瀝青路面再生的環保效益與對策研究

李 龍,趙啟飛,李 哲

(1.陜西省定邊縣農村公路管理站,陜西榆林718600;2.陜西省榆林公路管理局定邊公路管理段,陜西榆林718600;3.陜西省交通建設集團公司西鎮分公司,陜西西安710105)

1 瀝青路面新建與養護的低碳環保新要求

目前,我國有很多省市已大面積開展城市道路、公路維修改造工程,由于其所處地點大都在城市建成區,或沿線省市處,因此其施工、營運期造成的環境問題更加突出。從生態學理論和環保理念出發,對道路維修改造提出了新要求,主要表現在以下幾個方面。

(1)提高道路維修改造中資源利用率。循環經濟的核心在于對資源的循環利用和高效利用,要做好舊路材料的回收利用和污染物的妥善處理。因此在城市道路維修改造過程中,建設者可以充分利用原路路用材料,以最小的資源消耗和環境污染來獲取最大的社會經濟效益。

(2)注重道路改造與環境保護并舉,道路發展與生態環境相和諧。

(3)新工藝、新材料的應用。如果在施工中采用它們,積極采用新工藝、新材料可以節省大量的石油資源和砂石料,節約能源、降低施工成本、節省施工時間、對交通影響小,從而增加道路改造建設的效益。

(4)大力推廣新型環保節能新技術,拓展舊路改造或升級的技術新途徑。新技術的使用在施工時無任何廢料排放,最直接的效果就是避免了環境污染。新技術在公路養護中產生的碳排放量,僅達到傳統工藝的1/10。

2 瀝青路面再生分析

2.1 再生途徑

2.1.1 熱再生——恢復舊瀝青性能

瀝青再生實際是瀝青老化的逆過程,再生的技術途徑理論上為調節舊瀝青的粘度,使之降低至所需要的粘度范圍;調節舊瀝青的流變行為,使舊瀝青的非牛頓特性減弱。

2.1.2 冷再生——瀝青混合料的再生利用

舊瀝青混合料作為新的骨料加以再生利用,加入粘結料后形成具有一定強度的材料,這種材料一般作為路面基層使用。

2.2 再生方法

2.2.1 廠拌熱再生

先將舊瀝青混凝土路面銑刨后運回工廠,通過破碎、篩分(必要時),并根據舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、碎石級配等指標,摻入一定數量的新集料、瀝青和再生劑(必要時)進行拌和使混合料達到規范規定的各項指標,按照與新建瀝青混凝土路面完全相同的方法重新鋪筑。

2.2.2 現場熱再生

現場熱再生技術也稱為表層再生技術。該技術通過現場加熱、翻耕、混拌、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現就地舊瀝青混凝土路面再生。

2.2.3 廠拌冷再生

先將舊瀝青混凝土路面材料運回穩定土攪拌廠,經過破碎作為穩定土骨料,加入乳化瀝青、泡沫瀝青、水泥或石灰、粉煤灰等,一種或多種穩定劑和新料(必要時)進行攪拌,然后鋪筑于基層或底基層。

2.2.4 現場冷再生

利用專用再生機械在現場銑刨、破碎、加入新料(包括乳化瀝青、泡沫瀝青或其他再生劑、穩定劑和集料)、拌和、攤鋪和預壓,再由壓路機進一步壓實。這種再生路面主要用于低等級公路路面和高等級公路路面基層,不適用于高等級路面的面層,一般可用于二級以下公路的面層。

2.3 我國瀝青路面再生的應用情況

(1)受梅雨季節影響,237省道部分路段出現路肩沉陷、路肩沖毀損壞的現象,江都公路部門在認真調研可行性后,決定用舊路改造中產生的瀝青銑刨混合料來整修237省道沿線缺損的路肩,讓這些原本很難妥善安置的舊路面廢料“變廢為寶”。通過用銑刨廢料整修路肩,既合理處置了瀝青路面銑刨廢料,又降低了路肩整修的成本,達到了節約社會資源的良好效果。

