[推荐]：沥青混合料就地再生技术（2004年第四期）

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摘 要：本文分析了沥青混合料就地再生技术的定义、分类、意义和现状，对比分析了沥青混合料就地再生设备的几种典型设备，详细阐述了就地冷热再生工艺，展望了就地再生设备和就地再生技术的前景和发展趋势。
　　关键词：沥青混合料 就地再生 冷再生 热再生

　　沥青路面经过一定年限的使用，受交变应力、循环应力等的影响，以及沥青老化和冰冻、高温的交替作用，出现诸如网裂、沉陷、车辙、拥包等各种病害并逐步扩展，致使路面结构难以适应不断增长的交通量要求，严重影响行车的安全性和舒适性，必须得以及时修复。在修复中，除了采用罩面、封层、灌缝、修补坑槽等项技术措施外，还可以采用路面再生技术进行修复。
　　沥青路面再生的施工方法按场地分有：就地再生和集中场拌再生。本文主要讨论沥青混合料的就地再生技术。

1 沥青混合料就地再生概述
1.1 定义
　　在许多情况下，沥青混凝土路面表面虽然被行车所磨损，失去了应有的粗糙度；或者由于沥青混凝土混合料中含油较多，出现了并不十分严重的车辙；或者由于低温收缩，路面出现许多裂缝，但面层材料并未老化，而下层还仍然坚实完好，没有必要将路面面层进行大修，而只要在表面加以修整，就能恢复路面的使用性能。为此，出现了就地修复沥青混凝土路面的施工方法，它可以使原沥青路面材料全部被重新利用。沥青就地再生是相对于厂拌再生而言的，不需移动铣刨的旧沥青，利用相关设备在现场进行加工处理，然后就可以摊铺碾压的一种路面修复施工工艺。
1.2 沥青混合料就地再生的分类及适用范围
　　根据目前国外的再生工艺看，沥青混合料的再生工艺有热再生和冷再生两种方法。就地冷再生是指对旧路面进行冷破碎、翻松，添加乳化沥青及其它外加剂，拌和、摊铺、压实而成路面的施工方法。加热软化现有沥青铺层，将加热后的铺层耙松到30~60mm深度，将耙松下的材料进行复拌再生或重铺再生，再生材料的摊铺及压实，这就是沥青就地热再生。
　　就地冷再生技术适用于所有路面标高不受限制的道路，由于高等级公路和大部分城市道路的路面标高在新路完成后已经基本确定，其可增加的幅度很小，所以在作为基层的再生层上摊铺新面层受到限制。因此，就地冷再生主要适用于一般公路、等外公路、部分城市道路及其它场地的维修改造。对于低等级公路特别是乡村公路，这种经过冷再生的路面就是最终路面；对于高等级公路，这种路面可作为高等级公路的基层。
    就地热再生是以沥青路面面层为施工对象，当路面损坏到基层以下时，原则上不适用。在国外就地热法再生技术多用于基层承载能力良好，面层因疲劳而龟裂的路段。此方法不适用于小型维修工程及难以确保连续机械化施工的工程，而且由于要加热沥青路面，施工容易受气候影响。
1.3 沥青混合料就地再生的意义
　　如果道路维护过程中产生的旧沥青混合料没有再生利用，则产生一个复杂的经济问题。一方面必须将这些混合物运到专门处理有害垃圾的倾斜场地进行处理，否则将造成环境污染；另一方面中国沥青资源极其匮乏，旧沥青混合料不利用是一种极大的浪费。如果将旧的沥青混合料通过一定的再生技术处理后重新摊铺在路上，将带来良好的经济效益和社会效益。
　　近几年，中国修筑的高等级路面大多为沥青路面。而且进口沥青占很大比例，价格昂贵，路用石料价格也日趋上升，原材料成本在整个路面工程所占的比例越来越大，对旧沥青混合料再生技术的研究利用就显得尤为迫切。过去再生材料主要用于低等级公路的路面和基层。近几年来沥青混合料再生技术发展较为成熟，有资料表明，发达国家在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中已开始逐步推广应用这项技术。而我国也已逐步开始试用这项技术。
1.4 沥青混合料就地再生技术国内外研究现状
　　国外对旧沥青混合料再生技术的研究一直颇为重视，而且技术成熟。欧美国家先后出版了“沥青混合料废料再生利用技术”、“旧沥青再生混合料技术准则”、“路面沥青废料再生指南”等一系列规范，提出了适于各种条件下沥青混合料再生利用的方法。并且在再生剂开发、再生混合料设计、施工设备等方面的研究日趋深入。
