一、瀝青路面再生的概況
舊瀝青路面材料的再生利用技術(shù)是從20世紀七十年代開始發(fā)展起來的,由于當時國際上能源危機的出現(xiàn),從資源和經(jīng)濟性方面的考慮,舊瀝青路面材料的再生利用引起了人們的關(guān)注。多年來國際上很多國家的實踐證明,舊瀝青路面材料的再生利用具有很大的優(yōu)越性:舊料的再生利用避免了廢料堆棄的污染;舊料的利用減少了新材料的使用量,降低了能源的消耗;舊料再生利用后,使工程的成本約可降低30%左右。
歐美經(jīng)濟發(fā)達國家公路建設(shè)較完善,公路已處于飽和穩(wěn)定階段,即公路進入以養(yǎng)護為主的狀態(tài),在這種狀態(tài)下對瀝青混合料的需求也是很穩(wěn)定的,而且各國家再生混合料量約占瀝青混合料總量的1/3~1/5。可見舊瀝青路面的再生在歐美經(jīng)濟發(fā)達國家公路的建設(shè)和養(yǎng)護工程中已占到很大的比重。
二、瀝青路面的再生技術(shù)
舊瀝青路面再生的方法很多,舊瀝青路面再生的方法可歸納為熱再生和冷再生兩大類。
熱再生又可分為熱拌再生和就地熱再生;冷再生又可分為冷拌再生和就地冷再生。
從歐洲瀝青路面協(xié)會公布的數(shù)據(jù)看,歐美國家的瀝青路面再生方法以熱及溫拌再生為主,國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織對14國路面再生利用調(diào)查表明(瀝青部分),熱拌再生(廠拌熱再生)是普遍采用的再生方法,冷再生一般只占很少的比例,其它再生方法也僅在少數(shù)國家采用。
1、熱再生
熱再生是指在瀝青路面舊料再生的過程中需對舊料進行加熱,并按要求添加其它的再生添加劑等,然后進行其它的再生工序。熱再生可分為熱拌再生和就地熱再生。
(1)熱拌再生
將回收的瀝青路面材料(RAP)運至瀝青拌和廠(場、站),經(jīng)破碎、篩分,以一定的比例與新集料、新瀝青、再生劑(必要時)等拌制成熱拌再生混合料鋪筑路面的技術(shù)。
(2)就地熱再生
就地熱再生技術(shù)曾被認為是道路工業(yè)的一次革命;但是,以后的實踐已證明,現(xiàn)場熱再生也存在諸多局限性:處理厚度小;無法有效調(diào)整再生混合料的配合比,主要用于表層再生;對路面層厚不均勻或質(zhì)量狀況變化大的路面難以保證質(zhì)量要求。我國的瀝青路面病害中,主要是水損害、裂縫等結(jié)構(gòu)性破壞,表層處理很難解決這些問題,因此就地熱再生設(shè)備不宜在我國推廣。
就地熱再生時要對瀝青路面進行加熱、銑刨,就地摻入一定數(shù)量的新瀝青及其它再生劑等,再經(jīng)熱態(tài)拌和、攤鋪、碾壓等工序,因而機組多而復(fù)雜,需有多鐘機組組合才能進行作業(yè),首期設(shè)備的投資也較大。就地熱再生設(shè)備可以分為復(fù)拌再生、重鋪再生兩種。
2、冷再生
冷再生是指在瀝青路面舊料再生的過程中不需對舊料進行加熱,按要求添加恢復(fù)舊料性能的乳化瀝青及其它的添加劑,然后進行其它的冷再生工序。
冷再生可分為冷拌再生和就地冷再生。
(1)冷拌再生
將回收瀝青路面材料(RAP)運至拌和廠(場、站)。經(jīng)破碎、篩分,以一定的比例與新集料、瀝青類再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)、水等進行常溫拌和,常溫鋪筑的瀝青路面再生技術(shù)。
(2)就地冷再生
采用專用的就地冷再生設(shè)備,對瀝青路面進行現(xiàn)場冷銑刨,破碎和篩分(必要時),摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)、水等,經(jīng)過常溫拌和、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現(xiàn)舊瀝青路面再生的技術(shù)。它包括瀝青層就地冷再生和全深式就地冷再生兩種方式。
