瀝青路面銑刨回收料的再生利用

戴康瑜，王莉茹

(1.遼寧交投公路科技養(yǎng)護有限責任公司 沈陽市 110024； 2.沈陽市政集團有限公司 沈陽市 110026)

1 瀝青路面銑刨回收料的再生技術(shù)應用概述

目前我國的公路建設飛速發(fā)展，伴隨而來的是對我們龐大道路網(wǎng)的養(yǎng)護和維修任務。在90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已進入大、中修期。在以前，大量的瀝青混合料銑刨料被廢棄，一方面造成環(huán)境污染，另一方面也是一種極大的資源浪費，同時不斷的大量使用新石料，開山采石也會導致嚴重的生態(tài)環(huán)境破壞。國家在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時，也在積極推進工業(yè)廢料綜合利用、再生資源回收利用，擴大廢棄路面材料的回收利用，研發(fā)推廣能源替代、材料再生等新技術(shù)。交通運輸部于2016年7月下發(fā)的《關于實施綠色公路建設的指導意見》中指出，“要大力推行廢舊材料再生循環(huán)利用，積極推行原道路廢舊瀝青路面、水泥、鋼材等材料再生和循環(huán)利用”。由此可見，加強研究推廣路面再生應用技術(shù)，是我國今后公路建設事業(yè)中一項十分重要的任務。

截止2019年年末全國公路總里程501.25萬公里，其中公路養(yǎng)護里程495.31萬公里，占公路總里程的98.8%。按照瀝青路面的使用壽命，每10年左右翻修一次，那么僅高速公路網(wǎng)平均每年將產(chǎn)生接近8000萬噸的舊混合料，如能加以利用，每年材料費用就節(jié)省20億人民幣。

國外發(fā)達國家對瀝青路面再生技術(shù)非常重視。美國早在1915年就開始了瀝青路面再生利用的研究，到八十年代末美國再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半。歐洲國家也十分重視這項技術(shù)，德國早在1978年就已實現(xiàn)了廢棄瀝青材料的全部回收利用。最近，歐洲瀝青路面協(xié)會EAPA在互聯(lián)網(wǎng)上公布，其成員國的廢舊瀝青路面材料已100%通過再生方式得以重復利用。

瀝青路面再生技術(shù)在1998年開始在國內(nèi)進行應用和嘗試，2008年7月1日，交通部瀝青路面再生規(guī)范正式頒布實施，標志著瀝青路面引入消化的過程基本結(jié)束。經(jīng)過二十多年的發(fā)展，各種再生方式在國內(nèi)已成功推廣應用，瀝青路面再生技術(shù)正式成為各種等級公路養(yǎng)護維修的標準手段。

2 瀝青路面銑刨回收料的再生技術(shù)方案

2.1 瀝青路面的銑刨回收及精細化處理

根據(jù)大量國內(nèi)外研究成果和實踐表明，舊瀝青路面結(jié)合料的回收與再生是舊瀝青路面再生技術(shù)的主要難點之一，也是控制再生質(zhì)量的關鍵因素之一。首先，回收料的離異性大難以掌握，其次老化瀝青的回收與再生劑的匹配上也很復雜。我國早期的瀝青路面銑刨回收料的再生利用，對回收料的破碎、篩分和儲存的研究較少，再生利用的經(jīng)驗欠缺，導致再生效果并不是很好，里面再生返修質(zhì)量參差不齊。近幾年來，隨著國家對再生資源回收利用的倡導，國內(nèi)很多高速公路在大修或改造中，對瀝青路面的再生研究和應用實踐也越來越多，得到了許多的寶貴經(jīng)驗以及良好的技術(shù)控制措施，因此對瀝青路面的銑刨回收料的精細化處理有了較高的認識，并確定為再生質(zhì)量控制的必備前提。

精細化處理中，要注意如下事項：

(1)對舊瀝青路面料的回收上，應選擇銑刨機銑刨的模式進行。在銑刨施工前認真調(diào)研原路面的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)厚度、瀝青混凝土的類型、原瀝青混凝土的瀝青含量、瀝青路面的老化程度，確定銑刨分段范圍，盡量保證每一批次的銑刨料的原設計用的原材料上的一致性。銑刨施工中使用性能良好，能精準控制的銑刨設備，并經(jīng)常檢修，確保銑刨刀頭在有效工作范圍內(nèi)，從而保證銑刨回收料的銑刨破碎程度，達到含水量穩(wěn)定、粒徑均一無大塊的效果。

