旧沥青混合料厂伴热再生技术的应用研究
2018-02-16李晖
李晖
摘 要:再生沥青路面材料(RAP)在沥青路面使用中已成为道路行业的一大亮点。由于可堆垛空间的限制、优质新石材的减少以及油价的上涨,RAP回收的前景十分广阔。因此,评价废旧沥青混合料热混回收的适用性是非常重要的,本文将对这一问题进行研究。
关键词:废旧沥青混合料;厂拌热再生;技术应用研究
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)22-0116-02
1 道路桥梁的研究背景和意义
我国高等级公路大多为沥青混凝土路面。根据维修周期,每年有大约七千到八千公里的高速公路需要维修。再加上第三、第四等,中国每年将生产约1亿吨废弃沥青。大量的废弃物造成了大量的资源浪费,加剧了对生态环境的破坏。近年来中国经济强劲复苏,国民经济保持又好又快发展,公路建设进展迅速。自2011年以来,中国已建成71,400公里的新高速公路和19万公里的新农村公路,其中包括11,000公里的高速公路。自2012年上半年以来,中国已在道路建设方面投入了4730亿元。据“十二五”规划,“十二五”期间交通基础设施投资总额约6.3万亿元,比“十一五”期间高出31.9%。其中大部分资金将用于道路建设。“十二五”期间我国公路网进一步扩大,总长400万公里。高速占全市20万人口的90%以上,公路总里程达10.8万公里。然而,随着车辆荷载的不断增加,各等级公路存在着严重的超载和超载问题。路面病害日益增多,危害严重。此外,许多高速公路相继达到使用寿命。每年都有大量的高速公路需要检修和维护。
2 沥青再生技术的应用意义
2.1 节约资金,从而降低工程造价
我们每年进口大量的沥青和原油来提取沥青。因而沥青再生技术在我国的应用具有重要意义。可以充分利用旧沥青混合料中的石料,处理过的沥青的利用率可达到约50%。通过我们的实验,我们知道研磨材料含有4%的沥青。如果再处理变得浪费,它可以节省很多钱。据我们粗略估计,每吨可以节省200至250元,而且经济效益可观。这将节省大量的石头和沥青粘合剂。从而降低项目的成本。我国石油沥青产量低,蜡含量高,沥青质量低。
2.2 节约资源从而保护自然环境
中国的高速公路主要是沥青路,所以在高速公路改造或重建和扩建过程中,会有大量的老沥青混合料。在中国,每年挖出约1亿吨的旧沥青混合料,政府每年花费大量资金处理这些混合料,这些混合料被用作垃圾和残渣。如果对旧沥青混合料进行大规模的热混合回收利用,废弃沥青混合料对废弃场地和周围自然环境的污染将大大减少。旧的沥青混合物也用于矿物中。它有效地降低了岩石开挖和保护免受损害自然环境。
3 旧沥青再生方式分析
3.1 廠拌热再生分析
植物混合热回收是一种挖掘旧沥青路面材料(RAP)并将其运回混合厂的方法。经粉碎筛选后,根据混合比将新型沥青粘结剂、新型集料和回收剂混合,形成热搅拌沥青混合料。植物混合热回收技术已广泛应用于高等级公路。与其他回收利用方法相比,它有许多优点:通过对老沥青混合料的挖掘试验分析及混合比例设计等,它可以选择适当的恢复代理,并准确地计算新的沥青粘合剂的量和新的聚合的比例。再生沥青混合物的比例,可以在搅拌的过程中精确地控制,加热和搅拌的温度可以被精确地控制,沥青老化程度可以提升到最小,并且混合物生产质量能够得到保证。循环混合料可根据需要运输到其他地方,避免材料浪费;因而旧沥青路面开挖和运输回收沥青混合料混合后可以回到人行道上,形成回收沥青拌和设备,可以有效地控制路面的高度,并且可以解决各种各样的疾病,是否路基问题,或基础疾病和表面必须完全治疗前回收沥青混合料可以铺成的。当然,热混料回收技术也存在一些不足:旧沥青混合料开挖后需要运回拌合厂,运输成本增加;因此设备的成本增加,其中有设备在现场没有快速恢复。虽然仍有热再生混合动力技术的一些不足,有些成果还需要进一步的研究,这无疑是四个再生方法中最成熟,最可靠的方法。
3.2 就地热再生分析
就地热再生需要特殊的再生设备,沥青路面直接通过施工现场加热和研磨。就地热再生技术在沥青路面早期病害修复中有着巨大的应用空间。就地热再生对运输成本没有影响,但再生深度是有限的。
3.3 厂拌冷再生分析
冷再生混合是指旧沥青路面开挖并用新的聚合充分混合,在常温中乳化沥青,以形成回收的混合物,然后将其输送回施工现场进行扩散和压实,以形成新的沥青混凝土路面。冷再生混合不仅可以解决路基疾病问题,同时也增加了运输成本。这种方法使用低粘度沥青材料,所以稍微加热,旧的材料混合,在室温下,与辛材料混合,即冷材料热油再生方法,旧的总不加热,如果旧沥青混合料只是作为骨料,其混合物的热沥青混合料需要很短的时间内,缓慢的时间,不应该过早。应在乳剂破乳开始时先进行,重后轻,采用双光第一圆轧制,低频振动压实,最终采用轻圆钢轧制,应特别注意最初的维修。
3.4 就地冷再生技术分析