三、常用的瀝青路面再生設(shè)備
1、熱拌再生設(shè)備
△南方路路機RLB系列瀝青廠拌熱再生設(shè)備可實現(xiàn)大比例熱再生,為客戶創(chuàng)造效益
熱拌再生設(shè)備是國外較普遍使用的再生方法,主要原因是由于熱拌再生較易于控制再生后混合料的質(zhì)量。
(1)用強制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備進行再生
強拌設(shè)備進行再生的方式主要有以下幾種:
①將瀝青路面舊料從熱骨料提升機的進料口處加入
舊料在熱骨料提升機進料口處加入后,舊料在與熱骨料提升、篩分、貯存過程中逐漸被加熱升溫,因而必須要提高新骨料的加熱溫度,這種方式進行再生時一般舊料的比例不能超過20%,通常的比例是15%,舊料的比例過高易引起振動篩網(wǎng)的堵塞等。
②將瀝青路面舊料直接加入到攪拌鍋
瀝青路面舊料經(jīng)過破碎、計量后直接加入到攪拌鍋,這種方式進行再生時存在的問題和上述方式相同,舊料的比例同樣不能超過20%,通常的比例也是15%。
③對舊料進行加熱并經(jīng)計量后再加入攪拌鍋
為了提高強拌設(shè)備再生舊料的比例,在強制間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備的基礎(chǔ)上,增加一套舊料專用加熱滾筒,對舊料進行加熱再經(jīng)計量后直接加入到攪拌鍋。該方式再生時舊料的比例理論上可達到50%,但通常的再生比例控制在30%。原因是多方面的,再生時必需要控制新骨料的加熱溫度,否則易使瀝青老化;新骨料加熱溫度過高也將使其性能下降。
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(2)用滾筒連續(xù)式瀝青混合料攪拌設(shè)備進行再生
連續(xù)滾筒式瀝青混合料攪拌設(shè)備的發(fā)展,大致可分為三個發(fā)展階段:
①滾筒中部加入舊料的單滾筒再生攪拌機
連續(xù)滾筒式瀝青混合料攪拌設(shè)備對骨料的加熱烘干和瀝青的攪拌在同一滾筒內(nèi)進行,舊料從滾筒中部加入,舊料進入后和已加熱的新骨料混合,同時繼續(xù)和熱氣流進行熱交換。
②內(nèi)伸式燃燒器對流加熱單滾筒再生攪拌機
內(nèi)伸式燃燒器對流加熱單滾筒再生攪拌機是一種典型的結(jié)構(gòu),燃燒器從滾筒另一端用套管送入滾筒中部,滾筒前部成為燃燒區(qū)和新骨料的加熱區(qū),新骨料從滾筒前端加入,火焰向前噴燃,骨料與火焰形成對流加熱;滾筒后部為拌和區(qū),路面舊料從滾筒中部(燃燒區(qū)后)加入,完全避免舊料加入后與火焰的直接接觸,已加熱的新骨料在拌和區(qū)和舊料相遇并將熱量傳導(dǎo)給舊料,在滾筒后部的拌和區(qū)相混合拌和成再生混合料。
③對流加熱外套筒結(jié)構(gòu)再生攪拌機
對流加熱外套筒結(jié)構(gòu)再生攪拌機是新型連續(xù)滾筒式瀝青路面舊料再生攪拌機,其新骨料加熱烘干滾筒的結(jié)構(gòu)和強制間歇式瀝青攪拌設(shè)備的干燥滾筒相同,采用對流加熱原理,燃燒器位于滾筒低端,新骨料從滾筒高端進入,形成火焰和新骨料的對流加熱,同時在干燥滾筒的燃燒區(qū)外增加一個固定的外套筒,干燥筒和外套筒之間有一定的間距,舊料從干燥滾筒末端加入到干燥滾筒和外套滾筒之間,這樣舊料不和燃燒火焰直接接觸,干燥滾筒的外壁焊有拌料葉片,葉片排列成螺旋形,當滾筒旋轉(zhuǎn)時新骨料和舊料在螺旋葉片作用下向前推動,并和加入的粉料、瀝青及其它添加劑等拌和成均勻的再生混合料。
