浅谈厂拌热再生技术特点及效益优势
2016-05-30周新波周勇
周新波 周勇
摘 要:截止国家十二五规划末期,我国高速公路里程数已经突破10万公里,经过多年使用,早期修建的各等级公路均已进入大、中修养护阶段。传统的养护维修方式,将产生并废弃大量旧路面铣刨材料,而这些材料又存在堆弃困难、污染环境等问题,同时国家又有相关政策,禁止大量开采矿山资源。针对这一系列的问题,迫切要求我们在道路维修中要改变传统养护施工,沥青路面再生施工工艺,充分利用了旧路面材料,有效解决这一系列问题。其中厂拌热再生则作为目前国内外最常用的旧沥青混合料再生利用方式越来越受到重视。本文将结合青岛胶州湾大修项目厂拌热再生的生产,从其技术特点、设备特点和质量控制及成本对比分析等方面分别进行论述。
关键词:厂拌热再生 技术特点 质量控制 成本对比
一、厂拌热再生特点
1.概念。厂拌热再生是一种将旧料铣刨回收,运回拌合厂破碎分类,利用厂拌热再生设备,根据路面设计要求进行配合比设计,确定旧料掺配比例并添加再生剂后与新集料、沥青等进行拌合,最后获得性能符合路用要求的热再生沥青混合料,并铺筑使用的施工技术。厂拌热再生技术已较为成熟,本文将主要从厂拌热再生的施工工艺、设备特点以及质量控制进行介绍。经过国内外多年的实践表明,厂拌热再生技术具有良好的适应性及应用性,经过严格的配合比设计能使厂拌热再生沥青混合料各技术指标不低于普通沥青混合料,路用性能完全满足高等级路面的要求。
2.政策支持。2012年,交通運输部印发的《关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见》489号文件,提出到“十二五”末,全国基本实现公路路面旧料“零废弃”,路面旧料回收率达到90%以上,高速公路路面旧料回收率达到100%,循环利用率达到95%以上。从2009年1月1日实行的《中华人民共和国循环经济促进法》首次以国家法律形式对再生材料利用提出了政策鼓励、资金支持与税收优惠政策到2015年7月1日财政部下发实施的《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》(财税[2015]78号)提到对符合《再生沥青混凝土》(GB/T 25033-2010)规定的技术要求,添加比例不少于30%的废旧沥青混凝土生产的再生沥青混合料实施增值税减免50%的即征即退政策,国家对沥青路面绿色养护技术越来越重视。当前中国面临着大气污染、垃圾处理困难等各种环境问题,交通行业消耗的能源占到全球消耗总量的1/3,CO2排放量占1/4,这就迫切要求实施生态文明、节能减排的公路建设理念,向低碳公路、绿色公路的方向发展。再生技术的利用将是实现这一目标的有效途径,再生技术产业将作为朝阳产业发挥其巨大技术优势。
3.厂拌热再生工艺特点。
3.1厂拌热再生铣刨料处理。(1)在现场铣刨旧料(RAP)时,铣刨速度是控制关键点,铣刨速度越慢,RAP料越细,行走速度越快,则反之比较粗。通过在实际施工中的经验,铣刨时速度宜设定4-6m/min为宜,此速度铣刨的混合料利用率比较高,级配破坏比较小,按照此方法铣刨后将RAP材料运至拌和站。首先对拉到后场的铣刨料先不直接卸至料堆,而是尽量平铺进行预除水,保证不让过湿的铣刨料上料堆,然后对于再生所用的铣刨料我们在拌合站料场区根据铣刨结构层次及结构类型进行分别堆放,采用我们自己研发的分筛机进行二次筛分,从筛分情况看,筛出的分级铣刨料级配较均匀,筛分效率也比较高,达到每小时200吨的筛分产量。筛分好的料要严格控制堆放高度,一般不要超过2m,确保铣刨料不发生在自重作用下产生粘结。(2)关于破碎机筛孔的设置原则需要根据铣刨料的级配、旧料仓的容积及再生沥青混合料的工程级配要求等进行确定。(3)破碎后的RAP分级铣刨料要进行分规格堆放,并进行搭设防雨棚进行遮盖,防止灰尘和雨水进入,同时不定期进行材料含水率检测,确保生产时料仓内的RAP材料含水率不大于3%。(4)破碎筛分后的RAP需按规范(JTG F41-2008)进行相关指标的检测,其中关键指标包含:沥青含量、沥青三大指标、RAP砂当量、RAP含水率、RAP抽提后的级配等,需满足技术规范的要求。
