瀝青路面熱再生技術(shù)在公路工程的應(yīng)用

周艷旭

摘要：隨著我國高速公路和國、省道干線公路網(wǎng)的形成，公路養(yǎng)護(hù)和維修任務(wù)日益繁重。通過翻修、重建、回收利用，加快瀝青路面再生技術(shù)、建立可持續(xù)發(fā)展的資源節(jié)約型道路，已成為公路養(yǎng)護(hù)管理部門的迫切需要。而將瀝青路面再生技術(shù)用于公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，這種技術(shù)不僅使原本廢棄的材料得到再生和利用，還能改造路面的原有結(jié)構(gòu)，延長公路使用壽命。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；再生技術(shù)；公路養(yǎng)護(hù)；使用壽命

我國自上世紀(jì)八十年代起，陸續(xù)開展了瀝青路面舊料利用的相關(guān)研究。隨著2008 年《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》的頒布，許多地方公路大中修養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目成功采用了瀝青路面材料再生技術(shù)，積累了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有關(guān)瀝青路面材料再生技術(shù)利用及發(fā)展的話題再次受到關(guān)注。由于生物技術(shù)具有多樣性和朝多元化發(fā)展的趨勢，因此，及時地總結(jié)研究成果，豐富瀝青路面再生技術(shù)的內(nèi)容，提高養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平非常重要。

一、瀝青路面再生技術(shù)的意義

瀝青路面再生通過重復(fù)利用路面材料中的瀝青和碎石，最大限度地利用資源和保護(hù)環(huán)境，是具有經(jīng)濟(jì)價值和社會效益雙重意義的現(xiàn)代環(huán)保技術(shù)。通過瀝青再生技術(shù)，可以有效處理瀝青路面維修時產(chǎn)生的舊料，在“綠色公路”戰(zhàn)略工程中做到循環(huán)利用資源，減少瀝青舊料排放對環(huán)境的污染，還能產(chǎn)生直接的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)利用瀝青再生料對于維護(hù)和改善公路質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境、重復(fù)利用資源都有十分顯著的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值，是節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策在公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中的具體體現(xiàn)。

二、瀝青路面熱再生技術(shù)簡介

我國瀝青路面再生技術(shù)主要分為四大類：廠拌熱再生、就地?zé)嵩偕?、廠拌冷再生、就地冷再生。這四種類型的再生工藝都有各自的優(yōu)點(diǎn)，但再生工藝的選擇應(yīng)適合維修路面的損壞類型，再生工藝種類的選擇不僅取決于路面的病害類型，也取決于損壞的程度和范圍。在施工前應(yīng)進(jìn)行路況的調(diào)查分析，選擇最適合的維修工藝。

廠拌熱再生類型應(yīng)用范圍最廣，本文主要探討瀝青路面廠拌熱再生技術(shù)。廠拌熱再生就是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖后運(yùn)回拌和廠，在集中破碎時根據(jù)路面不同層次的質(zhì)量要求，進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，確定舊瀝青混合料的添加比例。新瀝青材料、新集料等在拌和機(jī)中按一定比例重新拌和成新的混合料，從而獲得優(yōu)良的再生瀝青混凝土，鋪筑成再生瀝青路面。

廠拌熱再生的優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，可用于處理表面缺陷、變形、荷載與非荷載引起的開裂以及養(yǎng)護(hù)補(bǔ)丁。從原路面獲得的舊料可堆放起來以備將來使用。同樣，舊料也可在拌和站與其他材料混合，以獲得合適的混合料。廠拌熱再生配合比設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量控制、質(zhì)量保證都比較成熟，便于推廣應(yīng)用，再生得到的瀝青混合料品質(zhì)優(yōu)良，是老路面瀝青混合料再生利用最合適、最經(jīng)濟(jì)的再生方式。

三、廠拌熱再生技術(shù)環(huán)節(jié)之一—拌和站設(shè)備的選擇

在原料、設(shè)備、場地等的投入上，設(shè)備占了相當(dāng)大的比例。因此，從某種意義上講，選擇什么類型的拌和設(shè)備，將直接決定成本和利潤的多少。根據(jù)拌和設(shè)備的不同，廠拌熱再生設(shè)備分為連續(xù)式瀝青混凝土拌和設(shè)備（以下簡稱連續(xù)式拌和設(shè)備）和間歇式瀝青混凝土拌和設(shè)備（以下簡稱間歇式拌和設(shè)備），以下是筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對這兩種設(shè)備方案進(jìn)行的優(yōu)缺點(diǎn)、成本和利潤的比較。

（一）間歇式拌和設(shè)備

以下分析依據(jù)南方路機(jī)LB3000型間歇式拌和設(shè)備，配備南方路機(jī)RLB2000型熱再生系統(tǒng)。

1、優(yōu)缺點(diǎn)比較分析

優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)的再生混合料質(zhì)量優(yōu)良，能夠滿足高等級路面質(zhì)量要求。

缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性一般，對操作人員操作水平要求較高。

2、成本分析

（1）設(shè)備成本。間歇式拌和站860萬元（已有），熱再生系統(tǒng)240萬元，破碎設(shè)備35萬元，對原有間歇式拌和站進(jìn)行設(shè)備改造需275萬元。

