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國外瀝青現場熱再生方法的探討

 1瀝青再生的意義
    我國高速公路開始修建于1989年,在90年代以后陸續建成的高速公路已進入大、中修期。按照瀝青的設計壽命(15-20年),從現在超,第年有12%的瀝青路面需要翻修,舊瀝青廢棄量將達到每年220萬噸巨,如能加以利用,每年可節省材料費3.5億人民幣,而這個數字是以每年15%的速度增長的。10年以后,瀝青路面的大、中修產生的舊瀝青混合料將達到1000萬噸,屆時再生利用每年可節約材料費15億元。目前我國還沒有完全掌握舊瀝青混凝土的再生技術,這些為數巨大的瀝青混凝土層翻挖后只能白白的廢棄掉,這不僅浪費了資源,也對環境造成了嚴重的污染。因此,舊瀝青問題的及早解決,已經迫在眉睫。瀝青再生專用設備的開發,對保護環境、重復利用廢棄瀝青以及對我們國家的公路建設都有極大的意義。而國外在這方面自40-50年代已經開始研究,近年來已有很大的發展,并且已經有成熟的技術的新型的機器面世??梢姙r青再生是完全可以實現的。因此,對于我們國家公路建設日益快速發展的今天,瀝青再生技術的研究和相關機械的研究顯得更加重要。
2國外瀝青現場熱再生機組發展現狀
    國外從20世紀40年代就開始了瀝青再生的研究,并已經納入使用,而且進行了技術成熟的再生機械的開發和利用,由于各種材料的相繼問世,技術性能已達到了較高的水平,可以完全再生利用廢棄瀝青材料。我國作為高速公路世界第三大國,盡快地發展此項技術有著深遠的意義。
3國外關于瀝青混凝土再生設備的發展情況
    瀝青路面熱再生已經被廣泛接受并投入使用,尤其是北美和歐洲國家。目前已存在可滿足不同修復要求的幾種技術,根據當地的條件,路面類型和路面將來的用途,工廠熱再生和冷再生已經投入日常的使用階段,許多公路公司使用冷再生技術和全部重新鋪筑的方法修復路面和加固路面。熱再生技術在過去的50年里只是被少量的利用,僅僅從80年代后期才有了一些進展和機械裝置的制造。
    現在已經出現一種新的加熱系統,即把重新循環的熱空氣和低度的紅外線結合起來使用的系統。此外,攪拌機械裝置也和這加熱系統一起工作以保證更均勻地加熱松散的瀝青混合料并且可以有效地除去潮濕。重新循環的空氣再被加熱,然后點燃,因此和以前的熱再生裝置比較起來可以使空氣質量得到很大的提高。
    現場熱再生是一種修復破損路面的過程,它通過加熱軟化路面,鏟起路面廢料,再和瀝青粘合劑混合,有時可能還需要添加一些新的骨料。然后將再生料重新鋪在原來的路面上?,F場熱再生可以通過單次操作完成,把原材料和需修的路面重新結合?;蛘呤峭ㄟ^兩階段完成,即先將再生料重新壓實,然后在上面再鋪一層磨耗層。
現場熱再生的類型:
3.1整形法
    此方法最早被猶他州的一個承包商在1930年開發,但直到1960年才被普遍采用。到1970年,這種技術發展成為一種更復雜的系統,它可簡單地概括為以下步驟:
1、加熱舊的瀝青路面
2、翻松加熱過的路面
3、加入適量的添加劑
4、攪拌,用螺旋布料器鋪平松散的混合料
5、用普通的壓路機壓實
    一般的翻松深度為20到25mm,盡管在某些情況下也可達到50的深度,但很少見。因為舊路面的強度不同,路面通常不很平順和均勻。
    特點:這種方法適合修復破損不嚴重的路面,修復后可消除車轍、龜裂等變形,恢復路面的平整度,改善路面性能。
3.2重鋪法
    重鋪法是用復拌機在整形法的基礎上,把舊路材料翻松、攪拌均勻后作為中箕,同時在上面再鋪設一層新的瀝青混合料作為磨耗層,形成全新材料的路面,最后用壓路壓實。
    特點:這種方法適用于破損較嚴重的路面維修翻新和舊路面升級改造施工,修復后形成與新建路面道路性能相同的全新路面。步驟為:
1、預熱1
2、用齒或旋轉的轉子翻松并鏟起。
3、加入再生劑
4、攪拌再生劑和松散的混合料
5、鋪平再生料
6、再鋪一層新的熱混合料
3.3復拌法
