摘要:沥青路面再生技术是利用专用机械设备、先进的技术工艺回收旧沥青路面材料,即采用铣刨、开挖等方式从沥青路面上获得的旧沥青混合料进行处理、回收、利用,达到节能减排、绿色环保、减低成本的目的。
关健词:道路工程沥青路面材料;再生利用;可持续发展
一、再生沥青路面材料的性能
对回收沥青路面材料经过检验报告结果表明:沥青化学成分中油分减少,沥青质增加。路用技术指标表现为针入度减小;软化点上升;延度降低。沥青本身是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料,由于沥青材料是多种物质组成的混合物,主要成分是沥青质和树脂,其次有高沸点矿物油和少量的氧、硫和氯的化合物。正因为沥青是混合物,所以可以采用方便适合的较简单的方法掺加某种组分,或者将它和新沥青材料重新混和,调配成新的沥青混合物。这种新的沥青混合物又重新表现出新的技术性质,已达到筑路施工的需求。
二、沥青路面再生施工方法
沥青路面再生利用包括:就地冷再生、厂拌冷再生、就地热再生、厂拌热再生4类技术,各类再生技术具有不同的适用范围,应用时应根据工程实际情况选择最适宜的再生技术种类。采用沥青作为再生结合料的再生工程,宜在10℃以上气温条件下进行施工;采用水泥等作为再生结合料的再生工程,宜在5℃以上气温条件下进行施工;且不得在雨天施工。
2.1就地冷再生法
就地冷再生法是采用专用冷再生路面铣刨拌和机将路面混合料在原路面上就地冷铣刨、翻挖、破碎、筛分,就地掺入一定数量的新集料、再生结合料(可根据需要选择乳化沥青、泡沫沥青等作为再生结合料)或活性填料(水泥、石灰等)、水,经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术。其中就地冷再生技术按照再生材料和厚度的不同分为沥青层就地冷再生、全深式就地冷再生两种方式。
应用于冷法施工,且新添加的结合料如果是乳化沥青,这种方法时设施要求较低,生产成本不高,但不能碾压后立即开放交通,需要养生七天。若在开放交通条件下养生,需完成压实后至少一天后方可开放交通,行车速度控制在40km/h以内,并且严禁车辆在再生层上掉头和急刹车。
2.2就地热再生法
就地热再生是一种预防性养护技术,原有路面整体满足设计要求,路面病害集中在表面层,沥青25℃针入度不低于20(0.1mm),再生深度一般为20-50mm。就地对沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等,经热态拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术,分为复拌再生和加铺再生。就地热再生正式施工前需要铺筑试验路,从施工工艺、质量控制、施工管理、施工安全等各个方面进行检验,试验段长度不应小于200m。同时需要注意铣刨面温度应高于70℃,原路面加热宽度比铣刨宽度每侧至少宽出200mm,再生层路表温度低于50℃后方可开放交通。
2.3厂拌热再生法
厂拌热再生法就是将回收废旧沥青路面材料经过铣刨、翻挖后运达回沥青拌和厂,再集中破碎、筛分,根据路面不同层次的质量要求,进行配比设计,确定旧沥青混合料的添加比例,从而获得优良的再生沥青混凝土,铺筑成再生沥青路面。利用这种方法,可以方便对已被翻挖的基层甚至路基的一些地段进行有效的补强,沥青层的重铺则可以像新路施工一样,分别按下面层、中面层、上面层、磨耗层的不同技术要求进行配合比设计,确定旧沥青回收材料的添加比例。沥青路面热再生采用道路石油沥青作为再生结合料,必要时掺加再生剂。
三、沥青路面材料再生工艺及设备
沥青路面的再生包括冷再生与热再生两种生产工艺。这两种再生工艺既可以在现场进行就地再生,也可以在场地进行厂拌再生。就地热再生设备主要应用于高速公路的沥青路面维修,设备庞大,投资费用非常高,目前在我国应用的不多,在道路工程的小型维修中更是无法使用;而厂拌冷再生和就地冷再生工艺只适用一些低等级道路小修中工程,意义不大。比较广泛应用的是厂拌热再生工艺。