（2）生產(chǎn)成本。該設(shè)備可生產(chǎn)瀝青混凝土拌和料180噸/小時，可摻入30%的舊瀝青料（準(zhǔn)確的比例數(shù)需根據(jù)級配試驗(yàn)確定）。

3、利潤分析

按瀝青混合料400元/噸計(jì)算，年生產(chǎn)下面層再生瀝青混合料3萬噸，那么額外增加的年利潤（即：再生瀝青混合料與瀝青混合料的差價）為：

一類料：[400-（400×70%+210×30%）]×3萬=171萬元。

二類料：[400-（400×70%+235×30%）]×3萬=148.5萬元。

三類料：[400-（400×70%+260×30%）]×3萬=126萬元。

（二）連續(xù)式拌和設(shè)備

連續(xù)式拌和設(shè)備的分析依據(jù)是艾斯泰克雙滾筒連續(xù)式瀝青混凝土拌和設(shè)備。

1、優(yōu)缺點(diǎn)比較分析

優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、產(chǎn)量高、能耗小、環(huán)保衛(wèi)生。

缺點(diǎn)是對骨料要求相當(dāng)嚴(yán)格。骨料規(guī)格不規(guī)范導(dǎo)致的結(jié)果是生產(chǎn)配合比與目標(biāo)配合比誤差較大，生產(chǎn)的瀝青混合料質(zhì)量很難滿足高等級路面的要求。目前能提供規(guī)格完全規(guī)范的石材的廠商不多。

2、成本分析

（1）設(shè)備成本。該設(shè)備購置費(fèi)用約1000萬元，增加破碎設(shè)備35萬元，總費(fèi)用為1035萬元。

（2）生產(chǎn)成本。該設(shè)備可生產(chǎn)瀝青混凝土拌和料180噸/小時，可摻入30%的舊瀝青料（準(zhǔn)確的比例數(shù)需根據(jù)級配試驗(yàn)確定）。

3、利潤分析

按瀝青混合料400元/噸計(jì)算，年生產(chǎn)下面層再生瀝青混合料3萬噸，那么額外增加的年利潤（即：再生瀝青混合料與瀝青混合料的差價）為：

一類料：[400-（400×70%+200×30%）]×3萬=180萬元。

二類料：[400-（400×70%+225×30%）]×3萬=157.5萬元。

三類料：[400-（400×70%+250×30%）]×3萬=135萬元。

（三）兩種設(shè)備的分析比較

綜合比較兩種設(shè)備，原間歇式瀝青拌和站改造成熱再生瀝青拌和設(shè)備后，增加的投入4年基本收回。而連續(xù)式拌和設(shè)備投資回收期較長，另外，從性能上看，間歇式拌和設(shè)備生產(chǎn)的再生瀝青混合料質(zhì)量更穩(wěn)定，能夠滿足高等級路面的要求。綜上所述，廠拌熱再生拌和設(shè)備推薦使用間歇式拌和設(shè)備。

四、廠拌熱再生技術(shù)環(huán)節(jié)之二—材料評估

路面材料的評估，應(yīng)根據(jù)歷史資料、外觀評估和現(xiàn)場檢測的資料，將取樣段分成若干具有同質(zhì)或是相同性能的取樣段進(jìn)行分段取樣，并對取來的樣品進(jìn)行試驗(yàn)分析與評估，主要包括鋪層厚度、礦料級配、結(jié)合料含量和老化度等。

取樣點(diǎn)的方法通常采用銑刨和取芯兩種方法。銑刨法，是指按路面翻修的深度進(jìn)行短距離的銑刨，用得到的材料做試驗(yàn)分析的樣本；取芯法，按固定間隔或隨機(jī)鉆取多個芯樣，芯樣的數(shù)量取決于取樣段材質(zhì)的均勻性。取樣必須具有代表性，因此要避免在最好或最差的區(qū)域取樣。取樣的位置和特征應(yīng)記錄，并進(jìn)行評估，如在車道的位置、特定破損的區(qū)域等。

五、廠拌熱再生技術(shù)環(huán)節(jié)之三—混合料的配合比設(shè)計(jì)

熱再生配合比設(shè)計(jì)應(yīng)首先確定外加集料的比例，然后確定瀝青用量，根據(jù)Marshall或Superpare混合料設(shè)計(jì)方法計(jì)算出最佳瀝青用量。

由于受回收料含水量、堆放溫度、外加集料加熱溫度、再生混合料單位產(chǎn)量、拌和倉排氣能力以及回收料中細(xì)料含量等因素影響，結(jié)合我國現(xiàn)有的施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)條件，建議采用含量為20%至40%的回收料作為間歇式廠拌熱再生材料。

由于滾筒拌和機(jī)受回收料和外加集料含水量、再生混合料成品溫度和含水量因素影響，建議采用20%至30%再生比例。

結(jié)束語

瀝青路面再生技術(shù)的廣泛應(yīng)用是必然趨勢，而我國再生技術(shù)還缺乏一套系統(tǒng)、規(guī)范的文件，大部分都在參照AASTO或ASTM的設(shè)計(jì)規(guī)范和Marshall或Superpare混合料設(shè)計(jì)方法，所以需要公路工作者在再生技術(shù)應(yīng)用中不斷總結(jié)和積累，豐富我國瀝青路面再生技術(shù)的內(nèi)容，提高公路路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平。