    如果一些礦物料或新的熱瀝青混全料要加入與翻松過的材料攪拌時,這種方法可以提高現有路面的厚度或者通過改變骨料的級配或調整粘合劑的性質從面提高舊的瀝青混合料的等級。這種過程有時和重鋪過程有點相似,但通常是比重鋪更徹底的加熱和拌和。
    特點:這種方法適用于維修中等程度破損的路面,修復后可以恢復瀝青路面的原有性能。
4.現場熱再生的適用標準
    路面的厚度、路面的類型、交通負荷、以前的維修處理、路面現有條件和周圍的環境溫度必須都被考慮。
(1)任何直接重鋪或洗刨后再填補的工程都可以用熱再生的方法,因為可以節約大量的費用。
(2)瀝青的老化和裂紋可以使用現場熱再生裝置。
(3)基層承載力良好,因面層疲勞而龜裂,車轍,破損的路面。但要注意的是:現場熱再生不能修復位于瀝青層以下較深位置的伸縮裂紋。也不能糾正任何屬于結構上的破壞。
(4)現場熱再生可以達到最大深度為50mm的位置,在某種情況下,可以過到更深的再生深度。
(5)可以矯正橫斷面的不平。
(6)不受大的交通流量的限制。
(7)在實行現場熱再生方法前,路面上的大量冷混合料補丁,噴涂補丁,必須除掉。
(8)含有礦渣或碎屑橡膠的熱瀝青混合料可能不適合現場熱再生。因為它們具有很差的熱傳遞性。
(9)天冷以及雨天時效率將有所降低。
    另外,用現場熱再生將很難處理急彎,一些交叉角或過渡地帶仍然需要先將材料刨掉,然后再將舊料風干后,再利用攤鋪機或人工的方法重鋪。
5.已被國外采用的再生方法的綜合評價
5.1國外部分再生機械使用后的測試結果
(1)空隙率
    熱再生系統排放因素(千克/毫升的五次方)CONOXSOXPm(顆粒物)The(總的含水化合物)MartcAR2000熱:熱空氣0.00850.00140.00170.00090.0007
Pyrotech(1992)熱:紅外線0.29400.0150Na0.00250.0131瀝青攪拌站(工廠)熱:燃燒室0.01910.01810.1461Na0.0140
把再生劑加入舊料中會減少空隙率,骨料的加入會增加空隙率,熱再生方法的空隙率為3%-5%,可以滿足要求。
(2)瀝青組成、級配、密實度
    在利用再生機械完成的工程中,能夠嚴格的滿足高級路面PG等級、瀝青的組成結構、級配和密實度,及空隙率的要求。
(3)路面評價(路面粗糙度)
    所有的熱再生工程都要測試其通過性,使用一種便攜式的測量摩(PURD),將所測的數據轉換為通過率(PCR)(一般在0(最差)-10(最好)范圍內)
PCR=26.64-7.38*Lg(PURD)
    經過實驗測得的數據為PCR在8.2-9.5之間,這個數據是一種:"平順和舒適性"的范圍。
    在修復路面的使用過程里,PCR的數值沒有大的減少,再生50mm的深度需要加入20%的新的再生熱混合料,平均可以提高路面的精糙度指數的48%,這種方法和利用冷銑刨后再生新鋪筑能獲得同樣的效果。
    現場熱再生的排放因素(經實驗采集國外的幾種再生技術的排入因素)。
    可見,目前已被Martec公司采用的熱風循環加熱系統節能效果顯著,熱效率高并且能大大的降低環境的污染,對保護生態平衡有極其重要的意義。
5.2最后結論
    現場熱再生的優點在于:能保存骨料的的完好,保留瀝青的組成及性能,100%地利用舊料。而傳統的工廠再生法只能利用40-50%舊料。新的設備能夠產生更高質量的瀝青,它和新的瀝青混和料具有一樣的生命周期,并且大大節省了開支。交通困擾大大降低,而且壓實不久即可通車。
    根據世界銀行的統計表明,若瀝青的使用壽命為12年,在瀝青使用壽命到8-10年的時候,進行一次現場再生,將使其使用壽命提高到20年,可見其經濟效益是極其明顯的。更多了解:http://www.stazuote.com
    目前國外最新再生機械組在國際上的售價極其昂貴(如Martecar20000為2500萬美元,合計人民幣2億人民幣),因此開發出我們自己的產品,掌握此項技術顯得尤為重要。