阿迪力江·吐爾洪
(新疆喀什公路管理局英吉沙分局,新疆 喀什 844500)
一般瀝青路面的使用年限為10~15年,我國大部分高速公路瀝青路面已經到了維修、重建、養護治理的階段。瀝青公路的翻新維護會產生大量的廢棄材料,這些廢棄物不但危害環境,也是一種資源浪費。瀝青的再生技術有效的解決了這一問題,重復使用廢棄材料,不僅環保,而且實現了利益最大化。
舊瀝青路面的再生利用,就是通過一系列的技術措施,將舊瀝青物料與新瀝青、再生劑等新材料按一定比例重新攪拌成新的混合料。瀝青再生技術在最大限度上使用舊混合料,節省了大量新瀝青資源和其他材料,還減少廢棄舊料占地量以及開采砂石量。循環利用瀝青資源,有效保護了周邊生態環境及附近居民的生活質量。
瀝青再生技術按溫度要求可分為兩大類,即熱再生和冷再生。其中,熱再生又可分為廠拌熱再生和就地熱再生,冷再生包括廠拌冷再生、就地冷再生和全深式再生[1]。
2.1.1 廠拌熱再生
廠拌熱再生就是將瀝青路面挖出銑刨后運回拌合廠,根據路面情況的不同要求和規范,對其進行材料配比設計,確定破碎后的舊瀝青的各個指標,并計算出新的混合料所需的再生劑、新瀝青材料和其他材料的用量,將舊材料和新材料一起放入拌合機中制作成新的混合料,混合料的各項指標要達到規定值,按照鋪筑舊瀝青路的方法重新鋪筑。利用廠拌熱再生技術使材料結構再生,能應用于各種舊瀝青路面,實用性強,實施起來比較方便,對瀝青路面的各個層面都能有效的修補。
2.1.2 就地熱再生
由于就地熱再生技術有一定的局限性,未得到廣泛的應用。其處理路面再生的深度最大是6cm,較適合處理表面缺陷,如泛油、磨光和車轍等,結構性大修中一般不采用就地熱再生技術。就地熱再生技術也稱為表面層再生技術,一般適用于處理高速公路或者一、二級公路的表面層較輕病害,就地熱再生的操作過程比較簡單,可以一次完成修復受損路面。運用瀝青路面再生聯合機組,軟化瀝青路面,再把舊瀝青材料放入機器,添加新集料和新瀝青,攪拌混合后鋪到原來地面上,經過壓實成為一條新路。
就地熱再生技術的主要特點有:
a)在現場施工,工程完成速度快,施工結束可以立即通車,很大程度上減小了對交通的影響;
b)能充分利用舊材料,比傳統的方法高出一倍的利用率,循環使用并保證新混合料的質量;
c)施工產生的噪音比較小,對周圍環境影響小;
d)適用于各種就地重鋪的瀝青路面,施工中不用搬運廢棄材料,即節省了時間又不用占用土地資源;
e)只適用于路基上部大約5cm的修補,對于結構性破壞一般不能糾正。
2.2.1 廠拌冷再生
廠拌冷再生技術就是將舊瀝青路面材料運回拌合廠,與一定量的乳化瀝青和新集料拌合成新瀝青材料,然后再運回施工地點,鋪筑壓實,筑成新的路面。這項技術一般適用于各種等級的公路,根據再生后的瀝青材料的質量和性能可羅列出不同使用情況,可用于一級瀝青公路的基層和下面層,高速公路的基層和下面層,二級瀝青公路的下面層,三級、四級瀝青公路路面的下面層和表面層。當修復三級或者四級公路瀝青路面的表面層時,要做封層處理,一般是用稀漿封層方法[2]。在新混合料制作過程中需要注意:由于舊混合料不用加熱,而且只作為骨料處理,拌合時間比熱拌瀝青混合料時間短,碾壓工序要乳液破乳的時候進行,不能過早碾壓,否則會降低新混合料的質量,重鋪完成后的瀝青路面養護工作也非常重要。
廠拌冷再生技術充分利用了舊瀝青路面的廢材料,甚至對于熱再生不能循環利用的廢料也能回收利用,有效解決了大量的舊廢料處理問題,防止環境污染。
2.2.2 就地冷再生
就地冷再生技術有工期短、節約材料的優點,在施工中對路基無傷害,能夠保護路面結構,維持原有性能。
就地冷再生技術又被稱為現場冷再生技術,主要有兩種施工方式:
