内容摘要: 随着我国公路建设的快速发展,公路养护将成为新的热点。由于人们对环境问题的日益重视,公路环保养护也将是公路养护发展的必然趋势。而利于环保、注重效益、低成本高效率的旧沥青路面热再生技术与设备为沥青路面养护提供了非常先进有效的技术和方法。因此,积极引进和推广应用先进的旧沥青路面热再生技术与设备是符合环保养护方向的正确选择,更是一项利国利民的举措。它所带来的经济效益、社会效益都将是相当可观的。 关键词:旧沥青路面 热再生技术 设备 环保 推广
一、热再生技术的发展与热再生技术的优越性
我国至“九五”末已建成通车的140多万公里的公路中(其中高速公路里程约16000公里),以沥青路面为主的高级、次高级路面的比重就达43.6%。目前全国有很多沥青路面公路已进入大、中修期。我们可以做一个简单的推测:如果按照沥青路面的设计寿命15至20年计,从现在起全国每年需要大中修的沥青路面以10%计,十年以后仅高级和次高级沥青路面每年大约就有六万公里需要进行大、中维修。如不再生利用,每年因此所产生的废旧沥青混合料将超过1650万吨,它不仅造成极大的不可再生材料资源的浪费,还严重污染环境。如能再生利用这些废旧沥青混和料每年则可节省材料费约25亿元,而且保护环境。很明显,推广和应用旧沥青路面的再生技术与设备极具经济效益和环保价值极高的社会效益。
由于全球性的环境问题日趋严重,迫使全球有史以来对环境问题极为关注。在这种形势下,利于环保、效益显著的沥青路面热再生技术的应用和推广应引起公路行业的足够重视。欧美等西方发达国家早在60年代就开始了旧沥青混合料的再生技术的研究,特别是70年代后期,由于沥青资源的匮乏,而且加注人们环保意识的不断增强,使得这项技术的研究和试验受到了发达国家的普遍重视。如美国、加拿大、德国、日本和前苏联等国家都十分重视并迅速发展沥青路面再生技术的研究和应用。现在美国、加拿大的热再生技术在世界发达国家已得到了广泛的应用,并取得了良好的应用效果。 由于沥青路面需要经常性的养护而且要不分季节地及时、快速进行,对沥青路面的周期性、预防性的大中修应当按规范规定及时进行。目前我国沥青路面养护大部分仍用传统修补方法,成本高、效率低、效果也不好。而旧沥青路面热再生技术应用的成功,则为沥青路面养护提供了非常科学、经济、合理、可行的办法。 其优越性为: (1)可以节约至少50%以上的沥青材料,节省了大量石油资源; (2)砂石料也是不可再生材料,由于大量的开山采矿破坏了地表植被,对环境也造成长期不良影响,而旧沥青混合料的再生利用,则可节约大量矿料,同时保护环境; (3)旧沥青混合料再生利用可大大减少旧沥青混合料废弃所占用的土地及对环境的污染,既节省了宝贵的十地资源,又利于环保; (4)在热再生技术的基础上生产的热再生设备大部分是环保型设备,施工时无烟雾,无环境污染; (5)旧沥青路面热再生技术与设备的应用节省了大量的养护维修成本。 由此可见,旧沥青路面再生利用的经济效益和社会效益是非常可观的。 美国热再生技术的特点是一年四季随时都可对常见路病进行快速修补(如美国的KM系列热补板及再生料箱);加拿大的热再生技术更侧重于旧沥青路面的现场热再生翻新技术(如市场占有率较高,技术先进的加拿大生产的Pyropaver 300E------热力坦克和Dynaire----迪奈尔热再生机整车道现场热再生翻新设备);德国的热再生技术主要是破碎的旧沥青混合料现场热再生机(如德国的著名品牌“Bagele Asphalt Recycler”),它如同一个可随时移动的“旧料再生小拌和站”,使用非常方便。
二、热再生技术与设备在沥青路面日常养护中的应用 近年来,随着我国高速公路的迅猛发展,公路养护事业也进入到新的发展时期。旧沥青路面热再生技术的应用也逐渐得到了公路部门的重视。近几年我国也引进了部分国外的热再生养护设备。其中有些设备适应了中国市场,由于设备的性价比合适,用途也较广泛,设备使用维护费适中,因此用户反映良好。而有的设备性价比不合适,使用效果也不理想,设备的折旧和维护成本太高,造成设备使用率不高,用户反映买得起,用不起。笔者认为对于沥青路面的日常养护来说,主要目的是能快速地处理一些诸如裂缝、车辙、拥包、松散、坑洞、大面积龟裂等路病,以确保公路运营的安全性和舒适性。在这类设备当中,热再生技术与设备是沥青路面日常养护最为理想的选择。用户可以根据实际需要,灵活选择适合日常养护要求的设备。
