废旧沥青混凝土再生利用试验情况

贺春芳 徐美琴 周志华

1 概述

随着公路事业突飞猛进的发展,我省公路面貌日新月异,高等级公路和城市道路大多采用沥青路面,但是公路大修过程中大量的废旧沥青铣刨后被废弃不用,这既污染了环境又浪费了资源,如能充分利用,这将是科学发展观在公路建设和维护中的一个对社会极其有意义的成果。

沥青路面的再生利用,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成混合料,满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。

为了能够节约能源,保护环境,节省投资,使废旧沥青混凝土再生利用后广泛运用于养护及公路油路大中修中,分局主要领导非常重视:1)带领我们赴浙江省临海市交通局学习他们在废旧沥青混凝土再生利用的先进经验;2)拿出大量资金投入到再生料的利用试验。

2 再生沥青混合料试验

2.1 以昌樟高速公路面层铣刨料60 t作试验原料

1)试验内容。2008年6月,我们购买了昌樟高速公路面层铣刨料60 t作试验原料,经抽提试验后确定旧料中沥青含量为3.6%,小于设计沥青含量5%,需要加入新沥青;而废旧沥青改性剂的掺量为3‰;40 t沥青拌合机每拌为1 200 kg,配合比具体计算如下:

旧沥青量为1 200×0.036=43.2 kg。

集料量为1 200×(1-0.036)=1 156.8 kg。

新配比中沥青量为1 156.8×0.05/(1-0.05)=60.9 kg。

需加入新沥青量为60.9-43.2=17.7 kg。

需加入改性剂量为1 200×0.003=3.6 kg。

拌和采用福建产40 t沥青拌合机,由装载机铲入带有自动计量装置的料斗中,旧沥青混合料进入烘干仓加热至150℃～165℃后再输送到拌合仓拌和,拌和时先后加入改性剂和新沥青,整个过程需200 s～240 s。

为了更好的了解改性剂、新沥青不同含量对路面质量的影响,除加改性剂加新沥青外,试验时另外还采用了两种不同的办法:a.加改性剂,不加新沥青;b.不加改性剂不加新沥青,并对这三种材料分别取样送至新余市勘察设计院试验室进行检测,发现各种试验指标均能达到二级公路的要求,但加改性剂又加新沥青的取样材料各项指标能够达到高速公路的要求。

这次试验的沥青再生料人工摊铺在上分线大台—六三二路段,摊铺厚度4 cm,利用过往车辆碾压,效果良好。通过这次使用废旧沥青混凝土再生利用试验,证明废旧沥青混凝土再生利用技术施工简便,操作较简单,方法和新沥青混凝土一样,此外,废旧沥青混凝土成本低廉,再生料每立方米单价为401.83元(不计机械及人工消耗),计算如下:

改性剂:6.68×10=66.8元。

新沥青:33.34×4.2=140.03元。

废旧沥青混合料每立方米90元(临江镇托运废旧料)。

燃料每立方米再生料105元。

新沥青混合料不计机械及人工消耗每立方米约650元,再生料同新沥青混合料相比,每立方米可节约成本约250元,如不加再生剂和新沥青每立方米可节约成本约450元。

2)特点。利用废弃旧沥青混凝土,不仅变废为宝,而且有效地保护了环境,节约了自然资源,减少了成本,这更是促使了我们广泛应用于养护中的决心。

这次试验也存在着以下几点不足:a.废旧沥青材料部分结团,有些料在日光曝晒下因沥青软化促使松散旧沥青料也粘合在一起,造成在料斗中很难下到输送带中,由于下料时间难以控制,造成不能电脑自动拌和,只能采用手动操作拌和,而且还会因料下不来中断施工,造成人工及燃料的损失;b.将废旧沥青料加热到150℃～165℃较难控制,低了沥青料还未熔化,太高了又造成沥青料老化甚至着火。

