沥青再生技术在深圳的应用实践

2010-03-19林少扬杨顺生

城市道桥与防洪 2010年11期

林少扬，杨顺生

(深圳市路桥建设集团公司，广东深圳518055)

0 前言

目前我国的公路建设飞速发展，按照沥青路面的设计寿命(15～20 a)，在上世纪90年代以后陆续建成的沥青路面陆续进入大、中修期，大量翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，既污染了环境又浪费资源，而且大量使用新石料、开采石矿导致森林植被减少、水土流失等严重的生态环境破坏。

我国是一个发展中国家，同时又是一个人均土地和石油资源相对贫乏的国家，公路建设的快速发展，需要大量的沥青和砂石料资源，废旧沥青混合料如能得到充分利用，不仅可以节约至少50%的沥青材料，显著缓解沥青供求矛盾，节省石油资源，还可以节约大量矿料，减少开采，保护了生态环境，同时又避免了废物堆弃，防止了水土污染，保护了宝贵的土地资源。

混合料的再利用已经引起了广泛的关注。高速公路起步较早的国家，早已采用了沥青再生技术。沥青再生技术通过重复利用沥青混合料(主要为砂石料和沥青材料)达到节约资源和保护生态环境的目的。

事实上，在经济发展的同时带来的生态环境破坏已引起了社会各界的高度关注，环保和可持续发展已成为我国的重要国策之一。

1 厂拌热再生技术及特点

1.1 厂拌热再生技术

沥青再生技术主要分现场冷再生、现场热再生、厂拌冷再生和厂拌热再生四大类，各有其特点与局限；其中厂拌热再生虽一次性设备投资较大，但可有效控制生产和质量，利于推广应用。

厂拌热再生技术是先将旧沥青混合料路面翻挖或铣刨的废料运回工厂，必要时通过破碎、筛分，根据回收料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标，掺入一定数量的新集料、新沥青和再生剂(必要时)进行拌和，使再生混合料达到规范规定的各项指标，与普通沥青混合料完全相同的方法铺筑路面。

因属于结构性再生，该技术具有较好的适应性，适用于各类破坏路面；既可利用原路废弃材料重新铺筑路面，也可以将回收材料再生后用于其他工程，能最大限度地发挥沥青混合料路面废料的作用。

1.2 厂拌热再生工艺特点

将旧沥青混合料路面铣刨或破碎废料筛分处理成回收料，根据路面不同层次的质量要求，进行配比设计，确定旧沥青混合料的添加比例；回收料预热松散后按比例加入拌和机的拌缸中，新集料的热量使回收料进一步加热并松散；按一定比例添加新沥青材料(或再生剂)、新集料等，在拌和机中继续拌和，使新料与旧料充分拌和均匀，从而获得符合要求的再生沥青混合料。

它具有以下特点：

(1)与现有拌和设备组合，设备投入不大，再生方式简单。

(2)旧料掺加量一般为20%～30%。

(3)需设旧料堆放场地，宜配备专用的破碎及筛分机械。

(4)旧料来源混杂，回收料的沥青含量、沥青老化程度以及集料级配的变异性较大，需密切监控旧料状况。

2 深圳地区沥青热再生技术的应用

为推广应用沥青再生技术，在深圳地区环境保护和重复利用沥青及石料资源方面作贡献，2004年12月购进了一套意大利SIM RAD 130型沥青混合料热再生加工设备，设计生产能力为每小时130 t。由于该沥青热再生设备与我公司现有的SIM 3000型间歇式沥青混合料拌和机相配套，可达到既有效节约资源又能确保拌和工艺和质量控制的目的。

2.1 厂拌热再生设备介绍

SIM RAD 130型沥青混合料热再生加工设备包括再生冷料供给系统、再生冷骨料料斗提升机、烘干滚筒及支撑架、电子称量系统、蓝烟消排系统和再生料电脑自动控制系统。

SIM RAD 130沥青热再生系统特点：

(1)没有旧沥青混合料块料破碎和碎料筛分系统，须对回收料做好事前控制工作。

(2)配置两只带有无流量警告指示料斗的回收料取料机。

(3)回收料经提升后才进入烘干滚筒，避免了再生料在提升过程降温，有利节能降耗。

(4)回收料从滚筒进入过渡仓，电子衡称量后再经加热槽二次加热才进入沥青混合料拌缸。回收料在整个过程得到充分有效的加热。

(5)从回收料加热烘干筒出来的蓝烟，首先由引风机抽送进主机干燥筒再次充分燃烧,然后进入主机的除尘系统，新骨料中粉尘将废气中的微粒包裹起来，防止粘附布袋。节能又环保。