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3.1厂拌热再生工艺
该工艺流程为:铣刨已破损的沥青路面将回收的旧沥青路面材料运回拌和场地堆放和保存回收的日沥青路面材料-- 回收的旧沥青路面材料(在堆放、转运过程中采取防离析措施) 随新加骨料一起送入搅拌设备进行再生处理、加热、搅拌,添加新沥青(如果需要,还要添加沥青再生剂) 新拌和成品料装入运输车运往施工现场摊铺和压实。
实现旧沥青路面材料的再生利用,必须要在我们常用的间歇式沥青混合料搅拌设备上加装一整套沥青混合料热再生生产装置。
3.2常用的几种再生设备
3.2.1将冷的回收料输送到热料提升机的底部
此方式中,为正确地控制回收旧料和新材料之问的比例,必须在旧料输送皮带和新料输送皮带上安装连续称量系统,即在冷料实现给配设定。新材料按照正常的方式进入干燥筒进行烘干加热,在热料提升机底部与冷旧料混合,并开始进行热传递。然后新、旧混合料通过提升机直接进入热料仓,再进行计量,与沥青、矿粉混合、搅拌、出成品。
这种再生利用方式的优点是设备的初始投资成本低。缺点有:
(1)新骨料需要过热加温,才能向旧料传热,有可能损坏骨料的化学性质。
(2)回收料不经过筛分,较难控制产品的质量。
(3)为使新料与旧料充分地进行热交换,必须延长新旧混合料的搅拌时间,降低了设备的生产率。
(4)回收沥青路面材料利用比例较低,最大通常为15%~20%。
(5)旧料含水量在搅拌过程中蒸发且难于排出。
3.2.2使用再生环输入干燥滚筒
这种方式要求新、旧材料要在滚筒里完成混合和热传递,所以,干燥筒的结构与普通的滚筒有所不同。目前世界上比较典型的干燥滚筒有两种:一种是加长型干燥滚筒,这种干燥滚筒比普通滚筒加长约1/3,在离出料口约1/3处装有一个再生料环,回收沥青路面材料通过皮带输送系统从该料环进入干燥滚筒,与筒里面热的新石料混合并进行热交换其燃烧器的喷嘴较长,从滚筒的出料口段一直伸过再生料环处,避免直接与含沥青的旧材料接触。另一种是加粗型干燥滚筒,该滚筒在出料端1/3的长度处加粗,形成内外两个滚筒。新骨料在内滚筒受燃烧器烘干加热,加热后进入外滚筒,而旧材料通过皮带输送系统进入外滚筒,与热的新料混合并热交换,这样既加热了旧料又避免了明火与旧料的直接接触。
四、道路沥青材料再生利用原则
4.1技术性原则
即道路材料再生利用过程中要具有一定的科学技术含量,从而提高道路工程材料再生利用率和再生材料的使用性能,同时保证沥青路面再生工程质量,各项指标符合相应规范要求。
4.2经济性原则
即再生的道路工程材料能带来相当可观的经济效益。这种效益包括节约原材料使用带来的经济效益,也包括由于再生材料性能提高带来的经济效益。
4.3环保性原则
即再生的道路材料满足绿色环境保护的要求,避免废旧道路材料丢弃,道路再生材料的开发利用能够对环境的改善起到促进的作用,
4.4低能耗原则
即道路再生材料在制备生产或使用过程中能够降低原始材料的使用数量,达到节约自然能源的要求。
五、结束语
我们通过采用道路材料再生技术,既降低施工成本,又达到节能减排绿色环保,同时减少对自然资源的依赖和过度使用,有利于保护自然环境,因而有事半功倍的效果,如再生利用方法得当,可以改善道路工程材料的性能,提高道路工程设施的使用性能和耐久性,其社会效益是显而易见的。
参考文献:
[1]王建勋.公路工程中新技术新材料的运用[J].科技资讯,2012(26).
[2]胡耀.新材料、新技术在建筑工程中的应用[J].门窗,2014(9).
论文作者:王志宏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/7
标签:沥青论文; 材料论文; 沥青路面论文; 滚筒论文; 道路论文; 地热论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第19期论文;