沥青旧料再生工艺研究
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[摘 要]伴随着公路建设的飞速发展，随之而来的沥青路面的养护及修筑也成为目前公路建设的一大问题。沥青路面以其表面平整、无接缝、耐磨，适合各种车辆行驶等优点成为我国公路建设的主要路面结构。文章重点对沥青再生拌和设备的工艺流程、热再生沥青混合料的设计、对废旧沥青混合料在回收时应注意的问题以及厂拌热再生施工工艺进行了详细的研究。
[关键词]沥青路面再生;厂拌热再生;热再生混合料设计;旧料回收利用
[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.15.175
公路交通运输是构成陆上运输的两种基本运输方式之一。建设公路需要消耗大量的资源与能源，在建设过程中会或多或少的对自然环境直接或间接带来一定的影响，从而带来一系列的环境污染问题。在维修与铺筑的过程中不仅需要大量的资源与能源，而且会产生大量的废弃材料。因此，旧沥青路面材料再生技术应运而生，旧沥青路面材料再生技术是将需要废除或需要检修的旧沥青路面，经过挖掘后，利用各种机械进行回收、破碎、筛选，然后添加新的聚合，新沥青搅拌混合，形成新的具有媲美常规沥青混合料的路用性能的再生混合料。
1 沥青混合料再生拌合设备
沥青混合料拌合设备是在公路、城市道路、高速公路、机场等沥青混合料路面工程中用于生产沥青混合料的专用设备。作为沥青混合料路面面层机械化施工的主导机械设备之一，目前这类设备已经集成化、自动化和模块化。沥青混合料是由烘干加热的级配碎石、砂子（骨料）、适量的加热沥青或者改性沥青、或再有一定量的矿粉以及适量的纤维稳定剂等成分组成，按照规定的配比进行配合，并在规定的温度下经一定时间的热拌形成成品料。就目前而言，常用的沥青混合料的种类包括沥青碎石、沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）等。
2 再生沥青混合料在生产中的几个关键技术
2.1 再生沥青的技术分类
沥青旧料再生技术就是将原有沥青旧料中的可利用成分提取出来，然后在其中加入再生剂、新的沥青材料等，以不同的方式对其进行加工，使旧材料可以重复使用并发挥出超越原材料路用性能的一种路面建设维修技术。按照不同的施工工艺，可以将沥青旧料再生技术分为热再生技术与冷再生技术。其中冷再生技術又分厂拌冷再生与就地冷再生，冷再生技术是将废弃的路面材料直接加以重复利用，原有的废弃材料作为起骨架或填充作用的粒状松散材料的骨料作用，然后在此基础上添加其他材料从而做到旧材料的再生。热再生技术分为厂拌热再生与就地热再生，与冷再生技术不同的是，热再生技术是用于恢复老化沥青的路用性能，通过恢复其黏结性能，使废旧沥青材料能够重新发挥沥青作为胶结料的作用，实现沥青旧料中沥青资源的再生化。
2.2 就地冷再生技术
就地冷再生技术首先是利用铣刨装置将路面的已经破损的、难以发挥路用性能的旧路面材料进行铣削并且将其破碎，然后喷洒装置按照试验所确定的混合料的配合比在其中加入再生剂和水，将旧料与新加入的材料一起进行拌合;在拌合设备对各种材料进行均匀搅拌混合后，将重新加工好的材料在路面上进行摊铺、整平使其成型并压实，最后在成型压实的再生路面上在铺筑一层耐磨层，使路面更加耐用。
2.3 厂拌冷再生技术
沥青混合料厂拌冷再生技术是将沥青旧料中的可再生材料与再生剂或者新的沥青材料经过一定比例拌合以后重新作为新的材料用于路面铺筑的一种生产工艺，在整个的施工过程中，对沥青旧料的回收都不需要对其加热。而厂拌冷再生可以在工厂通过在旧料中掺入不同的材料从而使再生混合料的质量更高，并且因为各种配料充足的原因，可以根据不同的路况对材料的混合比例进行调整，使再生混合料的路用性能可以完美契合不同的路况。
2.4 就地热再生技术
就地热再生技术与就地冷再生技术的相比较施工工艺相差不大，在就地热再生施工的过程中，首先用红外线加热器或者柴油预热机对需要维修或重新铺筑的路面进行加热，使路面沥青软化;其次利用沥青路面铣刨机清除路面材料，并将其回收到搅拌器中，在搅拌器中添加再生剂、沥青黏结剂以及新的沥青材料，使之与旧沥青混合料在搅拌器中均匀混合，用于路面的底层面的铺筑，或者是在搅拌器中添加新的沥青混合料，搅拌完成后用于路面面层的铺筑，经过均匀混合的再生料输送到沥青摊铺机中对路面进行摊铺，最后用压实机械对新铺筑的路面压实使其成型。
