厂拌热再生施工技术的研究与应用

鲍静

摘 要：我们把旧的沥青路面回收材料，和新的集料、新的沥青或者再生剂进行拌合成为新的沥青混合料。这种方法，我们称为沥青混合料热厂拌再生。简称热再生。实践证明，如果采用较完善的路面设计以及正确的施工方法，热再生可以重复利用原有材料，改善修复路面。热再生利用原有设备的简单改造，既可以避免回收旧料，处置旧料还可以在符合国家环保条件下实现较优的经济效益。

关键词：厂拌热再生；路用性能；经济效益

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0139-02

1 厂拌热再生间歇式施工工艺和生产设备

1.1 旧路面的处理

1.1.1 冷铣刨

在现有的两种路面处理方法中，冷铣刨是目前应用最广的。冷铣刨被定义为利用专门机器对原路面自动清除至指定厚度的一种方法，经过冷铣刨可以使路面达到规定的厚度和坡度，并且去除拥包和车辙等路面病害。美国沥青再生协会（ARRA）的冷铣刨规范要求铣刨机应具有强大动力，可以自驱动自牵引，并具有操作稳定性。铣刨机应该配备控制纵坡和横坡的自动控制系统，能够铣刨完成指定的路面纵坡和横坡，并能够准确控制纵坡高程在3mm以内。铣刨机还应该具有有效控制铣刨粉尘的装置。

自从20世纪70年代以来，人们不断通过革新铣刨来提高铣刨机的工作效率，降低铣刨成本。内置收集系统可以扫除大部分成块的铣刨料并输送到传送带上，前装载设备可以自动收集传送带上的回收料，而且铣刨的同时粉碎作业也可以完成。铣刨机有不同的尺寸和功率，铣刨宽度可以是1 m到整个车道，铣刨深度可以从20 cm变化至38 cm。

1.1.2 深翻/粉碎

深翻/粉碎是原有路面处理的另外一种方法，现场采用的仪器包括翻地机、路面破碎机或深翻机械。路面翻松后装车运往粉碎场。深翻机类型的选择由碎石机处理的最大翻料尺寸决定。这种方法特别适用于低等级道路升级而且原路面材料单一的条件。

深翻/粉碎不能同冷铣刨一样在现场完成粉碎，因此生产效率比冷铣刨低。但是，冷铣刨会在现场产生大量的粉尘，而深翻粉碎不会这样。

1.2 粉碎和堆放

1.2.1 回收料的粉碎

在外力作用下粉碎回收料，使得回收料的粒径在允许的最大粒径之下。例如，如果要求95%的回收料，可以通过50 mm的筛网。那么可以利用冷铣刨机在现场直接粉碎。原先混合料的最大粒径以及级配决定了回收料的粉碎程度。然而，在深翻粉碎过程中，由于粉料外层包裹大量老化沥青，需要避免粉料损失，通常用挖掘机来完成并且送到相关工厂进行粉碎。值得注意的，在粉碎过程中，不应产生过多粉料，也不应过分破碎。否则需要加入过多沥青，从而使施工成本大幅增加。

1.2.2 回收料的堆放

回收料的堆放首先应该遵守的原则就是，不同料源、不同含量沥青、不同集料级配必须分开堆放。

一般使用翻斗铲车或者分散堆垛机进行分类堆放。回收料再处理前后均可以进行堆放。以往的惯例认为低而平的堆放方法要比高而尖的堆放方法好，回收料不易发生粘结。但是，通过近几年的研究发现，高而尖的堆放方法更好。事实上，在堆料顶部会产生20～25 cm的硬壳，这个硬壳可以防止雨水流下，从而有效的保护了回收料。然而这个硬壳又易用铲车除去，相反堆放的低而平的回收料就不易操作了。

回收料需要堆放在硬地面，以防止污染地面以及地面发生不均匀沉降。此外较细的集料非常容易吸收水分，从而使含水量增加，所以需要更多热量用于排处水分。由于热再生的热量来源于外加的热集料，所以水分一旦增加，要么降低回收料的比例，要么减少每小时生产量。

1.3 回收料添加比例的选择

再生过程中铣刨下来旧路面材料占整个再生料的比例，我们称之為回收料添加比例。影响回收料比例的因素有很多，如回收料的含水量、外加料的加热温度、堆放温度、再生料的拌合温度、再生料的产单位产量、拌合仓以及称量仓的排气能力等。

