路面沥青价格 热再生沥青技术在公路路面大修工程中的应用

　　摘要：随着社会的发展与进步，重视沥青改性剂的应用具有重要的意义。本文主要介绍沥青改性剂的有关内容。 　　关键词: 天然；低碳；环保；沥青；温度 　　Abstract: along with the development of social development and progress, pay attention to the application of asphalt modified agents have important significance. This paper mainly introduces the relevant contents of the asphalt modified agents.
　　Keywords: natural; Low carbon; Environmental protection; Asphalt; temperature
　　
　　中图分类号：X324 文献标识码：A 文章编号
　　
　　1.沥青再生技术简介
　　沥青再生技术是指对不能满足使用要求的沥青路面废料通过各种措施进行处理后重新利用的技术，包括对旧沥青路面进行翻挖、破碎、筛分，再和新集料、新沥青、再生剂(必要时)重新混合，形成具有预期路用性能的混合料，并重新铺筑成路面的各种结构层（包括面层和基层）。
　　沥青再生技术通过重复利用沥青混合料，对防止污染，保护环境，节约资源具有积极的作用，是公路建设可持续发展的必由之路。
　　沥青再生技术主要分四大类，即厂拌热再生；厂拌冷再生；现场热再生和现场冷再生。其中厂拌热再生是应用最广泛和最成熟的技术，能确保再生沥青路面的各项技术指标不低于使用全部新材料的沥青路面技术标准，满足公路各种等级路面的使用要求。厂拌热再生技术先将旧沥青路面铣刨后运回加工厂，通过破碎、筛分，并根据旧料中沥青含量、老化程度，碎石与及配合性能指标，掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标按照与新建沥青路面完全相同的方法重新铺筑。
　　1.1大修路面工程概况
　　鸡那复线是个旧市与周边市县连接的交通要道之一，交通流量大，重车多，超载现象严重。于1993年初建成通车。全线路面出现大量的裂缝、松散、沉陷、坑槽等路面病害，致使路面养护工作难以为继，已严重影响交通通行能力和安全。因此，决定对路面进行大修。根据应用厂拌热再生技术的适用性条件，在鸡那复线路面大修工程项目中进行热再生施工。经设计该段路面结构为2.5cm细粒式沥青混凝土上面层 +4cm沥青碎石下面层+20cm水泥稳定砂砾。
　　根据路面大修工程设计方案，将产生大量的沥青废料,对其处治需要大量的费用，并且不可避免污染生态环境。为此，决定应用热再生技术。经过周密调查研究，将再生沥青混合料用于下面层及其调平层，上面层采用新集料。
　　红河总段个旧公路管理段负责施工，于2006年12月开工，在再生沥青路面施工的过程中，再生沥青混合料各项技术质量指标基本满足普通全新沥青路面规范标准，考虑到实际施工中难以严格分层铣刨回收，在老路随机抽样，通过沥青回收试验检测旧沥青和旧集料的性能，并进行统计分析，以确定旧路面回收料能否适用。
　　2.旧沥青性能和沥青含量评价
　　旧沥青性能、沥青含量及其变异性是影响沥青回收料是否适合再生利用和利用比例的重要因素。
　　从检测结查果看出，旧沥青的针入度为12.3，沥青含量达3.4%，具有利用价值。但是两项指标离散程度均较大，在实际应用中必须采取相应的措施。
　　2.1旧集料性能和级配评价
　　旧集料性能和级配也是再生适用性评价不容忽视的因素。
　　旧集料主要为石灰岩，经检测其主要性能指标均满足规范要求，但存在超粒径、4.75通过率偏大和0.075通过率离散程度高等问题，应采取措施解决。
　　2.2评价结论