2.5 厂拌热再生技术
厂拌热再生技术在文章介绍的几种沥青再生技术中在理论上是使用范围最广的一种再生技术。厂拌热再生技术需要先对旧沥青路面进行铣刨，然后将翻挖后废旧沥青材料运回拌和厂，对其进行集中破碎、筛分，进行沥青再生混合料的配比设计，确定旧沥青混合料、再生剂、新沥青材料、新集料等材料的混合比例以后，将其在拌和机中按严格的比例要求进行重新拌合成新的再生混合料，然后进行将其筑成再生沥青路面。
在厂拌热再生技术的基本理念是在混合料中加入有一定比例的废旧沥青路面材料。在用厂拌热再生技术对废旧沥青材料的再生中，其中RAP（再生沥青混合料）的掺入比例起了决定性的影响，根据RAP（再生沥青混合料）掺入比例的不同，决定了再生沥青混合料的路用性能。其生产工艺流程如图1所示。
3 厂拌热再生技术施工工艺分析
3.1 废旧沥青路面材料的回收
在对废旧沥青路面材料的回收中通常使用的方法有两种，一种是使用冷铣刨机通过铣刨得到沥青旧料也就是常说的冷铣刨法，另一种方法是用机械对路面进行挖掘或者是人工挖掘、深翻或者破碎等不同的方式得到沥青旧料。所以目前主流的回收沥青旧料的方法是冷铣刨法。
3.2 废旧沥青路面材料的破碎、筛分以及堆放
根据有关规定，在生产沥青再生的混合料的过程中，不能够使用没有进行过处理的废旧沥青材料，因此沥青路面材料的预处理也是厂拌热再生工艺中必不可少的一个重要环节。对沥青旧料的预处理包括沥青旧料的破碎、筛分以及堆放。 3.3 厂拌热再生混合料的拌制
3.3.1 再生混合料的拌制流程
其拌制流程如图2所示，与普通的沥青拌制的基本一样，只是在普通沥青混合料拌制的基础上添加了沥青废旧材料的输送及计量装置。
3.3.2 技术关键
（1）生产与出料时的温度。在沥青旧料的再生过程中，生产时的温度是尤为重要的，因为生产时的温度不仅会影响沥青的路用性能，而且如果温度不合适还会产生多余的废弃对环境造成污染。如果在生产时的温度过低，会造成沥青的裹覆不均匀，在对沥青进行装车的时候就会比较困难，而温度过高，会使得到的沥青容易老化，难以达到需求的优质沥青，而且在运输的时候也可能发生沥青的撒漏。在对旧料的加工过程中，如果温度太低，进入拌锅吸收的热量太多，导致拌和温度降低，影响产品质量;温度太高，旧沥青容易分解，熔化的沥青会黏附滚筒壁、提升机、计量系统，影响设备正常运行。
一般而言，厂拌热再生沥青混合料的出料温度要高于其他热拌沥青混合料，因此控制好出料温度在施工时也很重要，使沥青路面的路用性能产生负面影响。表1为文章建议的热再生混合料拌和前后各原材料温度要求。
（2）废旧沥青路面材料的含水率。在生產沥青再生混合料的时候，为了保证对沥青材料的加热效果，在加热时就不得不控制所掺入废旧沥青材料的含水率。因为水与沥青原材料比热容的不同，在加热过程中水对热量的需求远远高于沥青材料，因此在加热过程中，含水率高的沥青废旧材料将会严重地影响沥青混合料的拌制。
（3）拌合的时间。为了保证温度较低的沥青废旧材料与温度较高的新加入的集料拥有充分的时间进行热量的交换，能够使旧沥青与再生剂以及新集料进行充分的融合，使生成的沥青材料满足使用要求，就需要对拌合时间进行严格的把控。表2为文章建议的拌合时间。
（4）施工及质量控制。再生沥青混合料在满足沥青路面施工技术规范的要求后，要按照施工技术要求对沥青混合料进行摊铺、压实、养生等步骤进行路面铺筑。在施工的过程中还需要对施工路面的废旧沥青路面材料的含水率以及级配进行实时的检测。在施工完成以后，按照现行的《公路沥青路面施工技术规范》对完成以后的路面进行检查验收即可。
4 结论
伴随高速公路的快速发展，厂拌热再生施工工艺技术是最适合高速公路建设的，无论是旧料回收利用的研究还是再生拌合设备的研究还是最终的厂拌热再生的技术问题，最终都是研究一套最适合的高速公路建设的厂拌热再生施工工艺。在进行公路再生路面施工时可以用作一个比较好的参考。
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