(6)没有沥青再生剂添加系统，新沥青的添加在混合料进入拌缸后进行。

(7)再生设备控制系统整合到拌和站主机控制系统，由计算机整体控制和协调两个系统的旧料和新料的加热、计量和搅拌，能有效地控制各个工艺节点的技术参数，确保生产出符合质量要求的再生沥青混合料。

SIM热再生沥青混合料加工系统工艺流程见图1。

2.2 再生沥青混合料设计与试验

热再生应用的前提是对回收料的性能进行综合评价，确定路面旧料是否适用于厂拌热再生。

2.2.1 旧沥青混合料性能评价

对沥青路面旧料取样进行试验，测定旧料中沥青含量及旧沥青针入度等性能和旧集料级配。

(1)从不同部位抽取若干个样品进行抽提试验，检测旧料中沥青含量及矿料级配，结果见表1。

表1 旧料抽提试验结果

(2)用阿布森法从抽提液中回收沥青，检测回收沥青的性质。

(3)从检测结果评价旧料的可用性。根据国外经验，针入度大于15就可用于热再生；本例回收沥青含量平均为5.2%，回收沥青针入度为21，有较高的利用价值。

2.2.2 再生沥青混合料设计

(1)再生沥青设计及其性能评价

初步设定再生混合料的RAP(回收料重量占总矿料重量的百分比)按20%控制，旧沥青约占沥青总量的15%。再生沥青性能满足规范要求，见表2。

表2 沥青性能检验结果

(2)再生沥青混合料设计

初步确定RAP含量为20%，选择海盛沥青AH-70和盐田港石料进行AC-25配合比设计，经计算确定配合比及合成级配如下：

矿粉：1#仓：2#仓：3#仓：4#仓：回收料 =2：18：14：11：35：20

再生AC-25沥青混合料合成级配见表3。

表3 再生AC-25沥青混合料合成级配

按配合比用量拌制沥青混合料，进行马歇尔试验，测定试件体积及力学各项指标。试验结果见表4。

表4 再生AC-25(RAP20%)沥青混合料马歇尔指标

根据试验结果，最佳油石比选量是3.8%。

(3)再生沥青混合料性能检验

按最佳油石比拌制再生AC-25混合料，检验其水稳定性，残留稳定度为87.6%，应该具有较强的抗水损害能力。

2.2.3 再生沥青混合料生产检验

用厂拌热再生混合料铺筑试验路进行实践检验，与普通全新沥青混合料对比，两者在性能上差别不大。只要在生产过程中对旧料用量、温度和拌和时间控制得当，再生沥青混合料的质量便能达到《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中沥青混凝土的相关指标和要求。

AC-25混合料性能对比见表5。

表5 AC-25混合料性能对比

3 沥青再生技术应用前景分析

3.1 生产能力影响因素

SIM沥青再生设备RAD 130在骨料含水量3%温度达150℃条件下设计产量每小时130 t，而沥青混合料拌和设备SIM 3000设计每小时生产能力为300 t。虽然，理论上再生沥青混合料的回收料含量(RAP)最大可达43%，但突破该RAP含量却同时意味着生产效率的降低。

下列情况对沥青路面旧料的使用量或对再生沥青混合料的回收料含量(RAP)有影响：

(1)没有破碎设备便不能处理大量的沥青路面翻挖块料，大面积集中铣刨路面一般很少，大量的品质稳定的沥青路面回收料难以得到。

(2)没有筛分设备对沥青路面旧料进行筛选处理时，回收料各项指标的变异性必然很大，回收料质量难以控制必然制约再生沥青混合料的质量或产量。

(3)路面回收料的品质包括旧沥青的性能、含量尤其集料级配，均影响到RAP含量。若旧沥青的性能很差，或沥青含量较低，或旧集料过粗，或旧集料过细细料过多，都只能采用较低的掺配比例。

(4)再生沥青混合料的用途及其质量要求，是决定RAP含量的必要因素。若再生沥青混合料直接用于路面面层，道路的交通量又较大，则要求再生混合料具有良好的品质，旧料的配合比例应取较低值，如占20%；若再生混合料虽用于路面面层，但道路交通量中等，则旧料的配合比例可取较高值，如30%~40%；若再生混合料仅用于轻型路面或临时性路面，则旧料的配合比例提高到70%~80%；若再生混合料只用于低交通量道路路面、简易路面或路面基层，则不对旧料的级配作调整，100%使用旧料。

(5)政策面的扶持及市场的需求量，对厂拌热再生沥青混合料加工的产量及命运起决定性作用。