　　综合旧沥青和旧集料的评价结果，鸡那线路面回收料适用于厂拌热再生技术。但必须通过分析，解决沥青回收料存在的问题，其中主要是多项技术质量指标离散程度高的问题。为此，我们主要采取了下列措施，取得了很好的效果：
　　（1） 在铣刨旧面层料时必须进行清扫,分段分车道进行；
　　（2）筛除部分细料以降低旧料中含泥量；
　　（3）在回收料储存阶段重新混合，重新取样检测各项指标，用于配合比设计；
　　（4） 加强再生混合料的质量检测和监控；
　　（5）减少新集料的针片状含量，弥补旧集料针片状含量超问题。
　　3.再生沥青设计及其性能评价
　　考虑到沥青含量和老化性能的变异性，我们对旧沥青、再生沥青进行性能检测：
　　表3-1再生沥青性能检测结果表
　　
　　
　　从上表数据看出，再生沥青的延度和针入度不能满足规范要求，再生沥青但基本满足AH-70指标性能要求。因此，通过控制旧料的各项质量指标，再生混合料的沥青性能指标要能确保满足规范要求。
　　3.1再生沥青混合料配合比设计
　　在确定旧料含量后，根据其沥青含量、针入度、集料性能和级配等各项质量指标及其变异性，计算旧料对再生沥青混合料质量指标的影响程度，在满足规范的前提下，选择适当的新沥青和新集料进行配合比设计。配合比设计的程度和方法基本与普通全新混合料相同。新、旧料各50%再生料的不同油石比下的马歇尔指标如表3-3
　　
　　
　　
　　
　　表3-3再生沥青混合料AM―20马歇尔指标汇总表
　　沥青含量（%） 理论密度(g/cm3) 实测密度(g/cm3) 空隙率(%) 集料间空隙率(%) 沥青体积百分率(%) 饱和度(%) 稳度(KN) 流值(0.1mm)
　　3.0 2.568 2.320 9.6 16,4 6.75 41.2 5.7 24.7
　　3.5 2.548 2.332 8.5 16.4 7.9 48.2 6.9 29.2
　　4.0 2.529 2.349 7.1 16.2 9.1 56.2 7.9 31.3
　　4.5 2.510 2.365 5.8 16.1 10.4 64.2 9.1 32.9
　　5.0 2.491 2.354 5.5 16.9 11.4 67.5 7 35.7
　　按与普通全新混合料相同的方法，选定沥青含量为4.0%，油石比4.2%。
　　4厂拌热再生沥青路面施工
　　4.1沥青回收料的铣刨和预处理
　　4.1.1铣刨
　　采用铣刨机对旧路面进行铣刨回收，先清扫干净旧路面再进行铣刨。其最大铣刨宽度120cm，最大铣刨厚度4-5cm，具有铣刨厚度自动控制系统。铣刨应依据路况调查和统计分析的结果分段车道进行。此时应特别注意不能铣至基层，将水泥稳定粒料混入沥青回收料。
　　4.1.2破碎筛分
　　沥青路面回收料的结块主要是沥青颗粒的粘结作用，其破碎不同于石料破碎。我们采用刀片式破碎设备进行破碎，同时进行筛分。
　　4.1.3回收的储存和质量检测
　　不同路段不同车道铣刨的回收料，经破碎筛分后应分类堆放。堆放场地应加盖顶棚，并有良好的防、排水设施，防止旧料在使用时含水量过大或因太阳暴晒而使旧料结块，影响其加热效果和搅拌均匀性。
　　对料堆进行全深度的随机取样，确定旧料的沥青含量、针入度、矿料级配、含水量等，并据此进行混合料配合比调整。以此再混合解决旧料离散性。应注意的是，在使用旧料时，也应全深取料，不能逐层取料。
　　4.2再生沥青混合料的拌和
　　热再生料的拌合工序是在新沥青混合料拌合的基础上增加了掺改性剂的工作。拌合机的工作方式有间歇式和连续式两种。掺改性剂的方法有投入式、喷射式和掺入式三种。
　　4.2.1、投入式适用于间歇式拌合机，尤其是我总段目前大量配置的小型拌合机。它是在准确计算拌合仓内旧料数量的基础上，把按既定比例称量好的改性剂用塑料袋装好后投入拌合仓内与旧料一起拌合的方法。其优点是方便快捷，不足是增加了投料人工，存在安全隐患。