　　德国维特根公司是世界上公路再生设备的专业生产厂家，其冷热再生设备在世界市场上均处于领先地位，历史悠久，品种齐全，性能可靠，系列完善。维特根就地热再生设备的生产始于20世纪70年代，其系列产品包括：1000型热再生机组、2500型热再生机组及4500型热再生机组。经过多年的实践，尽管1000型及2500型热再生机组也具有性能可靠的特点，但由于1000型主要用于路面接缝处的热再生，2500型最大工作宽度仅为2500mm，因此，这两种机型的市场相对较小，已基本不再生产。目前仅生产市场上需要的4500型热再生机组。4500型机组有两台机器组成：加热机—用于对现有旧沥青路面进行预加热；再生机—用于对现有沥青路面进行就地热再生。截止到2001年10月，维特根公司的就地热再生机组已有113套活跃在世界各地的道路热再生工地上。仅2001年就出厂8套。我国首套维特根4500型就地热再生机组于2002年5月初引进，并首次在京—津—唐高速公路上进行施工。
　　在80年代之前，沥青路面的再生基本采用厂拌再生工艺。80年代之后，随着路面加热设备和就地材料试验检测技术的逐步完善，路面就地再生技术开始受到各国的重视。这种工艺是将旧路面的加热，铣削，新材料的定量的掺配、拌合、铺筑和碾压等作业就地完成。我国作为高速公路世界第三大国，尽快地发展此项技术有着深远地意义。经过多年努力，我国的沥青路面再生技术已逐步形成了自己特有的再生工艺，发展了一批适用的再生机械。

2 沥青混合料就地再生设备
2.1 沥青混合料就地冷再生设备
　　沥青就地冷再生设备主要由沥青路面铣刨装置、乳化沥青喷洒装置、螺旋分料装置、熨平装置及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为随着设备的行走，铣刨装置将旧路面铣刨并破碎，喷洒装置按照配比的要求喷入乳化沥青，同时，铣刨装置将各种材料搅拌均匀，经过分料螺旋在摊铺宽度范围内均匀分料，再经过熨平装置熨平，最后用压路机压实成型。
　　生产这种设备的公司有美国CMI公司，意大利MARINI公司，德国WIRTGEN公司等。
　　道路就地冷再生所需要的机械主要有冷再生主机、专用配套机械和通用配套机械三大类。冷再生主机主要有带熨平板的小型再生机、中型再生机、大型再生机和不带熨平板的再生机；专用配套机械主要为水泥稀浆搅拌输送车；通用配套机械主要为路面铣刨机、平地机、压路机、乳化沥青运输罐车、压路机、新骨料运输卡车、水罐车、液态沥青保温罐车卡车及水泥—乳化沥青—水联合运输罐车等。
　　就地冷再生施工主要由专用再生机械实现．其核心是一个装有若干个硬质合金刀具的切削转子，转子旋转时向上切削现有旧路铺层材料，如图1所示：
　　在转子切削材料的同时，来自再生机前面并由再生机推动前行的水罐车中的水，通过软管输送给再生机，并由机载系统喷洒进拌和罩壳内。喷水量由再生机的微机控制系统进行精确地计量，在拌和罩壳内与被切削下的材料进行充分均匀地混合以便达到压实所需的最佳含水量。同时，也可以加入其它种类的再生添加剂。
　　在就地冷再生施工中，绝大多数情况下需要使用再生添加剂，以便提高被再生材料的强度，而水和新骨料则视情况而定。采用何种添加剂．添加量多少?是否加水和新骨料，加入量多大?均应根据试验确定。首先应将旧路材料取样化验，获得原始数据；然后根据原始数据加入再生添加剂，必要时加入水和新骨料制成新材料试件并进行承载力检测；将检测结果与现行的施工规范进行比较，即可确定出合适的添加剂、新骨料种类及添加量。就地冷再生添加剂主要有水泥、水泥稀浆、乳化沥青、泡沫沥青、石灰、粉煤灰等。目前常使用的添加剂以水泥和乳化沥青为主，可单独或二者结合使用。二者结合使用能在获得所需承载力的同时提高基层弹性，以防止产生裂缝。
　　（1）意大利MARINI MPR2000型铣刨再生机
　　特点：＊可控制变速的再生机
　　　　＊再生深度、前进速度以及再生量的电控制
　　　　 ＊粘结济、水泥、乳化沥青，和/或泡沫沥青
　　　　 ＊最大切削深度：32cm。
　　（2）德国维特根（WIRTGEN）公司生产的系列就地冷再生机械
　　本机设计思想的实用性：移动式拌和设备可以安装在料场。将RAP材料与泡沫沥青及水拌和再生后直接进行摊铺，能全部再生旧沥青铺层材料。可以用在低等级道路、停车场、人行道、料场的基层和面层以及行车道的基础。
　　图3为KMA150型移动式冷混合料搅拌设备结构简图。构成KMA150拌和设备的所有部件均装在一个半挂车上，其中包括一台带发电机的柴油机动力装置，其微机控制系统允许该设备间歇试生产（预设吨位，直接装入卡车）或堆料时的连续式生产方式，后一方式因材料可以储存很长时被普遍用于以泡沫沥青为粘结济的成品料拌和。骨料和粘结料均经过精确计量以确保成品料的质量。本设备的易于操作及可靠性是其明显的优点。