a)為了恢復瀝青路面表層被氧化的瀝青的活性,并在路面表層形成一個封層,防止燃油泄漏,通常會在舊瀝青路面上鋪灑再生劑封層,再生劑可以滲透進入路面表層5mm左右,這種方法可以延長路面使用期限,此再生方法適用范圍較窄,屬于預防性養護范疇;
b)利用路面銑刨拌合機將舊瀝青混合料在施工工地銑刨、破碎,加入穩定劑和新集料(乳化瀝青、骨料等)就地拌合,之后將其平攤鋪于原路上,經器械碾壓筑成新路。
就地冷再生技術一般用于一、二級公路的下面層或者基層,三級公路的表面層、基層,用于表面層的時候要注意使用封層,作法和廠拌冷再生使用封層方法相同[3]。
2.2.3 全深式再生技術
全深式再生技術是將瀝青層和部分基層材料采取就地冷再生技術,形成路面基層的一種技術,適用于二級或者二級以下的公路的修復。全深式再生層作用路面層范圍為10~25cm,根據結合物的不同,再生層的作用部位有所不同,和無機料結合再生的時候,再生物質可用于路面基層和底基層,結合料如果是汗乳化瀝青和泡沫瀝青,再生層則可作為基層和下面層。
美國是瀝青再生技術的發源地,在20世紀初就已經開始投入研究,之后石油危機促使瀝青再生技術快速發展,20世紀后期許多發達國家瀝青再生技術已經漸漸成熟,在生產工藝和器械運用方面不斷進行研發和試驗,取得重大的成果,瀝青再生技術在研究過程中不斷完善,逐漸趨于標準化和規范化。
瀝青再生技術發展較快的國家中,美國開展大量試驗并出版了有關瀝青再生技術方面的書籍,德國是最早將這項技術用于高速公路養護的國家,并將以往廢棄的瀝青路面材料全部回收循環再用,法國也已經開始運用此項技術于交通道路的養護工程和建設施工中[4]。
亞太地區發展瀝青再生技術相對較晚,在20世紀80年代初才開始對瀝青再生技術進行系統性的研究,當時這項技術作為交通部門重點研究項目,協同同濟大學,湖北、山西等省市共同研究,之后,建設部組織一些地區就瀝青再生技術進行專題研究,并取得了一定成就,系統逐漸規范化。90年代,我國瀝青再生技術暫時被擱置,大部分地區投身到高速公路的建設中。公路的使用壽命是有限的,現今,許多瀝青公路的使用期限已經到來或者即將到來,瀝青再生技術在工程中的應用范圍越來越大[5]。
在國外先行發展瀝青再生技術的基礎上,結合我國各個地區不同的環境條件和公路自身的特點作出一些技術性的改進,我國在瀝青再生技術上尚存在一些難點:
a)拌合技術不夠純熟,在利用舊瀝青廢料進行拌合工序時要保證溫度的控制和生成物均勻混合;
b)根據使用時間和周圍環境的不同,舊瀝青路面產生的廢料產生了不同程度的變異,舊瀝青廢料的再利用,混合而成的新混合料所含成分也不一樣,其質量和舊瀝青廢料的變異程度有關;
c)在混和攪拌的過程中使用的再生劑沒有統一的標準,要根據實際舊瀝青廢料情況配置合適的再生劑,通常采用一定量軟一級的新瀝青拌合使用。
瀝青再生技術在我國公路養護治理中得到了廣泛的應用,在實際使用中取得了一定的成績,但由于再生技術研究不到位,還不能完全滿足路面養護治理的要求,因此有關部門應更加重視、進一步完善瀝青再生技術。
[1]劉芳,郝攀.瀝青路面再生技術的特點及發展概況[J].交通標準化,2010,(13):152-154.
[2]梁金虎.瀝青路面熱再生在養護工程的應用[J].中國水運(下半月),2010,9(5):78-81.
[3]林健.瀝青再生技術在公路養護中的應用探討[J].山西科技,2009,4(2):54-56.
[4]林慶杰,陳亮.淺談舊瀝青再生技術及其應用[J].價值工程,2010,1(15):49-51.
[5]劉波,黃利,陳濤.瀝青再生技術的試驗和應用[J].湘潭師范學院學報:自然科學版,2009,4(3):85-87.