沥青路面热再生技术在公路工程的应用

周艳旭

摘要：随着我国高速公路和国、省道干线公路网的形成，公路养护和维修任务日益繁重。通过翻修、重建、回收利用，加快沥青路面再生技术、建立可持续发展的资源节约型道路，已成为公路养护管理部门的迫切需要。而将沥青路面再生技术用于公路养护作业中，这种技术不仅使原本废弃的材料得到再生和利用，还能改造路面的原有结构，延长公路使用寿命。

关键词：沥青路面；再生技术；公路养护；使用寿命

我国自上世纪八十年代起，陆续开展了沥青路面旧料利用的相关研究。随着2008 年《公路沥青路面再生技术规范》的颁布，许多地方公路大中修养护工程项目成功采用了沥青路面材料再生技术，积累了一定的实践经验，有关沥青路面材料再生技术利用及发展的话题再次受到关注。由于生物技术具有多样性和朝多元化发展的趋势，因此，及时地总结研究成果，丰富沥青路面再生技术的内容，提高养护技术水平非常重要。

一、沥青路面再生技术的意义

沥青路面再生通过重复利用路面材料中的沥青和碎石，最大限度地利用资源和保护环境，是具有经济价值和社会效益双重意义的现代环保技术。通过沥青再生技术，可以有效处理沥青路面维修时产生的旧料，在“绿色公路”战略工程中做到循环利用资源，减少沥青旧料排放对环境的污染，还能产生直接的经济效益。开发利用沥青再生料对于维护和改善公路质量、保护环境、重复利用资源都有十分显著的社会意义和经济价值，是节约资源和保护环境的基本国策在公路建设和养护中的具体体现。

二、沥青路面热再生技术简介

我国沥青路面再生技术主要分为四大类：厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生。这四种类型的再生工艺都有各自的优点，但再生工艺的选择应适合维修路面的损坏类型，再生工艺种类的选择不仅取决于路面的病害类型，也取决于损坏的程度和范围。在施工前应进行路况的调查分析，选择最适合的维修工艺。

厂拌热再生类型应用范围最广，本文主要探讨沥青路面厂拌热再生技术。厂拌热再生就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂，在集中破碎时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。新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌和成新的混合料，从而获得优良的再生沥青混凝土，铺筑成再生沥青路面。

厂拌热再生的优点：适用范围广，可用于处理表面缺陷、变形、荷载与非荷载引起的开裂以及养护补丁。从原路面获得的旧料可堆放起来以备将来使用。同样，旧料也可在拌和站与其他材料混合，以获得合适的混合料。厂拌热再生配合比设计、施工质量控制、质量保证都比较成熟，便于推广应用，再生得到的沥青混合料品质优良，是老路面沥青混合料再生利用最合适、最经济的再生方式。

三、厂拌热再生技术环节之一—拌和站设备的选择

在原料、设备、场地等的投入上，设备占了相当大的比例。因此，从某种意义上讲，选择什么类型的拌和设备，将直接决定成本和利润的多少。根据拌和设备的不同，厂拌热再生设备分为连续式沥青混凝土拌和设备（以下简称连续式拌和设备）和间歇式沥青混凝土拌和设备（以下简称间歇式拌和设备），以下是笔者结合实践经验对这两种设备方案进行的优缺点、成本和利润的比较。

（一）间歇式拌和设备

以下分析依据南方路机LB3000型间歇式拌和设备，配备南方路机RLB2000型热再生系统。

1、优缺点比较分析

优点是生产的再生混合料质量优良，能够满足高等级路面质量要求。

缺点是结构复杂，稳定性一般，对操作人员操作水平要求较高。

2、成本分析

（1）设备成本。间歇式拌和站860万元（已有），热再生系统240万元，破碎设备35万元，对原有间歇式拌和站进行设备改造需275万元。

（2）生产成本。该设备可生产沥青混凝土拌和料180吨/小时，可掺入30%的旧沥青料（准确的比例数需根据级配试验确定）。

3、利润分析

按沥青混合料400元/吨计算，年生产下面层再生沥青混合料3万吨，那么额外增加的年利润（即：再生沥青混合料与沥青混合料的差价）为：

一类料：[400-（400×70%+210×30%）]×3万=171万元。

二类料：[400-（400×70%+235×30%）]×3万=148.5万元。

三类料：[400-（400×70%+260×30%）]×3万=126万元。

（二）连续式拌和设备

连续式拌和设备的分析依据是艾斯泰克双滚筒连续式沥青混凝土拌和设备。

1、优缺点比较分析

优点是结构简单、稳定性好、产量高、能耗小、环保卫生。

缺点是对骨料要求相当严格。骨料规格不规范导致的结果是生产配合比与目标配合比误差较大，生产的沥青混合料质量很难满足高等级路面的要求。目前能提供规格完全规范的石材的廠商不多。

2、成本分析

（1）设备成本。该设备购置费用约1000万元，增加破碎设备35万元，总费用为1035万元。

（2）生产成本。该设备可生产沥青混凝土拌和料180吨/小时，可掺入30%的旧沥青料（准确的比例数需根据级配试验确定）。

3、利润分析

按沥青混合料400元/吨计算，年生产下面层再生沥青混合料3万吨，那么额外增加的年利润（即：再生沥青混合料与沥青混合料的差价）为：

一类料：[400-（400×70%+200×30%）]×3万=180万元。

二类料：[400-（400×70%+225×30%）]×3万=157.5万元。

三类料：[400-（400×70%+250×30%）]×3万=135万元。

（三）两种设备的分析比较

综合比较两种设备，原间歇式沥青拌和站改造成热再生沥青拌和设备后，增加的投入4年基本收回。而连续式拌和设备投资回收期较长，另外，从性能上看，间歇式拌和设备生产的再生沥青混合料质量更稳定，能够满足高等级路面的要求。综上所述，厂拌热再生拌和设备推荐使用间歇式拌和设备。

四、厂拌热再生技术环节之二—材料评估

路面材料的评估，应根据历史资料、外观评估和现场检测的资料，将取样段分成若干具有同质或是相同性能的取样段进行分段取样，并对取来的样品进行试验分析与评估，主要包括铺层厚度、矿料级配、结合料含量和老化度等。

取样点的方法通常采用铣刨和取芯两种方法。铣刨法，是指按路面翻修的深度进行短距离的铣刨，用得到的材料做试验分析的样本；取芯法，按固定间隔或随机钻取多个芯样，芯样的数量取决于取样段材质的均匀性。取样必须具有代表性，因此要避免在最好或最差的区域取样。取样的位置和特征应记录，并进行评估，如在车道的位置、特定破损的区域等。

五、厂拌热再生技术环节之三—混合料的配合比设计

热再生配合比设计应首先确定外加集料的比例，然后确定沥青用量，根据Marshall或Superpare混合料设计方法计算出最佳沥青用量。

由于受回收料含水量、堆放温度、外加集料加热温度、再生混合料单位产量、拌和仓排气能力以及回收料中细料含量等因素影响，结合我国现有的施工经验和技术条件，建议采用含量为20%至40%的回收料作为间歇式厂拌热再生材料。

由于滚筒拌和机受回收料和外加集料含水量、再生混合料成品温度和含水量因素影响，建议采用20%至30%再生比例。

结束语

沥青路面再生技术的广泛应用是必然趋势，而我国再生技术还缺乏一套系统、规范的文件，大部分都在参照AASTO或ASTM的设计规范和Marshall或Superpare混合料设计方法，所以需要公路工作者在再生技术应用中不断总结和积累，丰富我国沥青路面再生技术的内容，提高公路路面养护技术水平。