单独使用。在20世纪90年代前期,该技术曾被认为是道路工业的一次革命；但以后的实践证明，现场热再生技术也存在诸多局限性，不太适宜于高速公路路面再生。局限性主要表现在：（1）处理厚度小。仅适合处理车辙、泛油、麻面和磨光等表面缺陷。对需要进行结构性再生(中、下层以至基层损坏的情况)的路面大修无能为力。（2）由于不加入或加入很少新集料，无法有效调整配合比，对表面层集料级配不满足的路面不适用。（3）由于不加入或加入很少新沥青，必须利用专门的再生剂恢复沥青的性能，难以保障路面的耐久性。（4）无法处理采用改性沥青铺筑的表面层。（5）对路面层厚不均匀或质量状况变化大的路面难以保证质量要求。因此,目前现场热再生技术在发达国家也未得到普遍采用。
　　1.2厂拌热再生技术
　　厂拌热再生技术先将旧沥青混凝土路面铣刨后运回工厂，通过破碎、筛分（必要时），并根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标，掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂（必要时）进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标，按照与新建沥青混凝土路面完全相同的方法重新铺筑。国外多年的实践证明，厂拌再生沥青混合料路面能够达到并保持所要求的各项路用性能指标，并且具有更好的抗车辙性能。这种再生方式属于结构性再生，能有效地用于各种条件下旧沥青混凝土路面的再生利用。
　　1.3现场冷再生技术
　　现场冷再生技术主要有两种方式。一种是利用专用再生机械在现场铣刨、破碎、加入新料（包括乳化沥青或其它再生剂、稳定剂，必要时还要加入集料）、拌和、摊铺和预压，再由压路机进一步压实。这种再生路面主要用于低等级公路路面和高等级公路路面基层(但将会提高路面高程)，不适用于高级路面的面层，一般用于二级以下的公路。另一种方式是在旧路面上洒布再生剂封层，再生剂能渗入路面5～6mm，恢复表层被氧化沥青的活性，并形成抵抗燃油泄漏的封层，可延长路面的使用寿命2～3年。这种再生方式其实属于预防性养护范畴，适用范围窄，并且应充分考虑其对路面抗滑性能的影响。
　　1.4厂拌冷再生技术
　　厂拌冷再生混合料主要用作基层或底基层。先将旧沥青混凝土路面材料运回稳定土搅拌厂，经过破碎作为稳定土骨料，加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化沥青等一种或多种稳定剂和新料(必要时)进行搅拌，然后铺筑于基层或底基层。这项技术不但未充分利用废弃材料中的旧沥青，而且旧沥青还会在一定程度上影响混合料的抗压强度，但其生产过程几乎不需要专用设备就可实现。对于不能热再生回收的旧料（如改性沥青混合料、老化严重难于再生的混合料），可以有效解决旧料废弃和环境污染等问题，在国外被普遍采用，实践证明具有很好的应用价值。
　　2常用的沥青再生设备
　　2.1现场热再生设备
　　现场热再生设备又称为“现场再生列车”。它主要由红外线加热器或柴油预热器、沥青路面铣刨机、强制双卧轴连续式搅拌器、沥青混合料摊铺机、沥青罐、骨料仓、新沥青混合料接料斗、牵引头及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为：先用红外线加热器或柴油预热器加热沥青路面使之软化；用沥青路面铣刨机将加热后的沥青路面铣刨，收集到强制双卧轴连续式搅拌器中；再添加新骨料和新沥青（用于底面层）或再添加新沥青混合料和新沥青(用于面层)，经搅拌后输送到沥青混合料摊铺机中进行摊铺、振捣、熨平；最后用压路机压实路面成型。目前能生产这种设备的主要是国外公司。
　　2.2厂拌热再生设备
　　所谓“厂拌热再生设备”是指回收料的加热在一个专门的干燥筒内完成。该套设备也是与强制间歇式沥青混合料搅拌设备配套使用的。它主要由回收料供给系统、提升系统、干燥系统、热回收料储存仓、热回收料称量斗、有害气体吸收管道及控制系统等组成。该设备的工作过程为：沥青混合料搅拌设备开始工作时,回收料供给系统开始供料，提升系统开始提料，干燥系统开始给回收料加热，加热后的回收料进入到热回收料储存仓储存。当需要添加回收料时，热回收料储存仓的放料门打开，热回收料进入到热回收料称量斗称量。当达到所需要的数量时，热回收料储存仓的放料门关闭，热回收料称量斗的放料门打开，向搅拌器内放料，—个搅拌周期完成。气体吸收管道安装在热回收料储存仓的顶部，是为了吸收在热回收料储存仓中已加热后的热回收料所排出的有害气体。和厂拌冷再生设备一样，如果回收料成大块状，还可以配备块状挤压设备。它可以在不破坏骨料外形尺寸的情况下,将大块状的回收料挤压成小块状。该种厂拌热再生设备最多可加入70%的冷回收料。国外公司和国内西安筑路机械有限公司与德国边宁荷夫公司合作生产的H系列节能环保型沥青混合料搅拌设备均可配备此类厂拌热再生设备。
