1、公路瀝青路面材料回收利用的機(jī)械和工藝,劉國清,1.概況,高等級(jí)公路作為現(xiàn)代運(yùn)輸手段的載體,以其運(yùn)輸效率高和良好的經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性,逐步在我國各種運(yùn)輸手段中占有越來越重要的地位.近幾年國家在高速公路建設(shè)方面的投入資金均在2000億元以上,每年新增高速公路歷程1000余公里,2003年高速公路通車?yán)锍踢_(dá)3萬公里.,盡管我國高速公路每年的增長速度相當(dāng)快,但我國的高速公路建設(shè)仍處在初期階段,設(shè)計(jì)、施工、管理和養(yǎng)護(hù)各方面的經(jīng)驗(yàn)不足,也就是由于這些原因,加上超載車輛這一超級(jí)殺手,我國的高速公路過早地進(jìn)入了維修期.如何搞好現(xiàn)有瀝青路面的維修,保證高速公路的良好服務(wù),已經(jīng)成為公路部門的熱門話題.,對瀝青

2、路面進(jìn)行維修,、翻修或者道路改建時(shí)將會(huì)成生大量的廢舊瀝青混合料,這些廢舊瀝青混合料中,不僅含有碎石等性能優(yōu)良的骨料,而且含有45%的瀝青,是一種可以再生的資源,充分利用這些資材,對于保護(hù)環(huán)境節(jié)省自然資源具有重要的意義.,從20世紀(jì)70年代開始國外就已經(jīng)開始了瀝青路面再生技術(shù)的研究.,2.就地再生技術(shù),它可以完全節(jié)省挖出就路面的運(yùn)輸費(fèi)用,并100%的利用再生資源.,2.1就地冷再生技術(shù),不需對原材料進(jìn)行加熱,節(jié)省大量能源,在再生過程中可以添加礦料,也可以添加結(jié)合料,如乳化瀝青、泡沫瀝青等,在國外,這種再生的結(jié)構(gòu)層幾乎都被作為路面基層使用；適用于瀝青路面的各種結(jié)構(gòu)性損壞.后來發(fā)展起來的全深度復(fù)拌再

3、生工藝,可以校正路面的縱向和橫向輪廓、粉塵和煙氣污染很小.適用于需要對對整個(gè)路面進(jìn)行翻修的場合,特別是適用于需要對基層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的改建場合,但同樣不適宜表面層翻修.,2.1.1 圖1是可以單純對路面再生的再生機(jī)組,再生料拌合機(jī)是將傳統(tǒng)的連續(xù)式滾筒攪拌設(shè)備安裝在自行式底盤上,作為就地再生機(jī)的一個(gè)主要組成部分.,圖 1,具體的再生工藝如下：,將需要用于修正路面結(jié)構(gòu)的新骨料用碎石撒布機(jī)均勻地撒到被翻修的舊路面上； 用瀝青路面冷銑刨機(jī)將舊路面銑刨至要求的深度； 裝料攪拌添加新的粘接劑（水泥、如乳化瀝青或者泡沫瀝青）和可能加入的再生添加劑； 再生后的混合料卸入攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪、碾壓； 及時(shí)在再生層上鋪筑瀝青

4、表面層,圖2是再生機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖2,2.1.2 圖3是全深度復(fù)拌再生工藝流程圖,圖3,具體工藝與上述工藝基本一致：,將需要用于修正路面結(jié)構(gòu)的新骨料用碎石撒布機(jī)均勻地撒到被翻修的舊路面上； 用瀝青路面冷再生機(jī)將舊路面銑刨至要求的深度,在銑刨的同時(shí)加入水、泡沫瀝青或者乳化瀝青攪拌并用再生機(jī)刮平（圖4）； 緊跟碾壓后平地機(jī)整平、再次碾壓密實(shí)； 及時(shí)在再生層上鋪筑瀝青表面層,碾壓密實(shí).,圖4,從圖4可以看出,冷再生的銑刨拌和轉(zhuǎn)子不僅可以將舊路面銑除,而且可以銑刨一部分路面基層, 適用于對基層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或者對路面進(jìn)行全深度翻修,屬于全深度（最深可達(dá)280mm）復(fù)拌再生.,2.2就地?zé)嵩偕砻娣藜夹g(shù).

