摘 要： 本文介绍了高等级公路现场热再生的技术发展优势和针对我国道路翻修的重要意义，同时就相应设备的发展和改进，工艺的革新，针对国情的解决方法，以及加拿大政府的采购规范做了介绍。

关键词： 现场热再生 分层多级再生 模块式 温度控制 翻修 环境保护 规范 标准

一、前言：

    全球已经有超过1000万公里的沥青路面。目前，不完全统计在我国也有60万公里左右的沥青路面。这些路面都要经过预防性养护、矫正性养护最终面临路面翻修养护。在我国高等级公路养护方面往往不重视前期预防性养护工作，随着国民经济的不断发展，车流量加大，在行车载荷和和环境老化的不断影响下，路面状况恶化的速率会日益加快，随着时间的推移，我国高等级公路路面需要大量翻修的时段即将来临。在技术上解决路面翻修作业的复原性、补强性、时效性、安全性，在许多道路急需翻新重建时会造成资源、资金的浪费以及产生环境污染问题，并可能阻碍某些地区经济的发展。

二、现场再生技术

    按照路面损坏的程度，路面的翻修重建作业可分为：表面层翻修、面层结构性翻修和结构补强性罩面等三种。近年来，由于人们对资源利用和环境保护意识的日益重视，在翻修路面时通常都需要考虑旧料的再生利用问题，因此路面翻修总是和再生联系在一起。按照不同的现场路面翻修作业和不同的再生方式，现场路面的翻修工艺可分为：冷铣刨摊铺工艺、现场冷再生工艺、现场热再生工艺等三种。上述三种工艺具有全部旧料利用，节省运输费用，消除旧路面不规则的横向断面，节约施工时间，降低成本，减轻环境污染，节约能源消耗等优点。但冷铣刨摊铺工艺和现场冷再生工艺中没有对旧沥青混合料加热装置，不能将旧沥青再生，只是把旧沥青混合料当成一种骨料加以利用，它?quot;再生"的质量不能达到沥青面层的质量标准（针入度、延度、软化度、粘度等），只能适用于路面基层处理或低等级道路翻修。而表面层翻修只有采用现场热再生工艺，才能真正将旧沥青还原更新、解决路面表层以下50mm左右的老化和发脆层问题，也可以用来消除沥青路面轻微的波纹，解决磨光的骨料和表面泛油等缺陷。现场热再生工艺技术发展是逐步完善化的，它存在的许多局限性也被技术革新逐步克服，在沥青路面翻修作业中表现出越来越突出的技术优势。现场热再生技术是一项经过证明在世界许多国家和地区非常行之有效又环保的技术。

三、现场热再生技术的发展历程

    现场热再生工艺和设备出现在70年代末，在沥青软化和重整路面有着突出的技术优势。它具有施工速度快，减少材料往返运输费和环保的突出优点，是一种十分有效带有革新性的技术。以下是按发展顺序的系统类型分别逐一介绍如下：

1． 单级加热耙松

    所有原始的系统都属于这个类别。采用一个或多个加热器对路面进行加热，大多数情况下可以达到的一致的深度是20-25mm。但是一旦材料或裂缝填补料等沥青油中有水分就会产生如同房屋着火一样浓烟景象。如果路病仅仅是车辙或微小的表面裂缝，这个方法有时会产生好的效果，但是这是无法预测的。这个方法虽然降低成本，但是无法保证质量。

    重铺..

    加热耙松之后，表面喷洒再生剂或者和油基再生剂拌和，将再生料整平，在上面铺一层新的沥青混合料。如果你使用足够的新料，此方法可以解决深度问题，由于上面新铺了一层沥青料罩住了再生料中的水分，也可以解决表面老化的问题。两层面层同时压实。

    重新混合…

    此方法是将再生料通过再生剂和新料混合一致。此方法的改进之处是通过添加新料改进混合料的设计，同时如果新料的温度很高，混合料的摊铺温度也可以提高。采用此方法可以再生30-40mm的路面，铺出50mm的结实的路面。但是此方法无法解决的问题是在40-50mm处的连接，水和污物阻碍了新面层与原有路面的连接。

    两次再生…

    此方法和重铺方式象表兄弟一样，不同的是此方法认识到了表面一次处理的弊端，而是在后面几天的再生过程中增加了一层50mm厚的热沥青料。此方法弥补了设备性能方面的缺陷造成的质量问题，但是却增加了成本和时间。