(2)衡大高速公路的養護現場,就首次采用這種技術處置路面車轍病害,修復后的路面可達高速公路瀝青路面技術標準。湖南高速公路系統引進的瀝青路面就地熱再生技術能實現原瀝青路面材料100%的再生利用,可節約大量資源,且養護成本比傳統養護要低。

(3)成渝高速公路自建成通車以來已超過10年,期間曾出現龜裂、裂紋、坑槽等多種路面病害并進行多次修補,一些局部路段也經過重新翻修。廠拌熱再生技術作為成渝高速公路維修改造方案,獲得了較好的基本性能及抗老化性能滿足相應的瀝青規范要求。

3 環保效應分析

3.1 確保再生結構層質量

再生結構層主要是由再生機自動控制各項技術指標,確定了再生混合料各添加材料計量的準確性、拌和的均勻性及攤鋪的平整性,保證結構層的厚度和整體性,有效地保證了再生結構層質量。節省了原材料,使原本要廢棄的舊路混合料得以重新利用,在保證質量的基礎上,較好的降低了工程造價。

3.2 節約運力資源

道路現場攤鋪拌和時,利用原有舊路材料,減少了舊路面廢棄材料和改造中所需新材料的運輸量,降低了運輸成本。

3.3 節省管理環節、工期短

就地冷再生基層是再生機一次作業完成基層混合料的破碎、添加外加劑、拌和、攤鋪等全部工作,較之傳統施工方法,省去不少管理環節,減少管理人員,大大縮短了工期。

3.4 有利于環境保護

減少了大量新砂石材料的開采,一定程度上保護了原始自然環境和地表環境。因減少新、舊材料的運輸而減少了遺撒材料,減輕了對沿途大氣環境的破壞,以及對路面的破壞。廢棄的瀝青混合料對環境污染較大,若肆意堆放或挖埋地下都會污染環境。舊料的利用很大程度上減少了排放,降低了對環境的污染程度。施工過程減少了對路基的破壞。舊路材料的利用,減少了大量運料車運行反復行走施工路段而損壞路基。

4 瀝青路面再生的低碳環保措施對策

4.1 瀝青路面養護

若瀝青路面發生松散、泛油、磨光等表面損壞,可考慮采用廠辦熱再生或就地熱再生。若瀝青路面發生車轍變形,可考慮采用熱再生瀝青;若瀝青路面發生出現反射裂縫、橫縱裂縫,應根據情況選擇熱再生還是冷再生。

4.2 舊瀝青混凝土廢料的管理和資源優化配置

各省市公路管理單位應統一管理舊瀝青混凝土廢料的堆放和存儲,根據不同等級道路養護情況進行資源分配和廢料利用。在保證質量的基礎上,大大節約資金,減少對環境的污染。

4.3 再生瀝青設備的改進

目前,市場上關于再生瀝青設備類型較多。再生瀝青混合料攪拌設備的優劣直接影響著生產出再生混合料品質是否合格。因此,提高設備的效能,減少施工中的碳排放量,提升再生混合料的品質,也是瀝青路面再生技術提高的關鍵環節。

4.4 再生瀝青施工標準和施工工藝規范化

世界各國廣泛地通過瀝青路面再生利用研究和試驗,在其拌制工藝以及與之配套的各種挖掘、銑刨、破碎、拌和等機具的研制方面,已經形成了一套完整、成熟的瀝青路面舊料再生利用技術,但我國還未有出臺針對再生瀝青施工標準和施工工藝的明確標準。因此,根據我國再生瀝青混合料的應用情況,提出適合我國發展與應用的再生方法和施工工藝,對促進我國再生瀝青應用技術具有重要指導作用。

4.5 再生劑和改性劑的技術標準和環保標準

舊料再生已經成為世界性的一個熱門課題,再生劑和改性劑是其中十分重要的材料。目前我國尚未有關于再生劑和改性劑的技術標準和環保標準。只有深入研究并制定出再生劑和改性劑的技術標準和環保標準,才能真正達到節約資源、減少環境污染公害、增強公共經濟效益的目的。

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