5、,該技術(shù)需要對瀝青路面或者對瀝青路面材料加熱后進(jìn)行再生,在再生過程中,可以調(diào)整原瀝青路面的骨料級(jí)配、油石比,摻入適量的再生劑提高舊瀝青的路用性能.適合用于路面層的翻修.,2.2.1熱銑刨型,圖5是典型的對舊路面加熱式熱再生工藝：,圖5,用加熱機(jī)對舊路面進(jìn)行輻射式加熱 再生機(jī)組繼續(xù)對路面加熱的前提下完成如下工作：扒松被加 熱后的路面、將扒松的舊路面材料收集到攪拌器、添加新的瀝青、新的瀝青混合料（調(diào)整及配）、加入再生劑,充分?jǐn)嚢韬髷備? 壓路機(jī)碾壓,圖6是對舊路面加熱式熱再生工作照片,圖6,把舊路面加熱后扒松后進(jìn)行再生.它可以完整地保持原有瀝青路面集料的級(jí)配,添加適量的集料、結(jié)合料和再生劑后能夠改

6、善再生結(jié)構(gòu)的性能.根據(jù)再生的不同要求,再生機(jī)組分單熨平板式和雙熨平板式.,單熨平板式.如圖7,它僅適用于就地?zé)嵩偕f路面材料,能有效地改善和提高路面的使用性能.,圖7,雙熨平板式.如圖8,是一種復(fù)拌加鋪工藝,現(xiàn)有舊鋪層再生的同時(shí),在其上采用新材料同時(shí)熱對熱地加鋪出一個(gè)全新的上面層,一次性地完成舊路面的再生和表面層的加鋪.而且使高質(zhì)量的專用磨耗層以很薄的鋪層形式應(yīng)用.,圖8,工作實(shí)況剪影,2.2.2冷銑刨熱拌再生.,適用于瀝青路面面層的結(jié)構(gòu)性翻修,把經(jīng)過分析需要添加的集料按計(jì)量鋪到待翻修的路上,將舊路面和新的材料用冷銑刨機(jī)翻松后隨即輸送到現(xiàn)場連續(xù)式滾筒拌和機(jī),添加瀝青、再生劑加熱拌和,然后由攤鋪

7、機(jī)攤鋪成型路面. 圖9是就地?zé)嵩偕に嚰霸偕鷻C(jī)組結(jié)構(gòu)示意,再生機(jī)組由集料斗、連續(xù)式皮帶秤量裝置、裝有自動(dòng)燃燒器的滾筒式攪拌設(shè)備、一套計(jì)算機(jī)中央控制系統(tǒng)以及用于新瀝青和可能加入的再生添加劑配料系統(tǒng)等組成.,圖9,這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是翻修深度較熱銑刨的深.這種工藝可能存在對環(huán)境的污染（見圖10）.,圖10,3.場拌再生技術(shù).,再生的質(zhì)量容易控制,最適宜翻修路面表層.它能夠部分利用再生資源（2050%）,但需要增耗一定的運(yùn)輸費(fèi)用.,3.1場拌冷再生,銑刨、翻松現(xiàn)有的舊路,將回收材料運(yùn)回料場,將回收材料和新骨料稱量后進(jìn)入場拌再生設(shè)備,添加水泥、瀝青乳液或者泡沫瀝青和可能加入的再生劑,拌和后的材料運(yùn)到施工現(xiàn)

8、場攤鋪、碾壓.這種再生材料主要用于路面基層.,3.2間歇式場拌熱再生.,間歇式場拌熱再生大致有以下幾種工藝：,3.2.1再生材料輸送到原有攪拌站熱提升機(jī)的底部( 圖11),為了正確地控制再生材料和新材料之間的比例,對新舊兩種材料的輸送皮帶上都安裝了連續(xù)稱量系統(tǒng),以此來控制瀝青混合料的質(zhì)量.其優(yōu)點(diǎn)是投資低,缺點(diǎn)是需要新骨料過熱,添加的比例有限,大約10-15%.由于劑量控制粗糙,此法不可選.,圖11,3.2.2舊材料通過滾筒上特制的環(huán)輸入干燥滾筒,如圖12,也是在新舊兩種材料的輸送皮帶上都安裝了連續(xù)稱量系統(tǒng),按預(yù)設(shè)此例控制,由于將舊料添加到干燥滾筒,其添加量可以達(dá)到35%.冷料雖然由皮帶電子秤計(jì)