2． 步热再生

    此方法是将道路表面分两层加热到需要的深度，分别两次将面层去掉，将旧料和再生剂混合，根据需要添加新料，充分拌和。有的设备还可以进行摊铺。这类设备适合于40mm深度的再生，如果天气和道路情况理想，也可以达到50mm。废气排放对这类设备是个问题，但是有的设备还是进行了改进，使得排放达到一个合适的程度。两步法是在80年代后期（1987到1989年）为了克服一步法的弊端而发展的设备。

3．四级再生系统

    90年代现场热再生设备面临的主要问题是表面热引起的排放问题，以及无法解决靠近翻松层底部的水分，和难以达到统一的密实度等。因为材料冷却速度太快（由于太多的摊铺料的温度过低，而且还包含水分）。大多数两步法的设备可以通过预加热装置增加对第一层的加热，但是由于传送带长度和其他制约，对第二次翻松则受到限制。所以对于第二次翻松的面层不能达到足够的温度。当两次的再生料混合到一起时，你在摊铺机布料器出口可以获得很高的温度，但是由于底层料中的水分依旧留在料中，导致所有的混合料温度迅速下降，形成开放表面，达不到需要的密度，并且无法抵抗冻结和融化的破坏。为了解决上述缺陷，有的厂商采用了两个单元，每个单元带两个加热器和翻松装置，但是只有一个动力单元和控制系统。这些系统展示了难以置信的能力，可以满足几乎所有的情形。但是如果表面有填补料或水分则需要降低速度，并且加大加热力度时，仍然无法避免远红外加热器带来的明显排放问题。

4． 和翻松，加热和混合系统

    到1992年，国际上对工业环保提出了更高的要求，解决现场热再生的排放成了一个突出问题。该系统的研制是为了降低系统的复杂性，并且用来解决排放和加热深度的问题。最初的概念是用传统的冷铣刨机铣刨到50mm深，然后进行加热和搅拌（一种对疏松的物料加热并翻起的过程）。土工技术的研究结论表明由于冷铣刨和用来冷却铣刨齿的水的使用，造成质量的降低，使得该方法不具备可行性。后来，该系统演变成大的预热器，大而强劲的加热翻松机和一个具备一些拌和能力的后加热器（加热和翻搅）。这些系统体积庞大，在很多方面造成了问题，也无法解决深层的水分。最初的远红外加热也为后来的热空气加热所取代。

5． 模块式多级再生系统

    近年来以大能（Dynaire）系统为代表的模块式多级再生系统被研制并广泛投入使用，该类系统是针对旧的两步法的排放和其他问题而产生的。两步法的四个加热翻松机和一个终端处理系统相结合。增加烟气搜集和燃烧系统，提高了控制系统的能力。最后形成的设备具备了所有四阶段系统的优点，而且因为每个单元体积较小，可以根据工程的大小采用两个，三个或四个单元，具有更好的作业灵活性。该类系统的性能代表着当今现场热再生的最高水准。

四、沥青路面现场热再生技术优势

    现场热再生可以定义为现场加热并软化沥青路面，利用作为添加剂的再生剂和新沥青拌和料将原有路面再生，提高现有材料质量使其达到新沥青混合料的标准。再生材料经过重新摊铺、压实，而不需要材料移开现场。在过去一个世纪为寻求合理的对路面重修进行了各种方法的尝试，在过去的二十几年里，现场热再生技术已经发展到可以达到人们预期目标的水平。其突出技术优势表现为：

    a)降低了维护摊铺路面成本

    现场热再生工艺全部使用原有的沥青料，罩面只需要10%-20%的新材料。使再生道路每公里材料的需求减少达800吨（按加拿大BC省标准）。

    b)降低了道路养护的燃烧消耗

    由于充分使用再生集料，大大减少了集料运输车次，从而大幅减低了燃料消耗。同时也最大限度规避了燃料价格上涨带来的成本增长。

    c)降低了道路养成护造成的尾气排放

    由于采用了改进工艺，现场热再生设备的废气排放已能达到政府对环保的技术要求。同时，大幅降低的运输量，保证了运输车辆尾气的最小排放总量。研究证明使用此方法比传统方式减少70%的温室气体排放。

    排放总结表：显示最小/最大排放值，使用三种方法重铺单车道一公里的公路（环境评论）

    引自"BC省的HIR环境评论"

    d)减少了运输车辆的使用以及对交通形成的阻断

    再生集料的利用带来的运输车辆的大幅减少，降低了车辆运输成本，同时对交通形成的压力也降到最低。统计数据显示，一套现场热再生机组每年可以减少10000车次的交通运输量。

    e)彻底对旧沥青混合料再生利用

    现有的现场热再生设备，已可将100%的旧沥青混合料再生利用，在资源利用和节约成本的同时温室气体和灰尘颗料对环境的污染也降到最低限度。资料显示，一套现场热再生机组若整个季节都在使用，每年可节约10万吨集料及6000吨沥青。

