廠拌熱再生施工技術的研究與應用

鮑靜

摘 要：我們把舊的瀝青路面回收材料，和新的集料、新的瀝青或者再生劑進行拌合成為新的瀝青混合料。這種方法，我們稱為瀝青混合料熱廠拌再生。簡稱熱再生。實踐證明，如果采用較完善的路面設計以及正確的施工方法，熱再生可以重復利用原有材料，改善修復路面。熱再生利用原有設備的簡單改造，既可以避免回收舊料，處置舊料還可以在符合國家環保條件下實現較優的經濟效益。

關鍵詞：廠拌熱再生；路用性能；經濟效益

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0139-02

1 廠拌熱再生間歇式施工工藝和生產設備

1.1 舊路面的處理

1.1.1 冷銑刨

在現有的兩種路面處理方法中，冷銑刨是目前應用最廣的。冷銑刨被定義為利用專門機器對原路面自動清除至指定厚度的一種方法，經過冷銑刨可以使路面達到規定的厚度和坡度，并且去除擁包和車轍等路面病害。美國瀝青再生協會（ARRA）的冷銑刨規范要求銑刨機應具有強大動力，可以自驅動自牽引，并具有操作穩定性。銑刨機應該配備控制縱坡和橫坡的自動控制系統，能夠銑刨完成指定的路面縱坡和橫坡，并能夠準確控制縱坡高程在3mm以內。銑刨機還應該具有有效控制銑刨粉塵的裝置。

自從20世紀70年代以來，人們不斷通過革新銑刨來提高銑刨機的工作效率，降低銑刨成本。內置收集系統可以掃除大部分成塊的銑刨料并輸送到傳送帶上，前裝載設備可以自動收集傳送帶上的回收料，而且銑刨的同時粉碎作業也可以完成。銑刨機有不同的尺寸和功率，銑刨寬度可以是1 m到整個車道，銑刨深度可以從20 cm變化至38 cm。

1.1.2 深翻/粉碎

深翻/粉碎是原有路面處理的另外一種方法，現場采用的儀器包括翻地機、路面破碎機或深翻機械。路面翻松后裝車運往粉碎場。深翻機類型的選擇由碎石機處理的最大翻料尺寸決定。這種方法特別適用于低等級道路升級而且原路面材料單一的條件。

深翻/粉碎不能同冷銑刨一樣在現場完成粉碎，因此生產效率比冷銑刨低。但是，冷銑刨會在現場產生大量的粉塵，而深翻粉碎不會這樣。

1.2 粉碎和堆放

1.2.1 回收料的粉碎

在外力作用下粉碎回收料，使得回收料的粒徑在允許的最大粒徑之下。例如，如果要求95%的回收料，可以通過50 mm的篩網。那么可以利用冷銑刨機在現場直接粉碎。原先混合料的最大粒徑以及級配決定了回收料的粉碎程度。然而，在深翻粉碎過程中，由于粉料外層包裹大量老化瀝青，需要避免粉料損失，通常用挖掘機來完成并且送到相關工廠進行粉碎。值得注意的，在粉碎過程中，不應產生過多粉料，也不應過分破碎。否則需要加入過多瀝青，從而使施工成本大幅增加。

1.2.2 回收料的堆放

回收料的堆放首先應該遵守的原則就是，不同料源、不同含量瀝青、不同集料級配必須分開堆放。

一般使用翻斗鏟車或者分散堆垛機進行分類堆放。回收料再處理前后均可以進行堆放。以往的慣例認為低而平的堆放方法要比高而尖的堆放方法好，回收料不易發生粘結。但是，通過近幾年的研究發現，高而尖的堆放方法更好。事實上，在堆料頂部會產生20～25 cm的硬殼，這個硬殼可以防止雨水流下，從而有效的保護了回收料。然而這個硬殼又易用鏟車除去，相反堆放的低而平的回收料就不易操作了。

回收料需要堆放在硬地面，以防止污染地面以及地面發生不均勻沉降。此外較細的集料非常容易吸收水分，從而使含水量增加，所以需要更多熱量用于排處水分。由于熱再生的熱量來源于外加的熱集料，所以水分一旦增加，要么降低回收料的比例，要么減少每小時生產量。

1.3 回收料添加比例的選擇

再生過程中銑刨下來舊路面材料占整個再生料的比例，我們稱之為回收料添加比例。影響回收料比例的因素有很多，如回收料的含水量、外加料的加熱溫度、堆放溫度、再生料的拌合溫度、再生料的產單位產量、拌合倉以及稱量倉的排氣能力等。

