環(huán)保路面瀝青混凝土技術(shù)的研究應(yīng)用

滕峰斌

(上海奉賢公路建設(shè)發(fā)展有限公司，上海 201400)

0 前言

近年來隨著全國城市化進(jìn)程日益加快，城市規(guī)模迅速膨脹，城市道路急劇擴(kuò)張，城市人口大量集聚，上海作為國際化大都市，在受國家建立金融和航運(yùn)兩個(gè)“中心”建設(shè)的歷史機(jī)遇和重大責(zé)任，以及正值上海舉辦世博會(huì)期間，道路建設(shè)掀起一輪高過 一輪的高潮。

眾所周知，道路建設(shè)需要消耗大量的優(yōu)質(zhì)石材、石油瀝青等，而道路建設(shè)使用此材料的成本越來越高。道路施工造成生態(tài)環(huán)境遭受破壞、污染等現(xiàn)象越來越突出，這就給道路施工者帶來了一系列的新課題。

研究開發(fā)環(huán)保路面材料，推廣應(yīng)用于再生、耗能低、綠色環(huán)保路面材料和技術(shù)，已經(jīng)成為一條建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”綠色環(huán)保社會(huì)的必然之路，成為促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)建和諧城市人居環(huán)境出發(fā)點(diǎn)。積極開展科研實(shí)踐，開發(fā)并形成相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝，并將其概括為“再生節(jié)能”、“利用降耗”和“溫拌減排”三個(gè)方面，使之在今后的實(shí)踐中形成規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

1 “再生節(jié)能”瀝青混凝土的應(yīng)用分析

早在20世紀(jì)80年代，我國已開始對(duì)瀝青舊料再生技術(shù)進(jìn)行研究，并鋪筑了試驗(yàn)段，但受再生技術(shù)和設(shè)備的限制，舊料利用率不高，再生瀝青混凝土性能欠佳，沒有積極推廣。隨著美國、日本，以及西歐等發(fā)達(dá)國家在再生劑的開發(fā)和實(shí)際工程應(yīng)用中的各種設(shè)備不斷開發(fā)與技術(shù)的不斷進(jìn)步，隨著我國對(duì)發(fā)展循環(huán)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的日益重視，上海地區(qū)再生瀝青混凝土的應(yīng)用日趨廣泛，并逐步形成相應(yīng)的成熟施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。

1.1 再生瀝青混合料的主要性能和技術(shù)特點(diǎn)

目前研發(fā)的再生瀝青混合料以國內(nèi)新瀝青混合料的性能指標(biāo)為設(shè)計(jì)參數(shù)，在設(shè)計(jì)過程中強(qiáng)調(diào)了舊料性能評(píng)價(jià)，再生劑的選擇和摻量，并采用科學(xué)的骨料配合比設(shè)計(jì)，以及瀝青用量的確定方法。在早期研究成果的舊料參量僅達(dá)到20%左右，通過工藝改進(jìn)，使舊料摻量可以達(dá)到30%以上。生產(chǎn)出來的再生混合料的高溫穩(wěn)定性、抗裂性、抗水損害等，都能較好地滿足規(guī)范要求，可應(yīng)用于各面層。再生瀝青混凝土（以AC-25為例）的高溫穩(wěn)定性見表1所列。

表1 AC-25再生瀝青混合料的穩(wěn)定度和流值度試驗(yàn)一覽表

對(duì)上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，摻舊料（比例的不斷提高）的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，有些性能指標(biāo)高于新拌瀝青混合料。

再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能、抗裂性能等在滿足國家規(guī)范要求和標(biāo)準(zhǔn)的情況下，甚至反而有所提高的特點(diǎn)，充分符合和滿足我國目前的環(huán)保低碳和資源穩(wěn)妥再生的需要。

1.2 再生混凝土的效益分析

瀝青再生技術(shù)的直接經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：節(jié)約砂、石、瀝青材料費(fèi)和廢料的運(yùn)輸費(fèi)、堆棄費(fèi)。按舊瀝青混合料再生瀝青混合料質(zhì)量百分比20%為計(jì)算，每生產(chǎn)100 t瀝青混凝土中可節(jié)省石料20%即20 t；通常回收舊料中瀝青的含量約6%，則100 t瀝青混凝土中節(jié)省的瀝青油20×6%=1.2（t）。石料的市場價(jià)為47元/t，普通瀝青油的市場價(jià)為4 200元/t，可見生產(chǎn)100 t瀝青混凝土節(jié)省的費(fèi)用為20×47+1.2×4 200=5 980（元），去除運(yùn)輸堆置費(fèi)20元/t，再生設(shè)備的折舊費(fèi)、維護(hù)費(fèi)等運(yùn)營成本15元/t，則每100 t瀝青料大約節(jié)省費(fèi)用：5 980-100×（20+15）=2 480（元 /t）。以上海奉賢地區(qū)全年瀝青路面舊料約2萬t計(jì)算，一年可節(jié)省成本49.6萬元。再生瀝青混合料比新拌瀝青混合料節(jié)約費(fèi)用約20%左右。

