舊瀝青混凝土廠拌熱再生技術應用淺探

謝 鵬

（常州市公路管理處 常州 213164）

1 瀝青路面再生技術研究推廣的必要性

在經(jīng)歷了“十五”“十一五”的公路建設高峰后，瀝青路面已經(jīng)成為我國道路的主要形式。瀝青路面的設計壽命一般為15～20年，由于前期施工水平及后期交通量和車輛荷載的不斷增長，許多公路處于超負荷工作狀態(tài)，路面破壞日趨嚴重，越來越多的瀝青路面進入大中修維護期。按照傳統(tǒng)工藝施工，將會產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料，不僅堆放占用大量土地，而且影響環(huán)境；同時，新石料的大量開采導致森林植被減少，水土流失，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境；另一方面，國際市場石油瀝青作為不可再生資源，其成本越來越高。如果能對舊瀝青混凝土進行再生利用，不僅節(jié)約了堆放場地，而且能節(jié)約大量的瀝青和石料，經(jīng)濟效益和社會效益明顯，一旦形成可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)，對建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型公路有著顯著作用。

按照《江蘇交通運輸“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》要求資源節(jié)約、環(huán)境友好型行業(yè)建設進展，要求和2005年相比廢舊路面循環(huán)利用率超過40%，加大資源節(jié)約利用力度，重點突破路面及路基養(yǎng)護再生利用技術，干線公路瀝青路面循環(huán)利用率達100%。

2 瀝青路面廠拌熱再生技術優(yōu)勢

按照再生混合料拌制和施工溫度的不同，瀝青路面再生可以分為熱再生和冷再生；按照施工場合和工藝的不同，瀝青路面再生可以分為廠拌再生和就地再生。因此瀝青路面再生技術主要有廠拌熱再生、廠拌冷再生、現(xiàn)場熱再生和現(xiàn)場冷再生4種。有資料表明，在所有的再生方式中，廠拌熱再生技術是目前世界上應用最為廣泛的瀝青路面再生方法。據(jù)統(tǒng)計美國公路部門每年回收超過8 000萬t的混合料，其中超過33%用于廠拌熱再生。因此，廠拌熱再生是非常有發(fā)展前途，也是應該重點發(fā)展的再生技術。

瀝青混凝土廠拌熱再生是指將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖后運回拌和廠，再集中篩分，根據(jù)路面不同層次的質量要求進行配比設計，確定舊瀝青混合料的添加比例，再生劑、新瀝青材料、新集料等在拌和機中按一定比例重新拌和成新的混合料，從而獲得優(yōu)良的再生瀝青混凝土，鋪筑成再生瀝青路面。廠拌熱再生技術具有以下優(yōu)點：

（1）節(jié)約資源、降低費用，社會效益和經(jīng)濟效益明顯。

（2）可以改善舊路面結構，提高路面的使用性能。

（3）施工工藝與傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料基本相同，便于推廣。

（4）路用性能達到熱拌瀝青混合料標準，尤其在抗車轍性能方面還超過熱拌料。

3 瀝青路面廠拌熱再生關鍵技術

（1）拌和設備改造。主要功能：新骨料可以篩分，且新舊材料都有計量稱重系統(tǒng)控制配給，生產(chǎn)的瀝青混合料質量較好；舊料的加熱控制更為平穩(wěn)；由于有一套專門為加熱RAP而設計的干燥筒和燃燒器，保證了被加熱RAP中的瀝青不老化，并配有專門的熱回收料儲存?zhèn)}和稱量斗，理論上使RAP的添加比例最高可達50%。

（2）老化瀝青、舊瀝青混合料性能評價。①RAP中老化的瀝青的性質；②RAP的用量；③熱再生瀝青混合料配合比設計方法。再生瀝青指標見表1，廠拌熱再生配合比設計流程見圖1。

表1 再生瀝青指標（70號）

圖1 配合比設計流程

4 瀝青路面廠拌熱再生施工工藝

廠拌熱再生施工包括現(xiàn)場舊料的回收、破碎，拌和，運輸，攤鋪，碾壓等幾個步驟，與常規(guī)的瀝青混合料施工相比，主要增加了舊料的回收處理，瀝青混合料的拌和工藝發(fā)生了較大的變化。下面主要談談這2方面的施工體會。

（1）回收瀝青路面材料（RAP）的銑刨和破碎。廠拌熱再生的第一步是刨除需要再生的瀝青路面，本工程廠拌熱再生用的RAP為原老路上面層瀝青面層的材料。

將RAP材料運至拌和場后，進行破碎，瀝青路面回收料的結塊主要是瀝青顆粒的粘結作用，其破碎不同于石料破碎。采用錘式破碎設備進行破碎，同時進行篩分，產(chǎn)量可達100t／h。

按尺寸分級，采用13.2mm×13.2mm篩孔將RAP材料分成粗細2部分，并采用29mm的大尺寸篩網(wǎng)將破碎不徹底超大顆粒部分進行二次破碎。舊料經(jīng)破碎機破碎篩分后分成2種規(guī)格料堆場地待用，超粒徑部分經(jīng)皮帶送回破碎機再次破碎、篩分，或廢棄處理。