就地冷再生方法是指充分利用现有的旧沥青路面材料,包括表面层和基础,当需要增加一些新的材料,并且按比例加入一定量的添加剂,如水泥,水泥浆体,沥青,泡沫,在自然环境中,在原地连续完成物料的粉碎,搅拌,摊铺和压实成型,这是一个需要建立一个新的道路工程质量性能。本地冷再生技术具有许多优点,包括成本低,原有的道路上利用一切可以利用的资源,质量好,设计根据当地路况和原材料,高效率的提高,所有项目可以在同一时间内完成,对周围染污少。
4 废旧沥青技术应用配合比注意事项
4.1 旧沥青混合料厂拌热再生配合比设计
选择回收的混合料后,即可进行混合比设计。目前国外有系统的设计方法,但国内没有成型系统。在实际应用中,采用普通沥青混合料配合比设计。因而,探讨再生旧沥青混合料的配合比设计具有重要意义,希望进一步完善我国此类路面材料的配合比设计旧沥青混合料的分类及破碎值;旧沥青混合料含量及理化指标;含水率与砂当量的旧沥青混合料。路面结构的表面组成、各层厚度及材料组成(岩石类型、沥青标志、数量等)不尽相同。因此,建议对每一层分别进行处理、分类和使用,并根据不同的沥青表面进行性能评价。在该实验中,处理过的旧材料的最终样品萃取,旧材料的均匀性考虑。在热再生沥青混合料的设计中,旧沥青混合料中沥青含量的检测非常重要,这与再生沥青混合料的最佳含量有关。如上所述,每层中使用的材料的沥青含量通过单独的测试确定,并且所用材料的最终沥青含量由设计和构造中使用的油量确定。强调抽样的重要性。首先不同结构层的旧沥青混合料的沥青含量不同。我们应该做的是尽可能地混合收集的沥青混合物,以确保旧路面的沥青性能具有代表性。其次应重复测试旧沥青的性能(粘度,渗透性),以便于选择回收剂。
4.2 确定厂拌热再生混合料沥青标号
对厂拌热再生混合料,根据公路等级、混合料层数、设计速度、工程气候条件、交通量等条件,选择再生沥青的目标标号作为目标标号。当再生沥青路面材料(RAP)的比例较大时,也可以使用再生沥青的目标标签。根据实际情况,适当降低沥青目标等级。
4.3 再生剂以及用量的确定
再生沥青的基本性质与旧沥青混合料,取料机和新沥青的性能,但这种情况是基于充分混合取料机,老化沥青和沥青的新的理想状态。在实际生产和建设中,这是很不理想的。原因如下:
第一:施工顺序,由于施工过程是在适当的条件下,在老化沥青混合料上喷洒回收配方,并允许有适当的静态时间(通常为1到2天)。回春剂固有的低粘度、高渗透性渗透到老化沥青混合料表面。并将其充分整合,以达到提高旧沥青性能的目的。
第二:它可以提高瀝青的性能,但它只是一个实验室的测试和分析。在实际使用中,必须再次软化老化的沥青混合物,然后将新的骨料和沥青混合物添加到混合罐中。在许多施工条件下,老化的沥青混合物在进入搅拌釜之前不应在低温下加热或加热,但需要加热新沥青和新的砾石以将热量从旧混合物转移到旧材料中。在这个过程中,再生沥青和新沥青不能完全结合。原因是:旧沥青粘附在旧骨料表面会形成一层沥青膜,由于一定程度的粘附,旧沥青从旧骨料中释放出来,很难与新沥青完全混合。
第三:正常施工搅拌罐搅拌时间短(一般不超过90秒),新老材料不能进行足够的传热,旧的材料温度很低,这个时候老骨料表面沥青流动性差,和新沥青混合效果不会理想。从以上分析可以看出,在一定的施工条件下,再生剂和老化沥青的溶解度较好,再生沥青和新沥青只能部分溶解。因而为了保证回收沥青混合料的质量要求,旧沥青的老化性能得以大幅度提高,与新加入的再生剂相比,应该发挥重要的作用。在过去,低粘度沥青加入一些回收的路面工程,恢复老化沥青的性能。从理论上讲,低粘度沥青可以降低老化沥青的粘度,改变老化沥青的流变性。只能部分恢复老化沥青的路面性能。所以这种方法并不在实际施工的理想选择。在一方面,如果旧的材料和新的沥青在相对低的温度和高的温度状态进行混合,旧沥青不能完全释放,新的沥青和旧沥青不能完全溶解,也不能旧沥青降低其粘度。相反旧聚集体的表面会吸收沥青的一个新层,这将使得涂布有沥青的两层旧骨料,内层是旧的沥青,并且外层是新的沥青。虽然旧沥青仍然有旧的总实际的接触,新的沥青基本上不改善旧沥青混合料的现有属性。旧沥青的性质是热循环混合。不同再生剂的粘度比低粘度沥青低得多,但提高老化沥青的性能容易,渗透性较好。以上几点非常清楚,可以选择试剂的种类和剂量。
(1)各种再生剂被认为与不同的路面结构类型,气候,交通量和沥青老化程度相结合。(2)再生沥青的粘度与渗透率应作为确定再生剂用量的指标。由于再生沥青的粘度和渗透率与其他指标密切相关,因此控制这两个指标可以很大程度上控制再生沥青的质量。(3)最后是测试,通过对旧沥青的回用剂粘度比、理化指标的测试,选择最佳综合指标的回用剂用量为最终值。
5 结语
随着社会的发展和科学技术的进步,随着交通量的增加,我国公路扩建和改建项目在未来公路建设中的比重将日益增大。废弃沥青混合料再生技术大大降低了能耗和浪费,值得推广应用。至于具体方案的选择,应从路面结构要求、能耗和排放以及实际方面综合考虑再决定。
参考文献
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