　　4.2.2、喷射式适用于连续式拌合机，是在现有拌合设备的基础上增加一套改性剂喷射设备。做到连续进料，连续喷射改性剂。它也是一种方便实用的热再生加工方法。但在使用中应注意：（1）需通过反复试验调整进料速度和喷射流量，确保喷射改性剂按既定比例进行；（2）受条件限制，我段研制的改性剂喷射系统和拌合机进料系统是各自独立的，不能关联工作；需现场工作人员经常注意机械的工作状况，确保进料和喷射改性剂同步进行；（3）改性剂在低温季节易凝固，需加热升温使之液化，要防止改性剂接触明火。
　　4.2.3、掺入式对间歇式、连续式两种拌合机都适用。它是在准确计算旧料和新沥青用量的基础上，把按既定比例称量好的改性剂加入新沥青内搅匀再与旧料拌合。是三种方法中最好的一种，能最大限度地使新沥青、旧料、改性剂拌合均匀。但在使用中同样要注意（1）确保进料、进油的两个系统同步工作；（2）掺改性剂的新沥青必须根据需要，随用随掺，及时用完，防止摆放时间过长改性剂与新沥青发生充分的化学反应后对旧沥青无效。
　　4.2.4再生沥青混合料的拌和是厂拌热再生的核心施工技术。成功的拌和应同时满足下列几个条件：
　　（1）不烧伤回收料的沥青结合料，拌和时再次老化的程度较小；
　　（2）回收料不能明火加热，但再生混合料的拌和温度应满足规范要求；
　　（3）旧料能充分分散，其结合料与矿料、新沥青、新集料搅拌均匀；
　　（4）添加再生剂，应使其与回收的结合料充分融合；
　　（5）注意除尘，避免产生二次污染。
　　4.2.5再生混合料搅拌设备
　　厂拌热再生拌和设备多种多样，连续式和间歇式都广泛采用路面大修工程中，我们选定的是间歇式双滚筒搅拌设备,额定产量40T/h。
　　拌和楼大筒是新集料的烘干筒，大筒与小筒之间是搅拌区。在拌和混合料时，新集料从大筒进入，内筒旋转，到达最高温后，进入搅拌区；旧料经配料斗进入小筒，使旧沥青融化并分散，达到所需温度后进入搅拌区，与高温的新集料混合，然后再加入新沥青、再生剂，在搅拌叶片的作用下螺旋推进，从搅拌区排出混合料。双滚筒拌和楼搅拌程序合理，热效能高，加热充分，经过强制搅拌，搅拌充分、均匀；在不损伤旧料并不产生二次污染的前提下，能减轻混合料的短期老化作用。
　　4.2.6拌和工艺和质量控制
　　拌和设备设有电脑控制系统，在确保原材料(包括旧料)质量可靠、稳定。通过操作系统设定各项配比，输入有关参数。对混合料的配合比和新集料加热温度进行调整。拌和楼则自动调整配合比和集料加热温度。值得注意的是，开始和结束拌和前一段时间内的混合料级配、油石比和温度均不稳定，不能用于工程，因此应尽量连续作业，减少开、停机次数，以免影响混合料质量并造成不必要的浪费。
　　尽管使用计量和控制准确、可靠的拌和设备，快速检测仍是质量控制的必要手段。混合料外观、温度可以即时检测，发现问题可以及时处理，避免质量隐患，减少经济损失。统计数据表明再生混合料的级配、沥青含量和拌和量温度均满足全新普通混合料的要求。
　　表4-2再生沥青混合料拌和出料温度统计表单位:°C
　　
　　出料温度设定值 实际温度平均值 规范容许范围
　　150 155．7 140―160
　　
　　
　　4.3再生沥青路面的摊铺和碾压
　　热再生料的作业工艺和新炒拌料一样。但是，热再生料温度下降快。施工时，应视运距、气温情况确定是否采取保温措施；同时，各项准备工作要充分，使作业过程紧凑连续，从而确保摊铺质量。另外，热再生料会产生大量的有毒气体，拌合场和作业现场均应采取有效的劳动保护措施。再生沥青混合料的摊铺和压实工艺与普通全新混合料基本相同，考虑到再生沥青针入度，施工温度适当提高。根据粘温曲线确定最佳碾压温度为135℃-145℃，确保最低碾压温度不低于110℃。
　　
　　
　　
　　
　　4.4 再生混合料成本分析
　　按沥青面层的一般施工流程来看，主要是采备材料―拌合¬―摊铺―碾压―开放交通。使用再生料和原生料铺筑路面都离不开此程序。作为再生料，我们采用的是新、旧料各为50%的配比,利用旧面层中的沥青、集料和新材料按照试验的配合比进行掺配拌合，添加部分沥青,形成新的混合沥青路用材料。
　　主要组成材料价格分析:
　　旧面层料:
　　铣刨机取料（成品M3）: （20×2.6）+2.1×.8×10=68.8元