美國瀝青再生協會研究規定，廠拌熱再生瀝青回收料添加比例一般為10%～20%，一般不超過30%～35%。如果含水量極低，又不需要預熱，那么回收料最高比例可達50%。美國各個州在路面基層、結合層、面層使用回收料都有詳細的規定。根據我們國家的施工環境、施工經驗以及現有技術，采用20%～40%的間歇式廠拌熱再生回收料比較合適。

2 廠拌熱再生連續式施工工藝和生產設備

2.1 連續式廠伴熱再生的優點

路面再生材料可以與新集料、瀝青結合料或再生劑一起拌和生產廠拌熱再生料。瀝青混合料熱再生既可以在間歇式工廠生產，也可以在連續式工廠生產。與間歇式相比，連續式廠拌熱再生具有以下優點。

2.1.1 移動方便

連續式拌和廠組裝時間較短，移動較為方便。

2.1.2 再生能力強

連續式工廠可以采用高比例的回收料生產。

2.1.3 生產效率高

工廠的生產效率不受回收料比例的影響。

2.1.4 拌和質量好

由于回收料事先加熱并于外加集料和瀝青攪拌時間長，所以連續式熱再生生產出的混合料較為均勻。

2.2 連續式廠拌熱再生生產過程

因為回收料一旦接觸到燃燒器的火焰就會冒出大量濃煙，在普通的連續式拌和廠沒有辦法生產再生材料。如果在金屬刮板和底板處產生細料和瀝青堆積，會給生產造成更大困難。有資料顯示，生產中的濃煙是外加瀝青的輕組分油引起的，而清除這一問題的有效辦法是改造連續式拌和設備。

連續式工廠熱再生有很多方法，中間加料法是應用最廣泛的一種。這種方法要求回收料在新加集料的下游進入拌和筒，新集料將熱量傳遞到回收料中。前面加入拌和筒的新石料形成了一層幕布，使回收料不會直接接觸燃燒器的火焰，從而避免產生濃煙。有時，還使用特殊提升葉片、金屬漏斗形葉片或環形鋼制火焰網來防止火焰接觸回收料，以消除濃煙。

2.3 回收料添加比例

影響連續式滾筒拌和機再生比例的因素，有回收料的含水量及溫度、外加集料的含水量和溫度、再生的生產能力、再生混合料的成品溫度和含水量。連續式拌和機的最大回收料添加比例是70%，但是一般不宜超過50%。

回收料添加比例采用50%時，需要提高滾筒內的氣流溫度，從而造成外加集料無法阻擋火焰對回收料的烘烤，產生大量煙霧。所以，大多數滾筒式拌和機都采用30%～50%再生料比例。

根據國內外的施工經驗和滾筒熱再生的特點，建議回收料的添加比例不高于20%。在有些特殊情況下，回收料的添加比例不應高于30%。

2.4 回收料添加系統

常規冷料添加系統可以在滾筒式拌和機中添加回收料。但是，為了便于卸料和減少回收料堆積，加料倉應該體積較小，側邊較陡，而且底部應較寬。回收料應該分次裝滿加料倉，否則會造成回收料壓密，形成板結難以傾卸。而且，加料倉不宜采用振動，因為振動也會造成回收料相互粘結。在炎熱天氣條件下，回收料不應在加料倉中放置2 h以上。平時盡量在加料倉中只添加一半料，保持回收料隨用隨添。

在計算機控制的拌和機上，可以實現拌和操作的自動控制，有效協調集料的皮帶速度、瀝青的流動速度和混合料產量。

3 結 語

廠拌熱再生已經成為一種有效的路面修復方法。如果采用較完善的設計和正確的施工，熱瀝青再生路面的使用性能是完全可以達到，甚至超過常規熱拌瀝青混凝土路面。廠拌熱再生施工包括原路面的處理、壓碎、回收料堆放、工廠拌和、現場攤鋪和碾壓。除了常規的攤鋪和碾壓，其他生產過程都需要對現有設備進行改造或采用新設備。廠拌熱再生使用最廣泛的方法是熱量傳遞法，即將外加集料加熱很高溫度后與常溫回收料拌和，使熱量迅速傳遞至回收料，從而烘干并加熱回收料。由廠拌熱再生生產過程較為復雜，必須實現嚴格的質量控制才能達到預期的效果。

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