沥青路面再生的环保效益与对策研究

2011-08-15赵启飞

绿色科技 2011年6期

李龙,赵启飞,李哲

(1.陕西省定边县农村公路管理站,陕西榆林718600;2.陕西省榆林公路管理局定边公路管理段,陕西榆林718600;3.陕西省交通建设集团公司西镇分公司,陕西西安710105)

1 沥青路面新建与养护的低碳环保新要求

目前,我国有很多省市已大面积开展城市道路、公路维修改造工程,由于其所处地点大都在城市建成区,或沿线省市处,因此其施工、营运期造成的环境问题更加突出。从生态学理论和环保理念出发,对道路维修改造提出了新要求,主要表现在以下几个方面。

(1)提高道路维修改造中资源利用率。循环经济的核心在于对资源的循环利用和高效利用,要做好旧路材料的回收利用和污染物的妥善处理。因此在城市道路维修改造过程中,建设者可以充分利用原路路用材料,以最小的资源消耗和环境污染来获取最大的社会经济效益。

(2)注重道路改造与环境保护并举,道路发展与生态环境相和谐。

(3)新工艺、新材料的应用。如果在施工中采用它们,积极采用新工艺、新材料可以节省大量的石油资源和砂石料,节约能源、降低施工成本、节省施工时间、对交通影响小,从而增加道路改造建设的效益。

(4)大力推广新型环保节能新技术,拓展旧路改造或升级的技术新途径。新技术的使用在施工时无任何废料排放,最直接的效果就是避免了环境污染。新技术在公路养护中产生的碳排放量,仅达到传统工艺的1/10。

2 沥青路面再生分析

2.1 再生途径

2.1.1 热再生——恢复旧沥青性能

沥青再生实际是沥青老化的逆过程,再生的技术途径理论上为调节旧沥青的粘度,使之降低至所需要的粘度范围;调节旧沥青的流变行为,使旧沥青的非牛顿特性减弱。

2.1.2 冷再生——沥青混合料的再生利用

旧沥青混合料作为新的骨料加以再生利用,加入粘结料后形成具有一定强度的材料,这种材料一般作为路面基层使用。

2.2 再生方法

2.2.1 厂拌热再生

先将旧沥青混凝土路面铣刨后运回工厂,通过破碎、筛分(必要时),并根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标,掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂(必要时)进行拌和使混合料达到规范规定的各项指标,按照与新建沥青混凝土路面完全相同的方法重新铺筑。

2.2.2 现场热再生

现场热再生技术也称为表层再生技术。该技术通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序,一次性实现就地旧沥青混凝土路面再生。

2.2.3 厂拌冷再生

先将旧沥青混凝土路面材料运回稳定土搅拌厂,经过破碎作为稳定土骨料,加入乳化沥青、泡沫沥青、水泥或石灰、粉煤灰等,一种或多种稳定剂和新料(必要时)进行搅拌,然后铺筑于基层或底基层。

2.2.4 现场冷再生

利用专用再生机械在现场铣刨、破碎、加入新料(包括乳化沥青、泡沫沥青或其他再生剂、稳定剂和集料)、拌和、摊铺和预压,再由压路机进一步压实。这种再生路面主要用于低等级公路路面和高等级公路路面基层,不适用于高等级路面的面层,一般可用于二级以下公路的面层。

2.3 我国沥青路面再生的应用情况

(1)受梅雨季节影响,237省道部分路段出现路肩沉陷、路肩冲毁损坏的现象,江都公路部门在认真调研可行性后,决定用旧路改造中产生的沥青铣刨混合料来整修237省道沿线缺损的路肩,让这些原本很难妥善安置的旧路面废料“变废为宝”。通过用铣刨废料整修路肩,既合理处置了沥青路面铣刨废料,又降低了路肩整修的成本,达到了节约社会资源的良好效果。

(2)衡大高速公路的养护现场,就首次采用这种技术处置路面车辙病害,修复后的路面可达高速公路沥青路面技术标准。湖南高速公路系统引进的沥青路面就地热再生技术能实现原沥青路面材料100%的再生利用,可节约大量资源,且养护成本比传统养护要低。

(3)成渝高速公路自建成通车以来已超过10年,期间曾出现龟裂、裂纹、坑槽等多种路面病害并进行多次修补,一些局部路段也经过重新翻修。厂拌热再生技术作为成渝高速公路维修改造方案,获得了较好的基本性能及抗老化性能满足相应的沥青规范要求。

3 环保效应分析

3.1 确保再生结构层质量

再生结构层主要是由再生机自动控制各项技术指标,确定了再生混合料各添加材料计量的准确性、拌和的均匀性及摊铺的平整性,保证结构层的厚度和整体性,有效地保证了再生结构层质量。节省了原材料,使原本要废弃的旧路混合料得以重新利用,在保证质量的基础上,较好的降低了工程造价。

3.2 节约运力资源

道路现场摊铺拌和时,利用原有旧路材料,减少了旧路面废弃材料和改造中所需新材料的运输量,降低了运输成本。

3.3 节省管理环节、工期短

就地冷再生基层是再生机一次作业完成基层混合料的破碎、添加外加剂、拌和、摊铺等全部工作,较之传统施工方法,省去不少管理环节,减少管理人员,大大缩短了工期。

3.4 有利于环境保护

减少了大量新砂石材料的开采,一定程度上保护了原始自然环境和地表环境。因减少新、旧材料的运输而减少了遗撒材料,减轻了对沿途大气环境的破坏,以及对路面的破坏。废弃的沥青混合料对环境污染较大,若肆意堆放或挖埋地下都会污染环境。旧料的利用很大程度上减少了排放,降低了对环境的污染程度。施工过程减少了对路基的破坏。旧路材料的利用,减少了大量运料车运行反复行走施工路段而损坏路基。

4 沥青路面再生的低碳环保措施对策

4.1 沥青路面养护

若沥青路面发生松散、泛油、磨光等表面损坏,可考虑采用厂办热再生或就地热再生。若沥青路面发生车辙变形,可考虑采用热再生沥青;若沥青路面发生出现反射裂缝、横纵裂缝,应根据情况选择热再生还是冷再生。

4.2 旧沥青混凝土废料的管理和资源优化配置

各省市公路管理单位应统一管理旧沥青混凝土废料的堆放和存储,根据不同等级道路养护情况进行资源分配和废料利用。在保证质量的基础上,大大节约资金,减少对环境的污染。

4.3 再生沥青设备的改进

目前,市场上关于再生沥青设备类型较多。再生沥青混合料搅拌设备的优劣直接影响着生产出再生混合料品质是否合格。因此,提高设备的效能,减少施工中的碳排放量,提升再生混合料的品质,也是沥青路面再生技术提高的关键环节。

4.4 再生沥青施工标准和施工工艺规范化

世界各国广泛地通过沥青路面再生利用研究和试验,在其拌制工艺以及与之配套的各种挖掘、铣刨、破碎、拌和等机具的研制方面,已经形成了一套完整、成熟的沥青路面旧料再生利用技术,但我国还未有出台针对再生沥青施工标准和施工工艺的明确标准。因此,根据我国再生沥青混合料的应用情况,提出适合我国发展与应用的再生方法和施工工艺,对促进我国再生沥青应用技术具有重要指导作用。