3.2厂拌热再生混合料拌和质量控制。厂拌热再生沥青混凝土相比较普通沥青混凝土的生产设备需要在拌和设备中增加旧料加热仓和再生剂添加装置,其他基本相同。普通沥青混合料拌和设备需要通过改装才能用来拌和再生沥青混合料。生产中再生料是以冷配混合级配的形式进行加热和计量,再生料通过皮带机完成冷配,经过三级输送送至再生料提升机,由提升机提升到再生料加热高位滚筒内加热,加热控温最高达160度,我们现在铣刨料加热温度控制在130度左右,控温精度比较高。同时再生料不与火焰接触,通过滚筒内侧面与再生料进行热交换,避免了再生料的二次老化。加热完成后铣刨料混合料跌落至50吨的再生料出料仓,然后逐盘计量经高速运输带送至拌锅连同新骨料、沥青、矿粉进行拌合生产
本项目采用的是间歇式拌和机320型和120型再生附楼,拌合中新热骨料和冷旧料分别独立加热、计量,且新热骨料筛分后再计量的工艺方式,提高了再生沥青混合料的质量,对生产率的影响也不大,旧料的加入量最大可达到50%,是一种较理想的再生拌和设备。同时再生尾气通过再生排风机返回原干燥滚筒里,对再生尾气进行二次燃烧,完全去除了沥青烟气,在减小布袋除尘负担的同时,有效利用了废弃热能,节能环保。对于新集料一般加热温度要到180-185度,最高不宜超过200℃,干拌时间一般比普通热拌沥青混合料延长5-10s,总拌时间延长15s左右。控制每盘混合料的拌合时间为60s,保证新集料与铣刨料充分搅拌混合,让新旧沥青充分融合,混合料的出料温度比正常沥青混合料高5-15度,对于普通热再生沥青混合料的出料温度一般控制在160度。
与常规拌和站相比,再生拌和站增加了沥青再生附楼等再生设置,如下图所示:
增加再生附楼的拌和站
3.3厂拌热再生混合料摊铺与碾压。热再生沥青混合料的摊铺温度宜比普通热拌沥青混合料高5℃-15℃。(不小于140℃)。初压采用双钢轮振动压路机前静后振1遍,高频低幅振压3遍,复压采用轮胎式压路机碾压4遍,终压采用双钢轮振动压路机静压2遍,至消除轮迹印。
二、厂拌热再生工程实例
1.项目厂拌热再生情况。青岛胶州湾大修项目在路面维修中采用了厂拌热再生技术。该项目采用维特根2000型铣刨机进行现场铣刨,其中进行厂拌热再生的沥青混合料类型有AC-25型和AC-20型及SMA-13。RAP在再生沥青混合料中的含量占30%,旧沥青约占沥青总量的34%,其中铣刨料中总沥青含量为1.4%,再生混合料沥青含量4.1%.其中再生剂的掺量为铣刨料(RAP)中沥青含量的10%。
2.项目常规施工与热再生施工成本对比分析。以下是项目常规施工和使用再生技术施工节能减排对比表,以1公里为例(加30%旧料,再生单幅路宽11米,厚度16cm)进行计算。
单幅1公里厂拌热再生比常规施工能耗及减排差值(表3)
从上述表中可以清楚的看出,利用厂拌热再生技术,维修单幅1公里路面,可以节省能耗折算为12.5吨的标准煤,减少二氧化碳排放量34.吨,减少二氧化硫排放量为1.1吨。每利用1吨旧沥青混合料,则节省1吨新石料,利用废旧沥青20千克,与传统养护相比,再生技术养护可减少成本15%左右。总之,目前沥青路面的厂拌热再生技术利用作为一项节能环保的技术已成为我国公路建设和养护发展的重要维修方式。采用沥青路面厂拌热再生技术对公路维修产生的废旧路面材料再生循环应用于道路基础设施建设和养护,变废为宝,形成了一个符合循环经济模式的产业链,其做到了可以减少环境破坏,降低养护维修成本,经济效益和社会效益越来越显著。同时也想通过本文的简单介绍,让厂拌热再生技术越来越广泛的应用到公路维修市场中来。
参考文献:
[1] 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004.
[2] 公路沥青路面再生技术规范 JTG F41-2008.