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

隨著公路事業突飛猛進的發展,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,這既污染了環境又浪費了資源,如能充分利用,這將是科學發展觀在公路建設和維護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。

為了能夠節約能源,保護環境,節省投資,使廢舊瀝青混凝土再生利用后廣泛運用于養護及公路油路大中修中,分局主要領導非常重視:1)帶領我們赴浙江省臨海市交通局學習他們在廢舊瀝青混凝土再生利用的先進經驗;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,經抽提試驗后確定舊料中瀝青含量為3.6%,小于設計瀝青含量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40 t瀝青拌合機,由裝載機鏟入帶有自動計量裝置的料斗中,舊瀝青混合料進入烘干倉加熱至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計院試驗室進行檢測,發現各種試驗指標均能達到二級公路的要求,但加改性劑又加新瀝青的取樣材料各項指標能夠達到高速公路的要求。

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,每立方米可節約成本約250元,如不加再生劑和新瀝青每立方米可節約成本約450元。

2)特點。利用廢棄舊瀝青混凝土,不僅變廢為寶,而且有效地保護了環境,節約了自然資源,減少了成本,這更是促使了我們廣泛應用于養護中的決心。

這次試驗也存在著以下幾點不足:a.廢舊瀝青材料部分結團,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負荷過大。

2.2 以仙萊大道舊瀝青路面銑刨料3 800 t作試驗原料

1)試驗內容。2008年7月中旬,新余市仙萊大道瀝青路面建設改造,在市局領導的支持和幫助下,分局果斷租用昌金高速公路工程隊的銑刨機對仙萊大道舊瀝青路面進行銑刨,共取得銑刨料3 800 t,每立方米銑刨成本為75元,經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,我們想方設法,主要采取了以下措施:

a.對配料機進行改造,因舊瀝青料滿足級配要求,不需加新的砂石材料,我們將配料機料斗拆除,采取裝載機直接下料到傳送帶上,并在生料斗上標刻度,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行微調;

c.如發現烘干筒負荷過大時或工作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,采用攤鋪機攤鋪,12 t雙鋼輪壓路機碾壓。雙鋼輪壓路機振壓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,由于拌合機產量較低,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內熟料冷卻過快,這就要求攤鋪機的熨平板加熱,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,就節約成本22萬余元,在使用半年后觀察,正值雨季期間,未發現有任何異常,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護中小修路段;舊料在拌和前進行必要的破碎和篩分;施工時應盡量安排在高溫季節進行;能采用更大型的拌合機提高日產量更好。

3 結語

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,應全盤考慮,同時應充分利用現有拌合站機械設備,適當對部分設備加以改造,盡量減少工序,降低成本,同時保證出料質量。

2)針對高級瀝青路面再生混合料的設計方法,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,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,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性。

[1] JTG D50-2006,公路瀝青路面設計規范[S].

[2] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術規范[S].

[3] JTG F41-2008,公路瀝青路面再生技術規范[S].