(2)對銑刨回收料的運輸及存放，銑刨施工盡量選擇在非雨雪天氣施工，銑刨料隨銑刨設備前進裝運，裝料完成進行密封覆蓋運輸至指定硬化場地，并根據(jù)原結(jié)構(gòu)層設計的不同分類存放，有條件可進棚倉堆放，無條件的也應做到防水覆蓋。

(3)對回收存放的銑刨料進行精細化的破碎篩分處理，分成0～5mm、5～10mm、10～20mm等至少3個檔位。并要求10mm以上粗料的瀝青含量在1%以下，假粒徑顆粒含量在10%以下；5～10mm粒徑料瀝青含量在3%以下。為保證破碎效果，推薦使用中大型的礦山離心沖擊破碎設備，配套強制震擊式篩分設備，并且配比二級精細篩分，以保證分級效果，篩分出的各檔材料應進棚倉存放。銑刨料精細分離設備示意圖詳見圖1。

圖1 銑刨料精細分離設備示意圖

2.2 瀝青路面銑刨回收料的再生利用形式

瀝青路面銑刨回收料的再生利用分為瀝青路面結(jié)構(gòu)的再生和銑刨回收料為原料進行工程用預制構(gòu)件的生產(chǎn)的再生利用。瀝青路面的再生技術(shù)主要分為兩大塊：熱再生技術(shù)和冷再生技術(shù)。其中熱再生技術(shù)有現(xiàn)場熱再生和廠拌熱再生，冷再生技術(shù)有現(xiàn)場冷再生和廠拌冷再生。基于更易于進行質(zhì)量管控，目前國內(nèi)大量應用的工程主要是采用廠拌熱再生和廠拌冷再生技術(shù)以及預制構(gòu)件的生產(chǎn)。

(1)廠拌熱再生

廠拌熱再生就是將舊瀝青路面經(jīng)過銑刨后運回拌和廠，再集中破碎篩分，根據(jù)路面不同層次的質(zhì)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、新集料等在帶再生功能的瀝青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。目前用于廠拌再生的設備基本都是間歇式拌和設備，其舊料摻量根據(jù)瀝青層面技術(shù)指標要求的不同可以達到30%～70%[1]。廠拌熱再生設備見圖2。

圖2 廠拌熱再生設備

(2)現(xiàn)場熱再生

現(xiàn)場熱再生是指加熱路面面層至要求的深度(一般不超過60mm)、翻松舊路面、添加還原或再生劑、根據(jù)具體情況在舊料中添加新集料、新瀝青重新拌和、鋪筑碾壓成型的施工方法[2]。見圖3。

圖3 現(xiàn)場熱再生設備

(3)廠拌冷再生

廠拌冷再生技術(shù)首先是把回收的舊料破碎分檔，然后在常溫下把舊料按照一定比例與新集料、再生劑、水及活性填料進行拌和，然后運送至施工現(xiàn)場進行攤鋪碾壓，養(yǎng)生形成路面結(jié)構(gòu)層。見圖4。可應用于高速公路大中修、國省干線大中修、農(nóng)村公路升級改造工程。

圖4 廠拌冷再生設備

(4)現(xiàn)場冷再生

現(xiàn)場冷再生技術(shù)即是在現(xiàn)場根據(jù)設計計劃的要求把原路面銑刨至一定的深度，然后根據(jù)舊料情況及設計要求確定新集料、水、新瀝青等穩(wěn)定劑的用量，在常溫下拌和、攤鋪和碾壓，形成的再生路面結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場冷再生設備見圖5，技術(shù)原理見圖6。

圖5 現(xiàn)場冷再生設備

圖6 就地冷再生技術(shù)原理圖

(5)工程預制構(gòu)件生產(chǎn)的再生利用

工程預制構(gòu)件生產(chǎn)的再生利用技術(shù)是將瀝青路面銑刨回收料經(jīng)過破碎、篩分，再加入再生劑、改性劑、纖維增強劑、新瀝青混合料的材料，高溫拌和后經(jīng)生產(chǎn)線振動壓制成型的再生混合料預制路緣石、泄水槽、排水溝、防護蓋板、地磚等構(gòu)件，并應用于各等級公路及城市道路鋪設的成套應用技術(shù)。

