沥青路面材料的回收再利用研究

2016-12-03楼寅杰汪羽程临安公路段浙江省临安市311300

低碳世界 2016年31期

关键词：旧料筛分骨料

楼寅杰，汪羽程（临安公路段，浙江省临安市311300）

沥青路面材料的回收再利用研究

楼寅杰，汪羽程（临安公路段，浙江省临安市311300）

本文就沥青路面材料的回收再利用做了相应探析。浅述了沥青路面材料的再生设备及其工艺，并分析了四种目前较为常用的沥青路面再生方法可行性，最后结合试验得出最终结论。

沥青路面材料；回收利用；经济性

国内的公路使用的多半是沥青路面，这是由于沥青路面建设速度快，有着良好的使用性能，且维修方便等优势。随着车流量的增多以及公路使用年限的增长，为了降低沥青路面的维修费用，减轻施工带来的环境污染。国内已经就旧沥青混凝土料的再生利用采用了各种再生技术及设备，通过回收旧沥青摊铺材料重新对公路进行罩面与加铺，是道路管理部门的首选方案。

1　沥青路面材料再生利用的必要

（1）对环境的负责，降低由于破碎石料与蒸馏提炼沥青时产生的污染与能源消耗[2]。

（2）开采石矿的费用越来越高，而石矿越来越少。

（3）包括沥青、骨料等在内的旧沥青摊铺材料都能再生沥青，降低了成本。

（4）如果使用路拌再生技术与设备，就可在维护的同时，进行再生翻新与通车，降低了交通堵塞率。

（5）随着科学技术的不断发展，通过回收旧沥青摊铺材料便可生产出性能优越的再生沥青混合料。

（6）国家越来越重视沥青再生利用，在这方面也给予了一定的优惠政策。

2　材料再生设备及其工艺

2.1厂拌热再生工艺

工艺顺序如图1。

图1

2.2四种沥青路面再生方法

2.2.1在热料提升机底部输送冷回收料

需在新旧输送皮带上安装连续称量系统，也就是在冷料实现给配设定，才能正确控制新材料与回收旧料间的比例。新材料根据正常的方式进到干燥筒里烘干与加热，并在热料提升机底部和冷旧料混合进行热传递，之后借助提升机进入热料仓，做计量，和沥青油、矿粉混合、搅拌、最后出成品[3]。

此种再生方法的设备初始投资成本少，缺点则有：①新骨料在未筛分的情形下，难以控制产品质量；②新骨料需想向旧料传热首先必须过热加温，但这会损坏骨料的化学性质；③只有延长新旧混合料的搅拌时间才能使新旧混合料的热交换良好进行，但这无疑降低了设备的生产率；④回收的沥青路面材料利用比例最多不超过20%，利用率较低；⑤在搅拌时，旧料含水量会随之逐渐蒸发，而且不易排出。

2.2.2再生环输入干燥滚筒

使用再生环输入干燥滚筒方式的优点在于：①新旧料混合时间长，能充分进行热交换，旧材料利用率最高能达35%。且无需加长拌缸的搅拌时间，不会影响到设备生产率；②由于可以直接在干燥筒内对流加热，故不会受到火焰辐射的影响；③水分能从主排风机排出。该方法的缺点则是：①新骨料无法被筛分的情形下，难以控制产品质量；②不太适用于目前常用的间歇式沥青混合料搅拌设备上，要更换干燥滚筒，成本费用高。

2.2.3回收料进入搅拌器

借助输送系统使回收的沥青路面材料进入计量仓，之后根据一定比例进入搅拌缸，新旧材料在搅拌缸内完成热交换，和沥青油及矿粉进行拌和。它的优势在于：①新骨料能进行筛分，产品质量得到一定保障；②投入的设备成本费用少。其缺点则是：①无法最大限度的利用到旧材料；②搅拌时间长但效率低。

2.2.4用专用的顺流式干燥滚筒烘干与加热

烘干与加热旧料用的顺流式干燥筒是此种再生方式的关键。为防止明火与旧料直接接触，明火会在干燥筒内一个特定的燃烧室燃烧，产生温度极高的气流，气流顺着材料流动的方向烘干与加热旧材料，使旧料中的沥青成分不受侵害。此种再生方式的优点是：①能筛分新骨料，由计量称控制新旧材料的给配比例，故能较好控制沥青硂质量；②能使旧料利用率最高时达到50%，设备生产率受到的影响也随之降低；③旧料加热状态趋向平稳；④有害气体的排放量不会超过国家限定的范围。此种再生方式的缺点则是设备投入成本高。

3　四种再生方式可行性分析

在以上这四种厂伴热再生方式中，前两种再生方式在生产时都不会筛分骨料，且国内石料规格还不够标准，故很难保证生产出来的产品质量。对第三种再生方式，如果在现有的搅机上做改造，需要增加回收料专门使用的冷供料器、输送皮带、提升机、储料仓、计量仓、管道与支架、电气控制部分需要的各个电器元件等设备[4]。这种方式对设备的技术含量要求并不高，沥青混凝土拌厂基本都能自行设计机械机构与控制系统软件。如果只是购买零配件或是委托单位加工结构件，则成本更低。对第四种再生方式，如果在现有的沥青混凝土搅拌设备上做改造，需要增加干燥筒、燃烧器、储料仓、计量仓、除尘器、辅助钢结构与电气控制系统等设备[1]。这之中，回收料专用的干燥筒结构复杂，技术含量要求高，需向专业的厂家购置，成本更高。另外，购置破碎机、初级筛分装置等配套设施，可完善回收沥青路面材料的再生利用性能。

4　试验分析

抽提筛分回收的沥青路面材料，取三份分别作为试样1、试样2、试样3，。其中试样1的油石比是6.46%，试样2的油石比是5.69%，试样3的油石比是6.07%。回收的废料未做破碎筛分处理，有部分呈现块状，根据筛分结果可知，回收废料的颗粒级配并不稳定。

拌和沥青混合料AC-201需要的集料用量分别是：旧料30%、10～20mm为24%、10～15mm为17%，石屑15%、中砂10%、矿粉4%。在烘箱中放进称量好的矿料与沥青进行加热，将旧料、集料、茂名AH-70沥青、混合料拌合机分别加热到100℃、190℃、160℃、190℃。待旧料与新集料达到指定的温度时，将其加入到混合料拌和机中，使用铁铲进行拌和之后，加入沥青拌和180s，将拌和好的沥青混合料做马歇尔试验。AC-201混合料最终的试验结果是：总油石比例分别是 5.5%（3.7）、5.0%（3.2）、4.5%（2.7），规范要求在4.0～6.0之间；实际密度分别是2.481g/cm3、2.473g/cm3、2.466g/cm3，无具体的规范要求；空隙率分别是2.57%、3.12%、3.89%，规范要求在3～6之间；沥青饱和度分别是82.1%、78.2%、72.3%，规范要求在70～85之间；稳定度分别是11.4kN、13.2kN、9.8kN，要求必须大于7.5；流值分别是42.3mm、36.2mm、22.1mm，规范要求在20～40之间。