因此，瀝青再生技術(shù)的積極意義不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效益方面，更體現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)和重復(fù)利用瀝青和石料資源方面，同時(shí)還體現(xiàn)在巨大的社會(huì)效益方面。目前，上海市政府已出臺(tái)了相關(guān)的鼓勵(lì)性政策，給予扶持和營造了良好的政策環(huán)境，2006年4月正式印發(fā)了《廠拌熱再生瀝青混凝土生產(chǎn)及路面施工的指導(dǎo)意見》，表明再生瀝青混凝土推廣使用和生產(chǎn)施工步入全面標(biāo)準(zhǔn)化階段。

2 “溫拌減排”瀝青混凝土的主要性能和特點(diǎn)

瀝青再生產(chǎn)過程中的溫室氣體排放量非常驚人，施工過程中還會(huì)產(chǎn)生大量對(duì)人體有害的濃煙。由于瀝青煙在140℃以上時(shí)急劇增加，因此溫度上限在130℃的溫拌瀝青可避免瀝青煙的產(chǎn)生。根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)部的檢測數(shù)據(jù)表明，溫拌瀝青可減少56%的CO2排放量，而攤鋪時(shí)產(chǎn)生的含有大量致癌物質(zhì)的“瀝青煙”能減少達(dá)80%，大大降低了瀝青生產(chǎn)及施工過程對(duì)環(huán)境的破壞和對(duì)施工人員的健康危害。目前，在上海已在新市路、A4高速公路、逸仙路高架等鋪筑了試驗(yàn)段。

2.1 溫拌瀝青混合料的主要性能和技術(shù)特點(diǎn)

溫拌瀝青混合料由于更易壓實(shí)、它的強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性等性能都能滿足規(guī)范要求，甚至比熱拌瀝青混合料更勝一籌。表2為AC-13普通瀝青溫、熱拌主要性能對(duì)比。

從表2可以看出，溫拌瀝青混合料在相同擊實(shí)次數(shù)條件下的空隙小于熱拌瀝青混合料，抗水損害性能明顯提高。

2.2 溫拌瀝青混凝土的效益分析

溫拌瀝青混合料帶來的效益不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)施工溫度低，可節(jié)約30%的能耗，同時(shí)還體現(xiàn)在降低有害氣體的排放量，更能極大地體現(xiàn)在對(duì)人員和周圍居民的影響和對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

表2 AC-13瀝青混凝土的主要性能匯總表

溫拌瀝青混合料在滿足規(guī)范要求的情況下，可在較低（與熱拌相比）溫度下施工，適合于夜間或冬季施工，特別是在熱鬧城區(qū)和人員集中地區(qū)。

3 其他環(huán)保降耗瀝青混凝土的應(yīng)用分析

在高速公路建設(shè)高速發(fā)展的今天，還有很多降耗環(huán)保的瀝青材料和施工工藝。目前，世界上最著名的天然瀝青是TLA，它應(yīng)用于道路工程已有百余年歷史，在上海東海大橋等工程中得到應(yīng)用，近幾年來在南太平洋布通島海底發(fā)現(xiàn)類似的天然瀝青，其性能和TLA相當(dāng)，可以和傳統(tǒng)的石油混合使用，以提高瀝青路面抗車轍能力、防滑性能，延長道路使用壽命，且此瀝青價(jià)格低，減少二次污染，節(jié)約基質(zhì)瀝青10%左右，降低能耗10%左右，具有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

4 結(jié)語

在我國高等級(jí)瀝青路面相繼進(jìn)入了高增長下的高維修時(shí)期，特別是沿海城市和發(fā)達(dá)的上海等國際化大都市的新一輪建設(shè)步伐進(jìn)程中，面臨著持續(xù)發(fā)展和環(huán)保節(jié)能相結(jié)合建設(shè)的高要求下，廢舊路面再生利用和“溫拌減排”更顯得突出。目前，在奉賢地區(qū)已成功地在環(huán)城東路延伸段、航塘公路改建段等大中修項(xiàng)目中相繼使用，取得了良好的效果。如能進(jìn)一步積極研發(fā)新技術(shù)、新設(shè)備、加大推廣力度，加強(qiáng)施工工藝控制和科學(xué)實(shí)踐，走可持續(xù)發(fā)展的科技之路，一定能在公路建設(shè)事業(yè)中取得更好的作用。

[1]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社.

[2]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].