　　2.3现场冷再生设备
　　该设备主要由沥青路面铣刨装置、乳化沥青喷洒装置、螺旋分料装置、熨平装置及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为：随着设备的行走，铣刨装置将旧路面铣削并破碎，喷洒装置按照配比的要求喷入乳化沥青，同时，铣刨装置将各种材料搅拌均匀,经过分料螺旋在摊铺宽度范围内均匀分料,再经过熨平装置熨平,最后用压路机压实路面成型。对于低等级公路特别是乡村公路，这种路面就是最终路面；对于高等级公路，这种路面可作为高等级公路的基层。生产这种设备的有美国CMI公司、德国WIRTGEN公司、西安筑路机械有限公司等。
　　2.4厂拌冷再生设备
　　厂拌冷再生设备指回收料的加热在搅拌器内完成。该套设备与强制间歇式沥青混合料搅拌设备配套使用，主要由回收料供给系统、提升系统、皮带秤称量系统、有害气体吸收管道及控制系统等组成。根据搅拌设备搅拌工艺的要求，当需要添加回收料时，整个再生设备全部运转，供给装置供料，提升装置提升，皮带秤称量，然后加入到搅拌器内。当需要的数量达到时，整个再生设备全部停止运转（提升系统除外)，一个搅拌周期完成。气体吸收管道是为了吸收冷再生料在搅拌器内与热沥青混合料接合时产生的有害气体。如果回收料成大块状,还可以配备块状挤压设备,它可以在不破坏骨料外形尺寸的情况下,将大块状的回收料挤压成小块状。该种厂拌冷再生设备最多可加入25%的回收料。国外公司和国内西安筑路机械有限公司与德国边宁荷夫公司合作生产的H系列节能环保型沥青混合料搅拌设备均可配备此厂拌冷再生设备。
　　3沥青再生方式的选择
　　沥青路面再生时，有的路面主要呈表层破坏特征，而且考虑到早期施工的沥青混凝土路面病害状况和程度离散性大，现场热再生和现场冷再生方式均难以满足高级路面的路用性能要求。采用厂拌再生方式，合理调整集料级配和结合料的含量及其性能，是适合国情的沥青再生方式。
　　厂拌冷再生技术虽然能保证工程质量，但仅能用于基层或底基层，经济性不理想；而且基层极少大规模翻修，少量修补又难于压实，一般被水泥混凝土或沥青混合料代替，市场空间很小。但厂拌冷再生设备相对较简单，费用也较低。它比传统的旁路结构要适用得多，所谓旁路结构就是通过主机的热料提升机提升回收料,不经过振动筛直接进入到一个专门的热料仓里，并与主机合用一个骨料称量斗称量。这种结构必然要造成当提升回收料时，新骨料的提升停止，设备中止生产，或者新骨料和回收料同时提升。在这种情况下,新骨料和回收料均不能经过振动筛筛分,最终导致沥青混合料的级配无法保证。在回收料不经过筛分的情况下,皮带秤连续性的计量与称量斗的间歇式计量是没有什么区别的。并且厂拌冷再生设备还增加了有害气体吸收管道，减少了对人体的危害。
　　厂拌热再生技术具有较好的适应性，适用于各类被破坏路面，经过严格的配合比调整，再生沥青混合料能确保技术指标不低于使用全部新料拌制的沥青混合料，路用性能满足高级路面的使用要求；而且既可利用原路废弃材料重新铺筑路面，也可以将回收材料再生后用于其他工程，能最大限度地发挥沥青混凝土路面废料的作用。但厂拌热再生设备相对较复杂，费用也较高。但它除了具有厂拌冷再生设备的所有优点外，还有一套专门为加热回收料而设计的干燥筒和燃烧器，保证被加热回收料中的沥青不老化，并配有专门的热回收料储存仓和称量斗，使回收料的添加比例最多可达到70%。美国ASTEC公司生产的双滚筒式再生沥青混合料搅拌设备能解决沥青老化的问题，我们应该引进相关的技术并结合本国国情，加以改进，相信应用前景十分广阔。
　　4结论
　　综上所述，应将厂拌热再生技术确定为我国现阶段的发展重点。在技术条件成熟后，再根据市场需求选择发展其他类型的再生技术。但厂拌沥青热再生技术还存在一些问题，例如：由于各种因素的存在，沥青再生混合料的级配难以确定，那么沥青再生混合料的级配优化就是一个重要的研究内容。
　　由于旧回收料的成分较复杂，常常含有多种规格成分的石料、泥土、石粉和杂质。就当前状况下，再生混合料只能用于LSM、AC25I等结构层。如何扩大旧回收料的应用范围，也是我们可以作进一步探索的。
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