RAP材料經(jīng)破碎、篩分后，可達到生產(chǎn)所需的尺寸及級配，RAP材料在破碎和篩分后送至拌和樓生產(chǎn)，貯存時間不宜過長。夏季施工一般根據(jù)工程需要隨用隨軋，防止RAP在使用時含水量過大或因太陽暴曬而使RAP結塊，影響其加熱效果和攪拌均勻性。施工時要注意：

①分段開挖銑刨，銑刨時逐段落、逐車道、分層次進行，銑刨料分類堆放。

②保持基本相同的RAP獲取方式，使銑刨機對舊骨料的破壞程度基本相同，減少其級配差異性。

③在RAP材料進料倉中增加破拱裝置，并于每天拌和工作結束后將RAP材料倉放空。

④堆放各種礦料的地坪必須硬化，并具有良好的排水系統(tǒng)，避免材料被污染。各品種材料間應用墻體隔開，以免相互混雜。

⑤RAP材料堅持每500t檢測1次，以確定RAP的瀝青含量、礦料級配、含水量等，并據(jù)此進行混合料配合比調整。

（2）再生瀝青混合料的拌和。經(jīng)改裝后的間歇式瀝青混合料拌和機，產(chǎn)量滿足現(xiàn)場正常速度攤鋪需要，另配有80t的熱貯料倉。全部生產(chǎn)過程由計算機自動控制，配有良好的逐盤打印裝置。熱再生設備所有料斗、罐倉都裝配了高精度電子動態(tài)計量器，在RAP料干燥筒集料出口處設測溫裝置。

廠拌熱再生的拌和樓采用2個冷料倉進料，分別向熱再生設備進粗細RAP，經(jīng)熱再生設備加熱后，再按配合比比例將加熱后的RAP材料與設計比例的拌和樓熱料倉新集料、新加瀝青投放到拌和鍋中拌和。為了保證集料拌和均勻，熱再生瀝青混合料的拌和時間略長于正常生產(chǎn)時間，保證集料充分被瀝青裹覆，無花白料現(xiàn)象。

RAP進入拌缸后，先和熱的新集料攪拌10～15s，然后加入新瀝青，攪拌時間不少于40s。拌和時間以生產(chǎn)的瀝青混合料拌和均勻，無花白料為準。總拌和時間比普通熱拌瀝青混合料延長5s左右，一般控制在55s左右。

其他添加劑的投放在混合料干拌過程中進行。應按照摻量計算出每次拌和所需用量，采用塑料袋裝。

RAP材料的加熱溫度一般控制在140～160℃，集料加熱溫度一般在190～210℃。再生混合料出料溫度比相同熱拌瀝青混合料高5℃，瀝青混合料正常出料溫度在175～185℃。瀝青混合料的施工溫度控制范圍見表2。

表2 熱再生瀝青混合料的施工溫度 ℃

（3）再生瀝青路面的運輸、攤鋪和碾壓。再生瀝青混合料的運輸、攤鋪和壓實工藝與普通全新混合料基本相同，施工溫度適當提高。

（4）檢測數(shù)據(jù)。所有常規(guī)試驗檢測數(shù)據(jù)均滿足瀝青路面施工技術規(guī)范的要求。

5 瀝青路面廠拌熱再生實例

S338常州（江陰至青城）段全長14.05km，全線為一級公路標準。該段道路于2003年利用部分老路拓寬改造建成通車，至今運行已超過10年。由于交通量與日俱增，重載車輛、超限車輛日益增多、近幾年夏季高溫氣候條件的變化等多種因素，路段相繼出現(xiàn)了車轍、裂縫等病害，特別是部分路段車轍較深，極大地降低了道路的使用性能，影響了行車舒適性及安全性。根據(jù)上級部門安排，2013年6月起開始對該段落進行路面大修養(yǎng)護。本次改造主要是把原瀝青混凝土路面銑刨后重新鋪筑新的瀝青面層，標高橫坡保持老路標準，路面結構為8cmSup－20＋4cm Sup－13，其中本項目瀝青下面層采用SUP－20廠拌熱再生瀝青混凝土，經(jīng)試驗確定銑刨料摻加量為混合料總量的20%，并添加了0.4%的高模量改性劑路孚8 000。在各參建單位的努力下，該工程在8月底完成主體工程施工，經(jīng)試驗檢測下面層再生混合料的動穩(wěn)定度結果達到10 000次／mm以上，同比普通的瀝青混凝土抗車轍效能提高約60%左右，是設計規(guī)范指標的5倍，極大地提高了路面的抗車轍性能。

本次大修項目瀝青下面層采用SUP－20廠拌熱再生瀝青混凝土約10 400m3，銑刨料摻加量為20%，節(jié)約石料6 000t、瀝青280t，減少二氧化碳排放16 272kg。同時工程造價降低約271萬元，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

近幾年的工程實踐中，瀝青混凝土廠拌熱再生技術已經(jīng)得到廣泛運用。

6 瀝青路面廠拌熱再生技術展望

廠拌熱再生技術中廢舊瀝青混合料（RAP）摻量普遍在20%左右，得到的再生料瀝青混合料具有較好的性能，但是RAP的利用率相對較低。在研究中將RAP摻量提高到60%和70%，通過添加再生劑和新瀝青，以及溫拌技術等進行合理的再生瀝青混合料設計，并通過合理的再生手段使再生瀝青混合料的性能能夠達到規(guī)范標準，這是今后一段時間的發(fā)展方向。