小型廠拌熱再生瀝青混合料在養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

■陳漢發(fā)

（福建省高速公路達(dá)通檢測有限公司，福州 350108）

小型廠拌熱再生瀝青混合料在養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

■陳漢發(fā)

（福建省高速公路達(dá)通檢測有限公司，福州 350108）

本文基于國內(nèi)廠拌熱再生研究現(xiàn)狀，結(jié)合高速路面養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)，采用小型廠拌熱再生對瀝青混合料循環(huán)利用，不僅解決偏遠(yuǎn)山區(qū)對瀝青混合料的需求，而且對保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高資源利用率、降低養(yǎng)護(hù)成本具有重要意義，同時又可促進(jìn)高速養(yǎng)護(hù)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

小型廠拌 熱再生 高速養(yǎng)護(hù) 應(yīng)用

1 廠拌熱再生發(fā)展情況

歐美國家從20世紀(jì)70年代開始積極提倡瀝青路面的再生循環(huán)利用，并開發(fā)出相應(yīng)再生設(shè)備，已形成完整成套的瀝青混合料再生技術(shù)，且達(dá)到規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。如前蘇聯(lián)1979年頒布了《前蘇聯(lián)舊瀝青混凝土再生混合料技術(shù)》，德國在1981年頒布了《熱拌再生瀝青混凝土施工規(guī)范》，美國在1981年頒布了《美國瀝青路面熱拌再生技術(shù)手冊》等相關(guān)規(guī)范［2］。

我國從20世紀(jì)80年代開始研究廢舊瀝青瀝青混合料再生利用，并在2001年頒布的《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2-2001）中，將再生瀝青混合料的級配及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容作了相應(yīng)規(guī)定，2008年頒布了 《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008）對再生技術(shù)做出了詳細(xì)的規(guī)定，目前已對多條高速路面成功進(jìn)行廠拌熱再生施工。

廠拌熱再生適用于對各等級公路回收的瀝青路面材料進(jìn)行熱拌再生利用，生產(chǎn)時應(yīng)選擇符合要求的回收瀝青路面材料（RAP）和適宜的摻配比例，混合料應(yīng)滿足現(xiàn)行的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的相關(guān)要求［1］。小型廠拌特別適用于瀝青路面日常的小修養(yǎng)護(hù)。

2 小型廠拌熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)

為了更好開展小型廠拌熱再生在養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用，擬將對銑刨回來的舊瀝青混合料進(jìn)行檢測及熱再生配合比試驗(yàn)，該混合料取自高速路面中、上面層，混合料類型為連續(xù)級配AC-16C和AC-20C兩種。

2.1 舊瀝青混合料級配、油量的檢測

確定舊瀝青混合料的級配、油量及所含瀝青的指標(biāo)是進(jìn)行熱再生研究的基礎(chǔ)。只有確定了舊瀝青混合料的級配、油量，在熱再生過程中，才能有的放矢的對舊混合料級配及油量進(jìn)行調(diào)整。只有確定了舊瀝青混合料中所含瀝青指標(biāo)，才可以判斷舊瀝青的老化程度，為再生劑的選用、再生機(jī)理的研究、全面掌握熱再生技術(shù)做好準(zhǔn)備。

由于瀝青路面在建設(shè)時，不同路段，不同層位所用配比、油量均不同，且在銑刨施工時深度不同，即使是同一堆銑刨料的級配及油量可能存在較大變異性。為此，在進(jìn)行銑刨料試驗(yàn)及應(yīng)用前必須對擬使用料堆的油量及級配進(jìn)行檢測、分析。

通過抽提試驗(yàn)［3］，擬掌握舊瀝青混合料級配、油量，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 銑刨料級配及油量

2.2 確定適合舊瀝青混合料的外加集料級配、油量和再生混合料性能

由于不同深度銑刨料的級配、油量變異性大，在實(shí)際應(yīng)用過程中，不可能針對不同銑刨料制定外加集料級配及油量。為此，需找到適合大部分銑刨料使用的外加集料級配及油量。

根據(jù)公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范和公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范，本次試驗(yàn)以70號基質(zhì)瀝青為再生劑，以混合料AC-20C級配曲線為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過試驗(yàn)及級配調(diào)整，本次熱再生室內(nèi)配合比例采用 （9.5～19）mm∶（4.75～9.5）mm∶（0～4.75）mm∶銑刨料為23∶18∶19∶40，室內(nèi)再生混合料配合比級配及比例如表2，室內(nèi)配合比再生混合料性能如表3［4］。

經(jīng)過試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)，熱再生混合料性能滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求，能用于高速路面施工。

表2 室內(nèi)再生混合料配合比級配及比例

表3 再生混合料性能

3 小型廠拌熱再生設(shè)備選擇

3.1 設(shè)備選擇

經(jīng)過市場比選，選擇車載式熱再生攪拌機(jī)及常規(guī)小拌合樓作為廠拌熱再生研究的生產(chǎn)設(shè)備。

車載式熱再生設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：

該設(shè)備利用旋轉(zhuǎn)式料倉，能在30min內(nèi)將2噸混合料加熱至工作溫度；移動方便，可將此設(shè)備開至坑槽修補(bǔ)現(xiàn)場進(jìn)行熱再生，無需其他轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備；可以進(jìn)行舊瀝青混合料含量較高的熱再生。