　　（3）美国ROADTEC RX110路面冷再生设备
　　RX110具有就地冷再生能力，它可重新利用现有的路面材料。通过加入液态活力恢复介质，使任何性能的材料进行就地冷再生。如果需要的话，亦可以适当增添骨料，以满足使用要求。本机的铣刨深度适合于压实的乳胶材料。RX110再生料可用在车辆量大、有耐磨沥青面层覆盖的基层道路上。在车流量不大的道路上，这种再生料覆盖碎片层后可作为耐磨路面使用。
　　图4表示的美国ROADTEC公司RX110就地冷再生设备的结构简图，由图中可以看出有以下几部分组成：
冷铣刨：精确的斜度控制、斜坡控制，向下铣刨事材料有两个卸料点。四履带行走机构，1000马力CAT柴油发动机。铣刨鼓单侧驱动，因此可实现任何宽度的铣刨。
　　双料斗提升机：将铣刨的材料提升到振动筛上，进行筛分。
　　水平振动筛：筛分铣刨的材料，并将超大规格的粒料进入联机破碎器中进行破碎。
　　联机（击打式）定尺破碎器：避免超大尺寸的再生粒料重新用于道路中。
　　前后材料输送机：将合格的材料输送到双轴搅拌系统中。
　　带有称重装置的输送器：对进入输送器的材料进行称重，同时对需添加的泡沫沥青称重。
　　液体添加泵送系统：设计简单而且可靠，系统包括：泵、过滤器、仪表以及计算机，可对添加的液体材料进行精确的称量。
　　双轴搅拌系统：收集输送机上的混合料及泵送、喷淋的泡沫沥青，双搅拌系统可生产出各种级配的再生混合料。
　　布料宽度选择：布料器宽度从9′6″~13′6″(2.9~4.1m)。使用附加装置，可对宽度进行伸缩调整。
　　施工中由RX110出来的再生混合疗呈料堆形散布在路面上，之后由具有拾起功能的料堆提升机收集起来。料堆提升机将再生沥青混凝土输送到摊铺机上，经摊铺后，由压路机进行压实。
2.2 就地热再生设备
　　(1)意大利MARINI ART220型自行式沥青混合料就地热再生设备
意大利玛连尼(MARINI)公司生产的ART220型自行式就地热再生设备是用复拌再生法进行沥青路面再生的专用设备，其外观如图5，设备简图见图6。
　　从图5中可以看出，该设备主要由前部的牵引底盘和移动连续式滚筒拌和设备两大部分组成。由冷铣刨机铣刨出的冷旧沥青混合料经过装料机构、皮带输送机进入冷供料装置的料斗内。新加入的热沥青由热沥青贮存装置经沥青流量计计量后喷入滚筒，与通过计量称重后进入滚筒内加热的冷旧沥青混合料一起拌和，拌制出再生混合料，再送至沥青混合料摊铺机的料斗中。抽风清洁机构的作用是将铣刨后的路面清理干净，便于摊铺再生沥青混合料。乳化沥青喷洒管是用来喷洒作为粘层油的乳化沥青。
　　为确保滚筒拌和装置的稳定性，该设备装有滚筒倾斜角度自动凋节装置。当由于道路坡度的变化改变了滚筒的初试安装倾角时，自动调节装置将自动变化滚筒的倾角，使滚筒初始安装倾角始终保持不变、确保生产正常进行。该设备主要技术性能参数如下：
　　再生沥青混合料生产率：100t/h
　　滚筒外形尺寸(L＊d):8000mm＊2 200mm
　　总外形尺寸(L＊B＊H):32.6m＊6.2m＊4.3m
　　总质量：约64.5t
　　用ART220型就地热再生设备进行旧沥青路面再生的施工作业简图和配套机械见图7。
　　具体施工工艺过程为：将需要再生的旧沥青混合料取样检验，确定需要新添加的集料与沥青的数量；将需加人的集料通过一撒布车均匀而精确地撒布在待再生的旧路面上；用冷铣刨机铣削旧路面，同时将新集料与铣削出的旧沥青混合料拌和均匀，并形成一个长条状的连续料堆；通过ART220型就地热再生设备，将该料堆的混合料与需加入的热沥青一起，拌制成热再生混合料；喷洒乳化沥青粘层油；将热再生混合料卸入紧跟在再生设备后面的沥青混合料摊铺机的接料斗内，摊铺成型再经压实机械压实后．即可形成新的再生沥青路面。
　　ART220型就地热再生设备的组装、拆卸、转移运输较为方便，再生施工可分幅实施，交通干扰少。根据旧沥青路面的不同路况，旧沥青混合料的加入量可达85%。该设备特别适用于高等级公路或机场跑道等大型再生工程施工。
　　与该设备配套使用的铣刨机、摊铺机、压路机，均为标准设备。其型号选择要根据再生设备的生产率不低于100t/h的要求来确定。 (未完待续)
（收稿日期：2004-04-10）