廢舊瀝青混凝土再生利用試驗情況

賀春芳 徐美琴 周志華

1 概述

隨著公路事業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,我省公路面貌日新月異,高等級公路和城市道路大多采用瀝青路面,但是公路大修過程中大量的廢舊瀝青銑刨后被廢棄不用,這既污染了環(huán)境又浪費了資源,如能充分利用,這將是科學(xué)發(fā)展觀在公路建設(shè)和維護(hù)中的一個對社會極其有意義的成果。

瀝青路面的再生利用,是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖、回收、破碎、篩分后,與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。

為了能夠節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,節(jié)省投資,使廢舊瀝青混凝土再生利用后廣泛運用于養(yǎng)護(hù)及公路油路大中修中,分局主要領(lǐng)導(dǎo)非常重視:1)帶領(lǐng)我們赴浙江省臨海市交通局學(xué)習(xí)他們在廢舊瀝青混凝土再生利用的先進(jìn)經(jīng)驗;2)拿出大量資金投入到再生料的利用試驗。

2 再生瀝青混合料試驗

2.1 以昌樟高速公路面層銑刨料60 t作試驗原料

1)試驗內(nèi)容。2008年6月,我們購買了昌樟高速公路面層銑刨料60 t作試驗原料,經(jīng)抽提試驗后確定舊料中瀝青含量為3.6%,小于設(shè)計瀝青含量5%,需要加入新瀝青;而廢舊瀝青改性劑的摻量為3‰;40 t瀝青拌合機(jī)每拌為1 200 kg,配合比具體計算如下:

舊瀝青量為1 200×0.036=43.2 kg。

集料量為1 200×(1-0.036)=1 156.8 kg。

新配比中瀝青量為1 156.8×0.05/(1-0.05)=60.9 kg。

需加入新瀝青量為60.9-43.2=17.7 kg。

需加入改性劑量為1 200×0.003=3.6 kg。

拌和采用福建產(chǎn)40 t瀝青拌合機(jī),由裝載機(jī)鏟入帶有自動計量裝置的料斗中,舊瀝青混合料進(jìn)入烘干倉加熱至150℃～165℃后再輸送到拌合倉拌和,拌和時先后加入改性劑和新瀝青,整個過程需200 s～240 s。

為了更好的了解改性劑、新瀝青不同含量對路面質(zhì)量的影響,除加改性劑加新瀝青外,試驗時另外還采用了兩種不同的辦法:a.加改性劑,不加新瀝青;b.不加改性劑不加新瀝青,并對這三種材料分別取樣送至新余市勘察設(shè)計院試驗室進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)各種試驗指標(biāo)均能達(dá)到二級公路的要求,但加改性劑又加新瀝青的取樣材料各項指標(biāo)能夠達(dá)到高速公路的要求。

這次試驗的瀝青再生料人工攤鋪在上分線大臺—六三二路段,攤鋪厚度4 cm,利用過往車輛碾壓,效果良好。通過這次使用廢舊瀝青混凝土再生利用試驗,證明廢舊瀝青混凝土再生利用技術(shù)施工簡便,操作較簡單,方法和新瀝青混凝土一樣,此外,廢舊瀝青混凝土成本低廉,再生料每立方米單價為401.83元(不計機(jī)械及人工消耗),計算如下:

改性劑:6.68×10=66.8元。

新瀝青:33.34×4.2=140.03元。

廢舊瀝青混合料每立方米90元(臨江鎮(zhèn)托運廢舊料)。

燃料每立方米再生料105元。

新瀝青混合料不計機(jī)械及人工消耗每立方米約650元,再生料同新瀝青混合料相比,每立方米可節(jié)約成本約250元,如不加再生劑和新瀝青每立方米可節(jié)約成本約450元。

2)特點。利用廢棄舊瀝青混凝土,不僅變廢為寶,而且有效地保護(hù)了環(huán)境,節(jié)約了自然資源,減少了成本,這更是促使了我們廣泛應(yīng)用于養(yǎng)護(hù)中的決心。

這次試驗也存在著以下幾點不足:a.廢舊瀝青材料部分結(jié)團(tuán),有些料在日光曝曬下因瀝青軟化促使松散舊瀝青料也粘合在一起,造成在料斗中很難下到輸送帶中,由于下料時間難以控制,造成不能電腦自動拌和,只能采用手動操作拌和,而且還會因料下不來中斷施工,造成人工及燃料的損失;b.將廢舊瀝青料加熱到150℃～165℃較難控制,低了瀝青料還未熔化,太高了又造成瀝青料老化甚至著火。