1、美国的KM系列热再生养护技术与设备 据了解,美国的KM(楷模)系列的热再生养护设备自从进入中国市场就显示出它的优越性,很快受到用户普遍认可,市场需求稳步上升,应用前景很好。它的突出优点是经济实用、易于操作、不污染环境、有很好的性能价格比、资金回收快。该系列产品主要技术特征是: (1)公路养护不受拌合站的限制就可以随时随地的得到热的沥青混合料,并对路病进行快速修补; (2)公路养护不受季节的约束,一年四季都可以对沥青路面进行全天侯的修补; (3)可以根据目前的设备状况来选择所中意的设备,任意组合,实现对沥青路面的快速修补; (4)无弱接缝,热补效果好; (5)使用方便、移动自如、定位准确、操作安全。
KM(楷模)系列的热再生设备非常适用于沥青路面的日常养护,它是一种典型的投资少、见效快、环保型的沥青路面热再生养护设备。
2、德国的Bagela旧沥青料现场再生机的应用 另一类值得推广的热再生技术设备是破碎的旧沥青混合料现场再生机。目前在国内可以看到的是德国的Bagela(“拌得乐”)旧沥青混合料再生机,以及韩国的一种产品(国内自行生产的一种再生机与韩国的大同小异)。德国的Bagela再生机与韩国和国内再生机相比具有更好的性能,首先在加热方式上,该再生机采用间接式加热,对原有沥青料的损坏很小,同时也避免了由于燃油燃烧不充分对沥青料造成的侵蚀;其次,它可以在工作现场连续作业,边再生边卸料,缩短了作业时间,而且移动灵活,使用方便。该设备不仅使用性能优,而且经济效益也很突出。我们以使用一吨新沥青料和再生一吨旧料作个效益分析比较。
使用新沥青料与再生旧料经济效益分析表 表2.1
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新沥青料 |
再生旧料 |
节省费用 |
成本费用 |
240元/吨 |
15天/吨(油耗5公斤/吨\燃油3元/公斤) |
225元/吨 |
6小时/天 |
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6小时/天×10吨/小时(生产量)=60吨/天 |
13,500元/天 |
年人工\机具设备折旧费 |
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≤350,000元/年 |
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100天/年 |
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100天/年×13,500元/年-350,000元月/年 |
1,000,000元/年 |
从上表分析可以看出,再生料每吨可节省费用225元,如按每天用60吨可节省费用13,500元,按每年工作100天,则节省费用100万元,可见经济效益相当可观。 以上热再生技术和设备适用于沥青路面养护中的小面积病害治理上,我们可以根据养护的实际需要灵活选择和配备使用。
三、热再生技术与设备在沥青路面中、大修翻新中的应用 我国从1987年至今,修建高速公路已近16年,目前已有几条路路面破损较严重,需要进行大、中修或翻新工程,如京津塘、沈大、沪嘉、京石高速公路通车年限已在7-13年之间。一般使用年限15年就要进行大修,何况我国的超限运输现象一直存在,对路面的破坏更严重,加快了路面破损程度,缩短了道路使用寿命。而“两步法”、“多步法”现场热再生翻新技术在同类技术中是优越的、先进的,同时这类设备在国际市场上的占有率也较高。“两步法”是由加拿大PyroTECH公司开发研制成功的。PyroPaver300E热再生设备机组(热力坦克)是两阶段再生技术发明者多年实践经验积累的结晶,代表了国际现场热再生技术的前沿,也是典型的环保型养护设备。“两步法”的特点为;(1)不中断交通、可一年四季全天候施工;(2)大量节约成本,再生效率高;(3)环保清洁、无烟操作;(4)不改变路面标高、可随意调整级配;(5)整车道修补翻新效果达到新路标准;(6)再生质量高,可除掉加热沥青产生的潮湿含量,粘结力强,热接缝效果好;(7)操作转场方便;(8)再生速度快,每小时可再生300多米。 “两步法”是通过一个连续的过程,顺序分两层将原有的旧沥青路面加热并铣刨,每层铣刨深度可达2.5公分,两层可达5公分。然后将热的铣刨料进行现场热再生,重新摊铺压实,从而实现了整车道的翻新工作。它是一项先进的多级路面处理技术,两次加热,两次热铣刨,在一个连续的过程中完成,最大程度地保持了原有路面的级配,同时可视原有沥青混凝土的老化程度来调整级配。这项技术的应用,克服了其他同类设备一次性加热,一次性铣刨对原有沥青料的进一步老化和对骨料的损坏,而且热接缝质量优良。
