沥青路面再生技术的概述和发展

    沥青再生技术的概述
    沥青路面的再生技术,是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料,使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。
    旧沥青路面材料再生,在理论上是有科学依据的。沥青路面在使用过程中沥青经受着行车和各种因素的作用,逐渐脆硬老化,其实是路面材料中的沥青结合料发生了老化。对旧沥青化学分析的结果表明:其油分减少,沥青质增加;路用技术指标表现为针入度减少,软化点上升,延度降低。
    沥青材料并不是单体,而是由油分、胶质、沥青质等组成的混合物。正因为沥青是混合物,所以可以用简单的方法掺加某种组分,或者将它和新沥青材料重新混合,调配成新的沥青混合物又重新表现出新的技术性质。在石油工业中,就有将硬沥青与软沥青按一定比例配合而成调和沥青的工艺方法。旧沥青材料再生,就是根据生产调和沥青的原理获得再生沥青的。
    所不同的是,在实际生产中不可能像在试验室那样,将沥青从混合料中抽提出来,与新沥青调和成再生沥青,再用于拌制成沥青混合料。所以,旧沥青不能单独再生,只能在沥青混合料的热再生过程中同时得到再生。正因为如此,世界上许多国家长时期以来投入了大量的人力物力不断探索再生RAP的有效技术,并形成了各种日臻成熟的工艺和设备。
    随着我国沥青路面高等级公路的发展,特别是许多高等级路面已经或即将进入维修改建期,大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃,一方面造成环境污染,另一方面对于我国这样优质沥青极为匮乏的国家来说是一种资源的浪费,而且大量使用新石料、开采石矿会导致森林植被减少、水土流失等严重的生态破坏。
    据统计,我囯每年有几十万到几百万立方米的沥青路面需铣刨,产生几万到几十万吨废旧沥青混合料。如能通过适当的再生方法加以有效利用,将会产生巨大的经济效益和社会效益。
然而,由于我国在沥青路面再生技术发展滞后,认识和经验不足,至今尚没有一部可供参考的技术规范或指南,业界许多人对应该采用何种工艺和设备再生沥青路面有所茫然,甚至对沥青再生后的路用品质存有疑虑。

    沥青再生技术的发展
    沥青路面再生技术很早就在国外工业发达国家应用。
    最早开始沥青路面再生利用研究的是美国,早在1915年就开始研究,但后来由于大规模的公路建设而忽视了对该技术的研究。直到1973年石油危机爆发,资金、油料、石材均发生了困难,加之环保法制的严格化,沥青再生技术重又引起人们的重视,并得到了迅速的推广应用。
    美国1981年热拌沥青混凝土350万吨,1985年就们增到2亿吨。到八十年代末美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半,并且在再生剂开发、再生混合料的设计、施工设备等方面的研究也卓有建树。目前沥青路面的再生利用在美国已是常规实践,其重复利用率高达80%。
    欧洲一些国家对再生技术的研究开展的相对较晚。70年代中期,联邦德国、芬兰、荷兰等国家相继进行小规模试验,并迅速组织推广和应用。联邦德国发展较快,首先将厂拌再生技术应用到了高速公路路面养护,到1978年已将全部废弃的沥青路面材料加以再生利用,发展速度和规模居欧洲之首。
    其次是芬兰,现在几乎所有的城镇都组织沥青路面回收料(RAP)的收集和储存工作。过去RAP主要用于轻型交通的路面和路基,近年来在中交通道路上也已开始应用。
    法国公路局对RAP再生技术的研究也颇为重视,现在已开始在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中逐步推广应用这项技术。
    前苏联早就对沥青路面再生技术进行了研究,在1966年就出版了《沥青混凝土废料再生利用技术的建议》一书,1979年又出版了《旧沥青混凝土再生混合料技术准则》,提出了适于各种条件下再生利用的方法,其中规定再生沥青混合料之可以用于高等级路面的基层。1984年前苏联出版了《再生路用沥青混凝土》一书,详细阐述了现场再生和厂拌再生的方法。近年来,前苏联再生利用技术发展较快,并在生产中广为应用,仅列宁格勒市因推广沥青路面再生技术每年就可节省沥青材料达1400吨之多。
    欧美国家特别重视沥青再生实用技术的研究,在再生沥青混合料的拌制工艺,以及与之配套的各种挖掘、铣刨、破碎、拌和等机具的研制方面取得了很大的成就,已形成了一套比较完整的再生实用技术,并且达到了规范化和标准化的成熟程度。
    欧美国家对诸如再生剂的再生效果、再生沥青混合料物理力学性能的评价方法等,也进行了卓有成效的研究,为沥青路面再生技术付之于使用提供了科学依据。
    80年代之前,欧美国家沥青路面的再生基本上采用厂拌再生工艺。80年代后,随着路面加热设备和就地材料试验检测技术的日臻完善,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、洗削、新材料的定量掺配、拌和、摊铺和碾压作业等一次就地完成。目前,许多工业发达国家已逐步采用这种工艺方法。
    日本道路协会出版了《路面修复工程技术指南》并就有关厂拌再生技术编成了手册。
    总之,国外沥青路面再生技术已日趋成熟,不同的再生工艺成就了不同的再生机械设备,已实现了全套机械化作业。今后发展的方向是机械的大功率、高效率、低成本和综合功能,并通过机械设备的不断创新而提高再生沥青路面的使用性能。

    沥青再生技术的分类
    沥青再生技术的分类方法世界各国不完全相同,美国ARRP(美国沥青再生协会)将各种沥青再生方法分成五大类:冷刨法(CP)、冷再生法(CR)、热再生法(HR)、就地热再生法(HIR)和全厚再生法(FDR)。
    其中,冷刨CP法为我国道路路面传统维修中的常规方法,为大家所熟知;厂拌冷再生CCPR法,再生后沥青混合料品质相对较低,仅适用于某些要求较低的道路维修,而且RAP和再生沥青混合料(RAC)还需往返运输,意义不大;而全厚再生FDR法,目前在我国应用还不多见。
    沥青路面再生工艺的不同,决定了采用机械种类的不同。在工程中采用何种工艺,主要应考虑旧路面基层损坏情况和沥青路面层的厚度。

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