3)瀝青熔解后有些瀝青粘在烘干筒周圍,造成有些料過不到拌合筒,而且會造成烘干筒內(nèi)負(fù)荷過大。

2.2 以仙萊大道舊瀝青路面銑刨料3 800 t作試驗原料

1)試驗內(nèi)容。2008年7月中旬,新余市仙萊大道瀝青路面建設(shè)改造,在市局領(lǐng)導(dǎo)的支持和幫助下,分局果斷租用昌金高速公路工程隊的銑刨機(jī)對仙萊大道舊瀝青路面進(jìn)行銑刨,共取得銑刨料3 800 t,每立方米銑刨成本為75元,經(jīng)抽提試驗確定舊料中瀝青含量為5.1%,再生時不需要加入新瀝青,只需要加入3.6‰的改性劑,這樣每立方米再生料成本只需246.8元,大大降低了成本。為克服上次試驗的三大難點,我們想方設(shè)法,主要采取了以下措施:

a.對配料機(jī)進(jìn)行改造,因舊瀝青料滿足級配要求,不需加新的砂石材料,我們將配料機(jī)料斗拆除,采取裝載機(jī)直接下料到傳送帶上,并在生料斗上標(biāo)刻度,用人工操作將傳輸帶上的舊料輸送到生料斗刻度處為止(如不加再生劑時更不必那么精確);

b.試驗開始時利用每拌熟料都量溫度,確定出施工時不同的天氣情況、生料中不同含水量的情況時拌和到150℃～165℃的經(jīng)驗拌合時間,然后在施工時仍然對每拌熟料都量溫度,并及時對拌合時間進(jìn)行微調(diào);

c.如發(fā)現(xiàn)烘干筒負(fù)荷過大時或工作2 h,3 h后便用砂石材料在烘干筒中干炒一段時間,并在收工前用同樣方法處理,這樣能將烘干筒周圍的瀝青粘出。

本次試驗路段選在分安線K3+160～K3+400,K10+500～K10+850,K13+200～ K13+700,K14+000～K14+160,K32+400～K32+550五段共約13 000 m2,采用攤鋪機(jī)攤鋪,12 t雙鋼輪壓路機(jī)碾壓。雙鋼輪壓路機(jī)振壓3遍,靜壓2遍,初壓時溫度控制在125℃左右,終壓時溫度控制在100℃左右,在路面溫度低于60℃后才開放通車。在攤鋪過程中,由于拌合機(jī)產(chǎn)量較低,正常情況下每小時僅有18 t～20 t,加上舊混合料粘性大,易脆硬,路面攤鋪接頭明顯,有時因為氣溫低造成攤鋪機(jī)內(nèi)熟料冷卻過快,這就要求攤鋪機(jī)的熨平板加熱,并且縮短壓實距離。

2)特點及建議。分安線再生料試驗路段共用材料550 m3左右,就節(jié)約成本22萬余元,在使用半年后觀察,正值雨季期間,未發(fā)現(xiàn)有任何異常,它和同期施工的新瀝青路面相差不大,說明在水穩(wěn)碎石基層上或老油面層破損較大處采用4 cm舊瀝青再生面層,目前效果良好。

主要存在的問題及建議:a.相比新瀝青攤鋪更困難;b.由于拌合時間長,產(chǎn)量較低,促使每車料間隔時間較長致使施工接縫多;c.再生料攤鋪后,平整度、級配相比新瀝青料較差,空隙率也較大。

因此建議將其使用到下面層或養(yǎng)護(hù)中小修路段;舊料在拌和前進(jìn)行必要的破碎和篩分;施工時應(yīng)盡量安排在高溫季節(jié)進(jìn)行;能采用更大型的拌合機(jī)提高日產(chǎn)量更好。

3 結(jié)語

1)合理利用再生劑。再生劑的添加、舊料的添加、再生瀝青混合料的拌和是一整套工藝,應(yīng)全盤考慮,同時應(yīng)充分利用現(xiàn)有拌合站機(jī)械設(shè)備,適當(dāng)對部分設(shè)備加以改造,盡量減少工序,降低成本,同時保證出料質(zhì)量。

2)針對高級瀝青路面再生混合料的設(shè)計方法,并充分考慮再生瀝青混合料的特點,選擇合理的再生瀝青和再生混合料的配合比。瀝青再生混合料的性能與舊料的摻配率、再生劑的摻量及施工工藝有關(guān),只能說在一定的配比和工藝條件下,再生混合料與普通瀝青混合料的性能基本相當(dāng),反之,在舊料摻量高且施工條件差時,則再生混合料的性能要差,主要是低溫性能和水穩(wěn)性。

[1] JTG D50-2006,公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[S].

[2] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] JTG F41-2008,公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].