瀝青路面銑刨回收料再生預制構(gòu)件，將舊料再生循環(huán)利用，變廢為寶，節(jié)能環(huán)保，降低路緣石、泄水槽、排水溝等工程造價，具有良好的費效比；同時構(gòu)件尺寸規(guī)則，易于安裝施工與后期維護，并且性能穩(wěn)定，抗氧化、防腐蝕(鹽蝕)能力強，密度高，耐久性強、壽命長等特點，目前該類產(chǎn)品已在遼寧、河北、山東等多個省份大面積推廣使用。

3 瀝青路面銑刨回收料再生利用于新建及養(yǎng)護項目中的新技術(shù)、新工藝中的拓展應用

瀝青路面銑刨回收料在精細化處理后，除了上述常規(guī)的再生利用外，還可用于目前工程項目上一些新技術(shù)的拓展使用，如半柔性復合路面、新型長壽命路面結(jié)構(gòu)中的應用。

3.1 半柔性復合路面

經(jīng)過精細化破碎篩分處理后的瀝青路面銑刨回收料，其篩分出的粗集料可直接作為生產(chǎn)OGFC大孔隙排水式瀝青混凝土所用的粗集料，其粗集料上原有的瀝青膜加上新加瀝青形成的瀝青油膜，在骨料排列擠嵌后，能有效保持基體瀝青混凝土的柔性性質(zhì)，再灌漿形成一種“剛?cè)岵钡男滦蛷秃下访娼Y(jié)構(gòu)，具有應力松弛能力的柔性骨架和不受高溫影響的剛性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)為一體，使之充分發(fā)揮瀝青材料低溫變形能力強的優(yōu)勢，同時通過水泥基材料提供高溫強度和抗變形能力，具有高強、早強、抗裂、防滑、耐油腐蝕等特性[3]。

半柔性復合路面可廣泛應用于：公路長陡坡、隧道內(nèi)路面、服務區(qū)、收費廣場、停車場、加油站、道路交叉口、橋面鋪裝、機場道路、集裝箱碼頭及公共汽車專用車道等重載交通下易出現(xiàn)(或反復出現(xiàn))車轍、推移、疲勞開裂等道面的新建與維修工程。

3.2 新型長壽命路面結(jié)構(gòu)

隨著時間的推進和國內(nèi)外研討學者的跟蹤研究，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)普遍采用的高速公路路面結(jié)構(gòu)形式存在著先天的缺陷，如半剛性基層瀝青路面無法克服的反射裂縫問題，剛性水泥混凝土路面無法克服的傳力桿自動植入和嚴重的噪音、較差的舒適度等問題，以及應對日益增大的道路交通量，故新型長壽命路面結(jié)構(gòu)應運而生[4]。在新型長壽命路面結(jié)構(gòu)中，柔性抗疲勞材料應力消解層中，可根據(jù)公路設計荷載量選擇使用泡沫瀝青冷再生材料或廠拌熱再生材料(AC類)進行鋪筑，利用此類材料的高柔性、抗疲勞和良好水穩(wěn)定性，消除疲勞破壞，控制瀝青層自下而上的疲勞開裂，防止路面過早出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損壞。在高模量抗車轍材料的承載層中，亦可利用中粒式熱再生瀝青混凝土，在高比例的回收料摻量下，添加再生劑、高模量添加劑、新瀝青、新集料等，熱拌熱鋪，碾壓成型，具備高模量、抗車轍，起到連接和擴散荷載的作用。

圖7 瀝青路面典型結(jié)構(gòu)和長壽命結(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

瀝青路面銑刨回收料的再生利用是綠色公路發(fā)展的主要任務，同時其再生價值也是與日俱增。在現(xiàn)有的再生利用方案中，我們需要進一步去解決一些技術(shù)上的難題，去進一步優(yōu)化一些控制措施，達到效果等同、經(jīng)濟實惠的效果；同時將繼續(xù)尋找如路面快速修補、建筑材料的替代等更廣的應用，做到真正的變廢為寶，回收料100%利用。