五、对现场热再生设备工艺的再认识

    当今世界主流的热再生设备一般分为预热装置，加热装置，翻松、拌和和摊铺装置，几个设备单元之间的功能无法相互替代。模块式热再生设备采用分层再生的方式，不需要任何预热设备，加热翻松功能结合在一台设备上，形成可以互换的加热翻松模块，其处理翻松料的能力可以根据所在位置作出调整。模块化的优点在于它可以根据作业面积的大小调整再生单元的数量。工作量大，可以几台设备同时作业，如果作业量少，可以减少设备。用户在采购设备时也可以先购买一至两套加热翻松模块设备，配合一台拌和摊铺设备使用。根据任务情况和资金状况再做下一步的采购计划。而且每个单元都具有结构紧凑，转弯半径小等优点，非常适合市政等狭小地区作业使用。

    目前，国内对现场热再生工艺的认识上还存在着许多局限性，诸如：

１、再生的深度通常被限制在25-30mm以下，无法正确地矫正路面的纵向和横向坡度；

２、在短时间内对原路面沥青层加热，其温度是难以控制的，新添加的骨料也不能加温，旧沥青的再生程度很难在短时间内完成，再生质量难以保证，也难以检验；

３、设备添加新骨料和新沥青的计量是使用容积法，计量的准确性很难保证；

４、由于沥青层的损害程度不一致，而设备又只能仅仅以一种同一的铣刨深度进行翻修作业，重铺的路面的承载力难以一致，在实用上很难被接收等等，这些都会影响再生路面的质量。

    事实上随着热再生技术的发展，当今国外热再生工艺设备已经较好地解决了上述存在的技术不足。

    对问题一的剖析：一般的说道路再生厚度要达到50mm以便产生"结构性重铺"，这种结构具备足够的稳定性，道路表面可以承受相应的压力和磨损。国外模块式多级再生系统由于传热燃烧系统改进加热和翻松过程，可以一步或多步完成。加热并移开至少45-50mm厚的现有面层，加入用以改善粘度和针入度再生剂，以及用来改善级配和稳定性新的沥青混合料。合理设计并且认真实施现场热再生摊铺的路面寿命和新的沥青料的摊铺路面寿命一样。从加拿大英属哥伦比亚省对1989年到1995年用再生或非再生方法修建的道路情况的资料表明不同的现场热再生类型其路面使用寿命不同。加混合料路面使用寿命平均6-7年，加再生剂，路面使用寿命平均7-8年，加再生剂和混合料，路面使用寿命平均7-10年。

    对问题二的剖析：由于采用了分层处理的方式，所以改变了过去采用多个加热器反复对路面多次加热，等待热量向下传导而产生的温度控制困难的问题，而是分层加热、翻松，由于被加热层变薄，所以温度控制方便准确。另外，设备独特的温度检测控头可以随时感知并控制路面温度所以温度控制已经达到了很高的水平，不会产生表面过热而底部不热的现象。新的再生工艺为了避免使用冷骨料带来的问题，比如无法加热，除湿等，所以采用新的热拌沥青料，从根本上避免了这个问题。

    对问题三的剖析：再生机组采用计算机控制的皮带计量方式来计量热沥青料，采用计算机控制的流量计控制再生剂的数量，实现精确控制。

    对问题四的剖析：设备可以根据计算机的设置来控制翻松深度，同时路面翻修之前应当根据具体情况进行局部修补，这样就可以实现一致的路面性能。

六、国内引进现场热再生设备应注意的几点问题 

    目前，世界上有近十家厂商直接或间接地生产

    制造现场热再生设备，笔者认为，国内客户在引进选型时要着重考虑以下几方面：

    灵活性－现场热再生设备应具备作业的灵活性以满足各种规范的要求。它应当是一套能让操作者满足他的客户需要的工具。

   模块式－该系统应当是模块式结构，可以随意增加或减少作业单元，保持设备的紧凑以及设备和作业规模的匹配。

    移动性－不需要吊车或特种机具，可以很方便地移动和转场。

    排放－这是最重要的方面。燃料消耗应当合理，烟雾和蒸汽的排放也应该最小。

    操作简便－一个熟悉大设备的操作工人能够在几天内熟悉设备的使用。

    结构－结构坚固，不论在什么地方都可以为设备提供持久的支持。

    另外，现场热再生设备在国内的应用刚刚起步，国内客户正处在积累经验的阶段，笔者借此次论坛的机会，为大家转载一份《加拿大政府采购使用现场热再生规范》，想必会对国内业内人士有一定的借鉴作用。