2、就地熱再生設(shè)備
就地熱再生設(shè)備可分為復(fù)拌再生、重鋪再生兩種。
復(fù)拌再生:將舊瀝青路面加熱、銑刨、就地摻入一定數(shù)量的再生劑、新瀝青、新瀝青混合料,經(jīng)熱態(tài)拌和、攤鋪、碾壓成型。
重鋪再生:將舊瀝青路面加熱、銑刨、就地摻入一定數(shù)量的新瀝青混合料、再生劑,拌和形成再生混合料,利用再生復(fù)拌機的第一熨平板攤鋪再生混合料,利用再生復(fù)拌機的第二熨平板同時將新瀝青混合料攤鋪于再生混合料之上,兩層一起壓實成型。
就地熱再生設(shè)備主要由兩大系統(tǒng)組成:加熱系統(tǒng)和復(fù)拌系統(tǒng)/加鋪系統(tǒng)。
加熱系統(tǒng)主要由燃燒裝置、加熱裝置、燃料罐、液壓裝置、發(fā)動機、操縱裝置、行走裝置等組成。它的用途是將需要再生處理的瀝青路面均勻加熱至要求的溫度,加熱中瀝青路面表面溫度一般不超過180℃。復(fù)拌系統(tǒng)/加鋪系統(tǒng)都是結(jié)構(gòu)復(fù)雜機體龐大的設(shè)備。
3、冷拌再生設(shè)備
△南方路機CRLB300型連續(xù)式廠拌瀝青冷再生設(shè)備可減少資源浪費,降低建設(shè)成本
冷拌再生的工序:先對舊瀝青混凝土路面進行銑刨并將材料運回拌和廠,經(jīng)過破碎作為再生混合料的集料,加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化瀝青等一種或多種穩(wěn)定劑和新料(必要時)進行攪拌,然后鋪筑于基層或底基層。
4、就地冷再生設(shè)備
道路的就地冷再生是在自然環(huán)境溫度下,連續(xù)完成舊瀝青路面材料的銑削、添加材料、拌和、攤鋪及壓實成型鋪筑出新路面的作業(yè)過程。根據(jù)舊路面的特性確定需添加的材料預(yù)先撒布在路面上,然后由冷再生主機進行舊路層的銑刨、破碎并拌和材料,在銑刨過程中同時再添加所需要的瀝青和其它添加劑,然后再由其它施工機械平整壓實,即完成舊瀝青路面的再生改造。
全深式就地冷再生用于舊瀝青路面等級的提高,將舊瀝青面層和基層同時銑刨破碎,再添加其它材料,平整壓實后作為新面層的基層,再在基層上鋪筑新面層,這是一種道路改造經(jīng)濟而有效的施工方式,因而全深式就地冷再生方法正在被越來越多的工程所接受。這種再生路面主要用于低等級公路路面和高等級公路路面基層(但將提高路面高程),不適用于高級路面的面層。
四、瀝青路面再生設(shè)備的前景
改革開放政策實施以來,我國的公路建設(shè)快速發(fā)展。截至2019年末,全國公路總里程501.25萬公里,比2018年增加16.60萬公里,提前實現(xiàn)“十三五”規(guī)劃目標。2020年,預(yù)計公路通車里程大約510萬公里。根據(jù)2%的復(fù)合增長率,預(yù)計2021年,全國公路總里程約為520萬公里;2026年,全國公路總里程約為574萬公里。
△瀝青路面舊料日益增多,再生利用是必然
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,汽車運輸交通流量的大幅度增張,公路的承載越來越繁重,加速了公路的磨損。公路維修的任務(wù)越來越繁重。早期修建的高速公路大多已進入翻修改造期,因此,瀝青路面再生設(shè)備在我國具有很好的發(fā)展前景。
(本文轉(zhuǎn)載自南方路機攪拌學(xué)院)
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南方路機 國外瀝青路面再生設(shè)備
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