廠拌熱再生施工技術(shù)的研究與應(yīng)用

鮑靜

摘 要：我們把舊的瀝青路面回收材料，和新的集料、新的瀝青或者再生劑進(jìn)行拌合成為新的瀝青混合料。這種方法，我們稱為瀝青混合料熱廠拌再生。簡稱熱再生。實(shí)踐證明，如果采用較完善的路面設(shè)計(jì)以及正確的施工方法，熱再生可以重復(fù)利用原有材料，改善修復(fù)路面。熱再生利用原有設(shè)備的簡單改造，既可以避免回收舊料，處置舊料還可以在符合國家環(huán)保條件下實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：廠拌熱再生；路用性能；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）11-0139-02

1 廠拌熱再生間歇式施工工藝和生產(chǎn)設(shè)備

1.1 舊路面的處理

1.1.1 冷銑刨

在現(xiàn)有的兩種路面處理方法中，冷銑刨是目前應(yīng)用最廣的。冷銑刨被定義為利用專門機(jī)器對(duì)原路面自動(dòng)清除至指定厚度的一種方法，經(jīng)過冷銑刨可以使路面達(dá)到規(guī)定的厚度和坡度，并且去除擁包和車轍等路面病害。美國瀝青再生協(xié)會(huì)（ARRA）的冷銑刨規(guī)范要求銑刨機(jī)應(yīng)具有強(qiáng)大動(dòng)力，可以自驅(qū)動(dòng)自牽引，并具有操作穩(wěn)定性。銑刨機(jī)應(yīng)該配備控制縱坡和橫坡的自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠銑刨完成指定的路面縱坡和橫坡，并能夠準(zhǔn)確控制縱坡高程在3mm以內(nèi)。銑刨機(jī)還應(yīng)該具有有效控制銑刨粉塵的裝置。

自從20世紀(jì)70年代以來，人們不斷通過革新銑刨來提高銑刨機(jī)的工作效率，降低銑刨成本。內(nèi)置收集系統(tǒng)可以掃除大部分成塊的銑刨料并輸送到傳送帶上，前裝載設(shè)備可以自動(dòng)收集傳送帶上的回收料，而且銑刨的同時(shí)粉碎作業(yè)也可以完成。銑刨機(jī)有不同的尺寸和功率，銑刨寬度可以是1 m到整個(gè)車道，銑刨深度可以從20 cm變化至38 cm。

1.1.2 深翻/粉碎

深翻/粉碎是原有路面處理的另外一種方法，現(xiàn)場采用的儀器包括翻地機(jī)、路面破碎機(jī)或深翻機(jī)械。路面翻松后裝車運(yùn)往粉碎場。深翻機(jī)類型的選擇由碎石機(jī)處理的最大翻料尺寸決定。這種方法特別適用于低等級(jí)道路升級(jí)而且原路面材料單一的條件。

深翻/粉碎不能同冷銑刨一樣在現(xiàn)場完成粉碎，因此生產(chǎn)效率比冷銑刨低。但是，冷銑刨會(huì)在現(xiàn)場產(chǎn)生大量的粉塵，而深翻粉碎不會(huì)這樣。

1.2 粉碎和堆放

1.2.1 回收料的粉碎

在外力作用下粉碎回收料，使得回收料的粒徑在允許的最大粒徑之下。例如，如果要求95%的回收料，可以通過50 mm的篩網(wǎng)。那么可以利用冷銑刨機(jī)在現(xiàn)場直接粉碎。原先混合料的最大粒徑以及級(jí)配決定了回收料的粉碎程度。然而，在深翻粉碎過程中，由于粉料外層包裹大量老化瀝青，需要避免粉料損失，通常用挖掘機(jī)來完成并且送到相關(guān)工廠進(jìn)行粉碎。值得注意的，在粉碎過程中，不應(yīng)產(chǎn)生過多粉料，也不應(yīng)過分破碎。否則需要加入過多瀝青，從而使施工成本大幅增加。

1.2.2 回收料的堆放

回收料的堆放首先應(yīng)該遵守的原則就是，不同料源、不同含量瀝青、不同集料級(jí)配必須分開堆放。

一般使用翻斗鏟車或者分散堆垛機(jī)進(jìn)行分類堆放。回收料再處理前后均可以進(jìn)行堆放。以往的慣例認(rèn)為低而平的堆放方法要比高而尖的堆放方法好，回收料不易發(fā)生粘結(jié)。但是，通過近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，高而尖的堆放方法更好。事實(shí)上，在堆料頂部會(huì)產(chǎn)生20～25 cm的硬殼，這個(gè)硬殼可以防止雨水流下，從而有效的保護(hù)了回收料。然而這個(gè)硬殼又易用鏟車除去，相反堆放的低而平的回收料就不易操作了。

回收料需要堆放在硬地面，以防止污染地面以及地面發(fā)生不均勻沉降。此外較細(xì)的集料非常容易吸收水分，從而使含水量增加，所以需要更多熱量用于排處水分。由于熱再生的熱量來源于外加的熱集料，所以水分一旦增加，要么降低回收料的比例，要么減少每小時(shí)生產(chǎn)量。

1.3 回收料添加比例的選擇

再生過程中銑刨下來舊路面材料占整個(gè)再生料的比例，我們稱之為回收料添加比例。影響回收料比例的因素有很多，如回收料的含水量、外加料的加熱溫度、堆放溫度、再生料的拌合溫度、再生料的產(chǎn)單位產(chǎn)量、拌合倉以及稱量倉的排氣能力等。