　　工本费 运杂费
　　人机取料（成品M3）:
　　1300÷(300×6.9×0.05)+2.1×.8×10+ 12.56 + 15 =56.92元
　　取料机械费运杂费砂机、人工费
　　每M3旧料沥青:2.1吨/m3×3.4%=0.0714吨
　　每M3再生料新加入沥青:
　　2.3吨/m3×50%×4%+2.3吨/m3×50%×0.6%=0.0529吨
　　表4-3再生料和原生料组成主要材料价格比较表
　　每M3材料组成 旧面层料(3.4%) 原生料 再生沥青混合料（沥青用量4.0%;4‰再生剂） 原生沥青混合料（沥青用量3.5%）
　　集料 (元) 68.8 30 61.75 37.5
　　沥青用量 (元) 285.6 0 211.6+2.58=214.18 336
　　平均运费 (元) 16.8 0 18.4 18.4
　　在旧料的采备中,虽然铣刨机取料的费用要高些,但含泥量要容易控制,人机取料再加工成合格的材料时, 费用要低些,但含泥量难以控制。从上表可以看出,再生沥青混合料中的集料的价格比原生沥青混合料高出24.27元,沥青用量少121.82元（采用旧料中的旧沥青）,即在运距及其它条件相同的情况下,两种沥青混合料成本取决于旧料中集料和沥青含量多少。按理论计算,两种沥青混合料主要组成材料成本比较，再生料能节约80.77元。在实际施工中，若发生二次倒运或拌合设备选择不当该优势将不存在。旧料中的沥青含量高低是决定混合料成本的主要前提。拌合设备的性能决定施工成本的高低。
　　4.5、热再生应注意的问题
　　4.5.1旧料回收可以用人工开挖清检、装载机开挖人工配合、洗刨机洗刨等手段。我段采用前两种方法。在回收过程中应注意不得掺入泥土、杂物，确保旧混合料干净。虽然施工时各条线路的沥青面层集料规格，不尽相同，但经过加工后，集料粒径趋于统一。同时整体偏细，应根据使用要求进行级配调整。加工后的旧料应在旧沥青分离出去后进行筛分试验，否则不能反应旧料的真实级配。
　　4.5.2、旧混合料的加工方法分为干法加工和湿法加工两种。
　　干法加工就是将旧油块直接投入打砂机加工，它扬尘大，对工人的身体健康不利，在打砂机筛孔尺寸为16mm的情况下加工的旧沥青混合料更接近于S14的规格，适于做封层料。湿法加工是在投料前用水把旧油块用水浇湿，后再投入打砂机加工。它无扬尘，在打砂机筛孔为16mm的情况下，加工的旧料规格更接近于AM―10，就集料规格而言，可用作沥青路面上面层或强基薄面的面层。
　　4.5.3、旧料的堆放场地在使用前必须进行硬化清扫，并注意防、排水。旧料堆放不宜过高（＜2.5m），储存时间不宜太长（冬季＜1.5个月，夏季＜0.5个月，本时限要求不各地区不同，最好根据经验统计确定），最好现加工现用，以防止旧料自重坍落板结。料堆上杜绝机械、车辆碾压。
　　4.5.4、沥青采用为AH-90#石油沥青，经试验其三大指标为针入度88.2（1/10mm），软化点49.7℃，延度大于100 cm。集料采用小修保养等回收的旧面层料、3#料（粒径为5-10mm为新碎石）进行参配，经筛分掺配符合规范要求。其中旧面层料占70%、3#料占30%、改性剂的掺量为：旧面层料的2.3‰
　　总之，实践初步验证了通过有效的质量控制，厂拌热再生沥青路面的各项试验和检验指标可以达到普通全新沥青路面的技术和质量标准。可用于路面各面层,为解决沥青稳定柔性基层的高成本问题，推广柔性路面提供了一条可行的途径。但是，我们的应用工作才刚刚起步，只有经过同行们的积极参与和探索，在再生沥青路面长期的路用性能经受了足够的时间考验后，才能建立成熟的成套厂拌热再生沥青路面施工技术，使之得到广泛应用，为节约资源，保护生态环境，做出应有贡献。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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