9、量,但由于含水量無法扣除,同樣由于計(jì)量控制粗糙,此法亦不可選.,圖12,3.2.3舊材料直接進(jìn)入攪拌器.在原攪拌站的基礎(chǔ)上增加一個(gè)舊瀝青材料料倉,由原計(jì)量系統(tǒng)累計(jì)計(jì)量和熱的新材料一起進(jìn)入攪拌缸攪拌（圖13）,舊瀝青材料靠新瀝青混合料的溫度加熱分解、與新料拌和均勻. 新料需要加熱較高的溫度,同樣舊料參量受到限制,計(jì)量精度不高,在高級(jí)道路上也不可選用.,圖13,3.2.4舊材料由一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)再生成熱料后稱量進(jìn)入攪拌器與新瀝青混合料共同攪拌均勻,工作原理見圖14,圖15是典型實(shí)例的照片.,圖14,在原有攪拌站的基礎(chǔ)上需要增加如下設(shè)備：,舊瀝青材料破碎篩分系統(tǒng),它的功能是將舊瀝青混合料在盡量不破壞骨

10、料級(jí)配的前提下充分破碎再篩分成幾種料（一般分成兩種）,以便精確計(jì)量. 舊瀝青材料冷配料系統(tǒng),一般包括兩個(gè)裝料斗、 比例計(jì)量裝置、輸送皮帶以及皮帶電子秤,該裝置可以確保舊瀝青材料供料均勻,使加熱的溫度值變得穩(wěn)定；確保與新材料的配合比不發(fā)生較大的誤差.圖15 舊料提升機(jī).如果再生滾筒上置,該提升機(jī)提升冷的舊瀝青混合料；如果再生滾筒下置,該提升機(jī)提升熱的再生混合料. 再生料加熱滾筒,舊瀝青材料在順流式干燥滾筒內(nèi)被烘干和加熱.（有輻射加熱和熱空氣加熱兩種形式） 熱再生料過渡倉.使連續(xù)計(jì)量與間接供料之間不產(chǎn)生矛盾. 熱再生料計(jì)量秤.被加熱的再生材料通過計(jì)量并與新材料計(jì)量比例鏈接,保證新舊材料加入的準(zhǔn)確性

11、. 稱量后的再生料輸送系統(tǒng).它的作用是將稱量好的熱再生料以較快的速度送到攪拌鍋,與新材料攪拌均勻,大致分螺旋輸送、皮帶輸送、重力輸送三種. 必要的再生劑添加系統(tǒng),圖15是典型實(shí)例的照片,圖15,用這種設(shè)備由于計(jì)量精確,生產(chǎn)的再生瀝青混合料質(zhì)量易于控制,路用性能穩(wěn)定；而且基本上是在傳統(tǒng)的瀝青攪拌站基礎(chǔ)上改進(jìn)的,只要是間歇式瀝青攪拌站都可以改造成再生料攪拌站；由于添加的是一套獨(dú)立的加熱計(jì)量系統(tǒng),只要配合后的瀝青混合料路用性能符合規(guī)范要求,再生材料可以添加到50%.,3.3連續(xù)式滾筒攪拌設(shè)備熱再生.大致有以下幾種形式：,3.3.1順流料簾式攪拌烘干滾筒,舊瀝青混合料避過火焰區(qū),通過烘干拌和滾筒的中部

12、特制的加料環(huán)加入,再與新料一同加熱攪拌(圖16).,圖16,3.3.2在烘干滾筒夾套加熱舊瀝青混合料（雙滾筒）,而且同時(shí)進(jìn)行用強(qiáng)制式攪拌方式使新、舊材料充分混合生成新的瀝青混合料.圖17、18是典型的連續(xù)式雙滾筒式再生拌和機(jī)工作原理圖.,圖17,圖18,連續(xù)式攪拌設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高,連續(xù)式設(shè)備的缺點(diǎn)是全部為冷計(jì)量系統(tǒng),需要較精細(xì)的骨料分級(jí)（料倉）才能達(dá)到精確的級(jí)配,也正因?yàn)槭抢溆?jì)量,就瀝青混合料和新骨料中的水分和粉塵會(huì)直接影響計(jì)量精度,不太適合中國國情.,4. 結(jié)合我國實(shí)際的思考,目前,我國對上述技術(shù)及設(shè)備已經(jīng)開始引進(jìn),熱銑刨型就地?zé)嵩偕呀?jīng)成功地應(yīng)用于京津塘高速公路、滬寧高速公路和上海市政公路等公路的大修；場拌熱再生設(shè)備在國內(nèi)已有發(fā)展,就地冷再生設(shè)備已經(jīng)大量使用,國外生產(chǎn)廠商正密切關(guān)注著中國市場.,參照國外的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國的實(shí)際,國外的公路翻修主要是由于瀝青路面老化的原因.而我國高速公路瀝青路面的歷史并不長,要翻修的主要原