在现场热再生设备中还有一种性能更为优异的加拿大生产的“迪奈尔热再生机组”(Dynaire Modular Recycle Train),它是一种性能更为优良的环保型现场热再生设备。它不仅具备了“两步法”的全部优点,又较“两步法”更为先进、优越,我们可称之为“多步法”。“多步法”的特点为:(1)可100%再生利用旧材料,可大量节约维修成本,其质量同新材料。(2)由于加热更均匀,路面再生质量更好,可保持再生道路长期不开裂,再生路面的耐久性更好。(3)路面再生厚度可在最大深度75mm以内任意选择。(4)每天可再生加工10000m2路面,生产效率更高,再生速度更快。(5)新材料和再生剂的添加量全部微机控制。(6)可适用于不同厚度和尺寸的道路再生翻新,也可同时应用于路肩拓宽和级配面层。(7)机组由设备模块组成,可灵活组合使用,可选择采用“两步法”、“多步法”,经济合理。(8)安全性好,防护燃炉、安置报警器。(9)设备耐久性好、操作方便、舒适、使用成本低。(10)环保性能优良,施工无烟雾。 “多步法”可以将原有的路面分两步或多步铣刨、加热,使加热更为均匀,保证再生路面的质量更好。并可铣刨最大7.5公分的深度(用户可根据需要灵活选择铣刨几层及每层的铣刨深度),是处理大面积严重裂缝和磨损等路病和旧路翻新更为理想的方法。也可以再生已有的路面作为铺设新面层的基础。不需要大量地购买和运输新的原料。“多步法”、“两步法”是目前国际上最为先进的现场热再生技术,它不仅极大地满足了环保的要求,而且大量地节省了成本费用。以一条双车道,路肩宽度为1.8米的公路为例,就地热再生5公分的路面其造价比传统铣刨、重铺5公分新路面的造价低60—80%。几乎所有与基层或结构无关的路病均可以通过热再生的方式进行修复。
热再生翻新与传统方法材料消耗比较
材料消耗修补方法 |
液体沥青 |
石油类燃料 |
新沥青料 |
传统新铺 |
152吨 |
6,000加仑 |
2,382吨 |
再生翻新 |
4吨 |
3,800加仑 |
0吨 |
Dynaire------迪奈尔“多步法”热再生技术和设备最为显著的特点是在旧路的修复上有着广泛的应用和灵活的选择。由于机组的构成是模块化的,即一个模块就是一个设备单元。用户可根据修复道路的情况任意组合设备模块,还可在l0mm—75mm范围内任意选择铣刨深度、层数,选择应用“两步法”或“多步法”。
四、热再生技术与设备推广应用的意义
综上所述,旧沥青路面热再生技术与设备可适用于沥青路面养扩的不同层次和需求,应用范围十分广泛,其设备的选择也很灵活多样,目前已在美国、加拿大、墨西哥、韩国、哥斯达黎加等国取得了很好的应用效果。
我国公路建设发展较快的地区(山东、江苏、河北、广东、北京、上海、天津等)已从建设逐渐进入养护阶段。在我国建养并重、注重环保的公路建设原则,已为政府及公路管理部门所重视。因此,热再生技术与设备的引进和吸收更应该引起公路管理部门和环保部门的高度重视。在人力推广热再生技术的同时,对旧沥青混合料的处理也应制定出相应的法规措施,从根本上控制旧沥青混合料的随意丢弃,以利环保。目前我国热再生技术和设备水平与国外发达国家相比差距仍很大,这就促使我们应该积极引进其技术与设备,政府部门也应给予政策上的支持(如在关税上应给予优惠),以便于推广,在引进的同时应注重消化吸收。供货厂家、设备公司也应加强售前、售中、售后的技术指导和服务,最大程度提高设备的使用率。回顾我国十几年高速公路的建设历程,我们不仅引进了先进的FIDIC管理模式,同时也引进了一些先进的筑路技术和设备。实践证明,对我国高速公路建设技术、设备制造都起到了积极的促进作用。同样,现在也应该非常重视公路环保养护,而积极引进热再生技术与设备是一条捷径,它不仅可以迅速提高我国的沥青路面养护水平;而且还可加快我国热再生养护机械设备制造国产化的进程,尽快与国际接轨;最大程度地控制资源浪费和环境破坏,使沥青路面热再生技术与设备发挥出更大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]《世界基建技术》
[2]《沥青路面早期破坏原因研究》沙庆林著 人民交通出版杜
[3]《交通世界》、《工程机械与维修》 |