3)沥青熔解后有些沥青粘在烘干筒周围,造成有些料过不到拌合筒,而且会造成烘干筒内负荷过大。

2.2 以仙莱大道旧沥青路面铣刨料3 800 t作试验原料

1)试验内容。2008年7月中旬,新余市仙莱大道沥青路面建设改造,在市局领导的支持和帮助下,分局果断租用昌金高速公路工程队的铣刨机对仙莱大道旧沥青路面进行铣刨,共取得铣刨料3 800 t,每立方米铣刨成本为75元,经抽提试验确定旧料中沥青含量为5.1%,再生时不需要加入新沥青,只需要加入3.6‰的改性剂,这样每立方米再生料成本只需246.8元,大大降低了成本。为克服上次试验的三大难点,我们想方设法,主要采取了以下措施:

a.对配料机进行改造,因旧沥青料满足级配要求,不需加新的砂石材料,我们将配料机料斗拆除,采取装载机直接下料到传送带上,并在生料斗上标刻度,用人工操作将传输带上的旧料输送到生料斗刻度处为止(如不加再生剂时更不必那么精确);

b.试验开始时利用每拌熟料都量温度,确定出施工时不同的天气情况、生料中不同含水量的情况时拌和到150℃～165℃的经验拌合时间,然后在施工时仍然对每拌熟料都量温度,并及时对拌合时间进行微调;

c.如发现烘干筒负荷过大时或工作2 h,3 h后便用砂石材料在烘干筒中干炒一段时间,并在收工前用同样方法处理,这样能将烘干筒周围的沥青粘出。

本次试验路段选在分安线K3+160～K3+400,K10+500～K10+850,K13+200～ K13+700,K14+000～K14+160,K32+400～K32+550五段共约13 000 m2,采用摊铺机摊铺,12 t双钢轮压路机碾压。双钢轮压路机振压3遍,静压2遍,初压时温度控制在125℃左右,终压时温度控制在100℃左右,在路面温度低于60℃后才开放通车。在摊铺过程中,由于拌合机产量较低,正常情况下每小时仅有18 t～20 t,加上旧混合料粘性大,易脆硬,路面摊铺接头明显,有时因为气温低造成摊铺机内熟料冷却过快,这就要求摊铺机的熨平板加热,并且缩短压实距离。

2)特点及建议。分安线再生料试验路段共用材料550 m3左右,就节约成本22万余元,在使用半年后观察,正值雨季期间,未发现有任何异常,它和同期施工的新沥青路面相差不大,说明在水稳碎石基层上或老油面层破损较大处采用4 cm旧沥青再生面层,目前效果良好。

主要存在的问题及建议:a.相比新沥青摊铺更困难;b.由于拌合时间长,产量较低,促使每车料间隔时间较长致使施工接缝多;c.再生料摊铺后,平整度、级配相比新沥青料较差,空隙率也较大。

因此建议将其使用到下面层或养护中小修路段;旧料在拌和前进行必要的破碎和筛分;施工时应尽量安排在高温季节进行;能采用更大型的拌合机提高日产量更好。

3 结语

1)合理利用再生剂。再生剂的添加、旧料的添加、再生沥青混合料的拌和是一整套工艺,应全盘考虑,同时应充分利用现有拌合站机械设备,适当对部分设备加以改造,尽量减少工序,降低成本,同时保证出料质量。

2)针对高级沥青路面再生混合料的设计方法,并充分考虑再生沥青混合料的特点,选择合理的再生沥青和再生混合料的配合比。沥青再生混合料的性能与旧料的掺配率、再生剂的掺量及施工工艺有关,只能说在一定的配比和工艺条件下,再生混合料与普通沥青混合料的性能基本相当,反之,在旧料掺量高且施工条件差时,则再生混合料的性能要差,主要是低温性能和水稳性。

[1] JTG D50-2006,公路沥青路面设计规范[S].

[2] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[3] JTG F41-2008,公路沥青路面再生技术规范[S].