該設(shè)備的缺點(diǎn)是：價(jià)格較為昂貴；再生速度較慢，僅適用路面一個坑槽修補(bǔ)工作面。

3.2 采用小型拌合樓進(jìn)行熱再生

目前市場較多的是單一集料加熱滾筒，無法對舊瀝青混合料進(jìn)行加熱，不能滿足小型廠拌熱再生的需求，根據(jù)廠拌熱再生生產(chǎn)原理對拌合樓進(jìn)行改造，小型拌合樓改造前如圖1，改造后見圖2，小型廠拌熱再生原理圖如圖3所示：

圖1 改造前小拌合樓

圖2 改造后小拌合樓

圖3 再生原理圖

3.3 改造后的小型廠拌熱再生設(shè)備具有以下特點(diǎn)

采用組合式新料烘干筒+舊料加熱筒共用一個燃燒爐、攪拌器的結(jié)構(gòu)形式，利用新料烘干筒排出的高溫尾氣加熱舊料，并使新、舊料同時在強(qiáng)制攪拌器里進(jìn)行熱傳遞和混合強(qiáng)制攪拌。由于舊瀝青混合料的加熱是通過新礦料烘干時產(chǎn)生的熱氣進(jìn)行的，從而避免傳統(tǒng)式明火加熱易致瀝青老化的現(xiàn)象發(fā)生。

新、舊兩種料混合強(qiáng)制攪拌，最長攪拌時間可達(dá)2.5min（大型拌合樓常一般為45s），可使新、舊料料溫趨于相同，成品料質(zhì)量好。

選用全自動柴油燃燒器，熱效率高，火焰調(diào)節(jié)容易，產(chǎn)量和料溫有保障；更新燃燒爐，下料更順暢，使用壽命長。

4 小型廠拌熱再生混合料性能檢測及現(xiàn)場技術(shù)評價(jià)

4.1 小型廠拌熱再生混合料性能檢測

通過試驗(yàn)室對熱再生混合料配合比試驗(yàn)，確定廠拌熱再生混合料的摻配比例，對小型廠拌拌合樓進(jìn)行試拌及取樣檢測，本次試拌比例采用（9.5～19）mm∶（4.75～9.5）mm∶（0～4.75）mm∶銑刨料為23∶18∶19∶40，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4、5所示:

對試驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，小型廠拌熱再生混合料性能指標(biāo)能符合設(shè)計(jì)及瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求，可用于高速瀝青路面的施工。

4.2 小型廠拌熱再生混合料路面現(xiàn)場技術(shù)評價(jià)

根據(jù)高速路面坑槽修補(bǔ)的相關(guān)要求，采取 “圓坑方補(bǔ)、斜坑正補(bǔ)、淺坑深補(bǔ)、小坑大補(bǔ)”的原則，挖補(bǔ)線應(yīng)超過坑槽邊緣約20cm，用路面切割機(jī)對挖補(bǔ)線進(jìn)行切割，用風(fēng)鎬進(jìn)行挖除，開挖結(jié)束后清掃干凈；坑槽填補(bǔ)及質(zhì)量控制，先用改性乳化瀝青對開挖面進(jìn)行噴灑，從保溫車放熱再生混合料，進(jìn)行人工攤鋪及小型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，并用三米直尺控制修補(bǔ)平整度；坑槽修補(bǔ)質(zhì)量檢測，從前一天坑槽修補(bǔ)中隨機(jī)選取3個進(jìn)行壓實(shí)度、構(gòu)造深度、滲水檢測，具體數(shù)據(jù)詳見表6。

表4 廠拌熱再生混合料性能指標(biāo)表

表5 廠拌熱再生混合料級配情況表

表6 廠拌熱再生坑槽修補(bǔ)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)

對廠拌熱再生坑槽修補(bǔ)現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)匯總分析，坑槽修補(bǔ)路面的構(gòu)造深度、滲水系數(shù)均能滿足高速公路路面設(shè)計(jì)及瀝青路面施工的技術(shù)要求，路面壓實(shí)度與坑槽修補(bǔ)厚度成反比。

5 結(jié)論

近年來，由于國家建設(shè)發(fā)展，能源緊張已變得更加明顯，國家公路發(fā)展明確規(guī)定了公路發(fā)展建設(shè)節(jié)能減排的相應(yīng)指標(biāo)。瀝青路面再生循環(huán)利用是今后公路發(fā)展的趨勢。

熱再生可以解決瀝青路面修補(bǔ)或翻新銑刨時產(chǎn)生的大量建筑垃圾，這些含有瀝青建筑垃圾如果不處理就占用大量的環(huán)境資源，如果處理不當(dāng)，其中的瀝青就會污染環(huán)境，對人類健康造成損害，回收利用了這些舊瀝青混合料，可以節(jié)約同等數(shù)量的新材料，減少對自然資源的破壞，減少對能源的消費(fèi)。

小型廠拌熱再生既有設(shè)備投資小，占用空間小，所生產(chǎn)的再生混合料又能滿足施工技術(shù)要求，高速公路網(wǎng)很多線路是經(jīng)過偏遠(yuǎn)山區(qū)，這給路面養(yǎng)護(hù)造成困難，如果能在道路沿線的養(yǎng)護(hù)站投設(shè)小型廠拌熱再生拌合樓，對今后瀝青路面養(yǎng)護(hù)會產(chǎn)生積極作用。

［1］JTG F41-2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范［S］.北京.人民交通出版社.

［2］拾方治，孫大權(quán)，呂偉民.瀝青路面再生技術(shù)簡介［J］.石油瀝青，2004（5）.

［3］季節(jié)，高建立，等.熱再生瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)［J］.公路，2004（3）.

［4］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京.人民交通出版社.