美國瀝青再生協(xié)會(huì)研究規(guī)定，廠拌熱再生瀝青回收料添加比例一般為10%～20%，一般不超過30%～35%。如果含水量極低，又不需要預(yù)熱，那么回收料最高比例可達(dá)50%。美國各個(gè)州在路面基層、結(jié)合層、面層使用回收料都有詳細(xì)的規(guī)定。根據(jù)我們國家的施工環(huán)境、施工經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)有技術(shù)，采用20%～40%的間歇式廠拌熱再生回收料比較合適。

2 廠拌熱再生連續(xù)式施工工藝和生產(chǎn)設(shè)備

2.1 連續(xù)式廠伴熱再生的優(yōu)點(diǎn)

路面再生材料可以與新集料、瀝青結(jié)合料或再生劑一起拌和生產(chǎn)廠拌熱再生料。瀝青混合料熱再生既可以在間歇式工廠生產(chǎn)，也可以在連續(xù)式工廠生產(chǎn)。與間歇式相比，連續(xù)式廠拌熱再生具有以下優(yōu)點(diǎn)。

2.1.1 移動(dòng)方便

連續(xù)式拌和廠組裝時(shí)間較短，移動(dòng)較為方便。

2.1.2 再生能力強(qiáng)

連續(xù)式工廠可以采用高比例的回收料生產(chǎn)。

2.1.3 生產(chǎn)效率高

工廠的生產(chǎn)效率不受回收料比例的影響。

2.1.4 拌和質(zhì)量好

由于回收料事先加熱并于外加集料和瀝青攪拌時(shí)間長，所以連續(xù)式熱再生生產(chǎn)出的混合料較為均勻。

2.2 連續(xù)式廠拌熱再生生產(chǎn)過程

因?yàn)榛厥樟弦坏┙佑|到燃燒器的火焰就會(huì)冒出大量濃煙，在普通的連續(xù)式拌和廠沒有辦法生產(chǎn)再生材料。如果在金屬刮板和底板處產(chǎn)生細(xì)料和瀝青堆積，會(huì)給生產(chǎn)造成更大困難。有資料顯示，生產(chǎn)中的濃煙是外加瀝青的輕組分油引起的，而清除這一問題的有效辦法是改造連續(xù)式拌和設(shè)備。

連續(xù)式工廠熱再生有很多方法，中間加料法是應(yīng)用最廣泛的一種。這種方法要求回收料在新加集料的下游進(jìn)入拌和筒，新集料將熱量傳遞到回收料中。前面加入拌和筒的新石料形成了一層幕布，使回收料不會(huì)直接接觸燃燒器的火焰，從而避免產(chǎn)生濃煙。有時(shí)，還使用特殊提升葉片、金屬漏斗形葉片或環(huán)形鋼制火焰網(wǎng)來防止火焰接觸回收料，以消除濃煙。

2.3 回收料添加比例

影響連續(xù)式滾筒拌和機(jī)再生比例的因素，有回收料的含水量及溫度、外加集料的含水量和溫度、再生的生產(chǎn)能力、再生混合料的成品溫度和含水量。連續(xù)式拌和機(jī)的最大回收料添加比例是70%，但是一般不宜超過50%。

回收料添加比例采用50%時(shí)，需要提高滾筒內(nèi)的氣流溫度，從而造成外加集料無法阻擋火焰對(duì)回收料的烘烤，產(chǎn)生大量煙霧。所以，大多數(shù)滾筒式拌和機(jī)都采用30%～50%再生料比例。

根據(jù)國內(nèi)外的施工經(jīng)驗(yàn)和滾筒熱再生的特點(diǎn)，建議回收料的添加比例不高于20%。在有些特殊情況下，回收料的添加比例不應(yīng)高于30%。

2.4 回收料添加系統(tǒng)

常規(guī)冷料添加系統(tǒng)可以在滾筒式拌和機(jī)中添加回收料。但是，為了便于卸料和減少回收料堆積，加料倉應(yīng)該體積較小，側(cè)邊較陡，而且底部應(yīng)較寬。回收料應(yīng)該分次裝滿加料倉，否則會(huì)造成回收料壓密，形成板結(jié)難以傾卸。而且，加料倉不宜采用振動(dòng)，因?yàn)檎駝?dòng)也會(huì)造成回收料相互粘結(jié)。在炎熱天氣條件下，回收料不應(yīng)在加料倉中放置2 h以上。平時(shí)盡量在加料倉中只添加一半料，保持回收料隨用隨添。

在計(jì)算機(jī)控制的拌和機(jī)上，可以實(shí)現(xiàn)拌和操作的自動(dòng)控制，有效協(xié)調(diào)集料的皮帶速度、瀝青的流動(dòng)速度和混合料產(chǎn)量。

3 結(jié) 語

廠拌熱再生已經(jīng)成為一種有效的路面修復(fù)方法。如果采用較完善的設(shè)計(jì)和正確的施工，熱瀝青再生路面的使用性能是完全可以達(dá)到，甚至超過常規(guī)熱拌瀝青混凝土路面。廠拌熱再生施工包括原路面的處理、壓碎、回收料堆放、工廠拌和、現(xiàn)場攤鋪和碾壓。除了常規(guī)的攤鋪和碾壓，其他生產(chǎn)過程都需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造或采用新設(shè)備。廠拌熱再生使用最廣泛的方法是熱量傳遞法，即將外加集料加熱很高溫度后與常溫回收料拌和，使熱量迅速傳遞至回收料，從而烘干并加熱回收料。由廠拌熱再生生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，必須實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的質(zhì)量控制才能達(dá)到預(yù)期的效果。

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