美国沥青再生协会研究规定，厂拌热再生沥青回收料添加比例一般为10%～20%，一般不超过30%～35%。如果含水量极低，又不需要预热，那么回收料最高比例可达50%。美国各个州在路面基层、结合层、面层使用回收料都有详细的规定。根据我们国家的施工环境、施工经验以及现有技术，采用20%～40%的间歇式厂拌热再生回收料比较合适。

2 厂拌热再生连续式施工工艺和生产设备

2.1 连续式厂伴热再生的优点

路面再生材料可以与新集料、沥青结合料或再生剂一起拌和生产厂拌热再生料。沥青混合料热再生既可以在间歇式工厂生产，也可以在连续式工厂生产。与间歇式相比，连续式厂拌热再生具有以下优点。

2.1.1 移动方便

连续式拌和厂组装时间较短，移动较为方便。

2.1.2 再生能力强

连续式工厂可以采用高比例的回收料生产。

2.1.3 生产效率高

工厂的生产效率不受回收料比例的影响。

2.1.4 拌和质量好

由于回收料事先加热并于外加集料和沥青搅拌时间长，所以连续式热再生生产出的混合料较为均匀。

2.2 连续式厂拌热再生生产过程

因为回收料一旦接触到燃烧器的火焰就会冒出大量浓烟，在普通的连续式拌和厂没有办法生产再生材料。如果在金属刮板和底板处产生细料和沥青堆积，会给生产造成更大困难。有资料显示，生产中的浓烟是外加沥青的轻组分油引起的，而清除这一问题的有效办法是改造连续式拌和设备。

连续式工厂热再生有很多方法，中间加料法是应用最广泛的一种。这种方法要求回收料在新加集料的下游进入拌和筒，新集料将热量传递到回收料中。前面加入拌和筒的新石料形成了一层幕布，使回收料不会直接接触燃烧器的火焰，从而避免产生浓烟。有时，还使用特殊提升叶片、金属漏斗形叶片或环形钢制火焰网来防止火焰接触回收料，以消除浓烟。

2.3 回收料添加比例

影响连续式滚筒拌和机再生比例的因素，有回收料的含水量及温度、外加集料的含水量和温度、再生的生产能力、再生混合料的成品温度和含水量。连续式拌和机的最大回收料添加比例是70%，但是一般不宜超过50%。

回收料添加比例采用50%时，需要提高滚筒内的气流温度，从而造成外加集料无法阻挡火焰对回收料的烘烤，产生大量烟雾。所以，大多数滚筒式拌和机都采用30%～50%再生料比例。

根据国内外的施工经验和滚筒热再生的特点，建议回收料的添加比例不高于20%。在有些特殊情况下，回收料的添加比例不应高于30%。

2.4 回收料添加系统

常规冷料添加系统可以在滚筒式拌和机中添加回收料。但是，为了便于卸料和减少回收料堆积，加料仓应该体积较小，侧边较陡，而且底部应较宽。回收料应该分次装满加料仓，否则会造成回收料压密，形成板结难以倾卸。而且，加料仓不宜采用振动，因为振动也会造成回收料相互粘结。在炎热天气条件下，回收料不应在加料仓中放置2 h以上。平时尽量在加料仓中只添加一半料，保持回收料随用随添。

在计算机控制的拌和机上，可以实现拌和操作的自动控制，有效协调集料的皮带速度、沥青的流动速度和混合料产量。

3 結 语

厂拌热再生已经成为一种有效的路面修复方法。如果采用较完善的设计和正确的施工，热沥青再生路面的使用性能是完全可以达到，甚至超过常规热拌沥青混凝土路面。厂拌热再生施工包括原路面的处理、压碎、回收料堆放、工厂拌和、现场摊铺和碾压。除了常规的摊铺和碾压，其他生产过程都需要对现有设备进行改造或采用新设备。厂拌热再生使用最广泛的方法是热量传递法，即将外加集料加热很高温度后与常温回收料拌和，使热量迅速传递至回收料，从而烘干并加热回收料。由厂拌热再生生产过程较为复杂，必须实现严格的质量控制才能达到预期的效果。

参考文献：

[1] 李严.再生沥青的试验研究[J].山西建筑，2008，（34）.

[2] 熊出华，凌天清，张永兴.沥青路面热再生剂的研制与应用研究[J].中外公路，2008，（3）.

[3] 吕伟民.沥青再生原理与再生剂的技术要求[J].石油沥青，2007，（6）.

[4] 王继山.热再生沥青混合料的再生剂研究[J].北方交通，2007，（11）.

[5] 欧阳伟，王连广.再生沥青路面原材料的试验研究[J].东北大学学报，2007，（10）.

[6] 刘玉磊，姜利，王黎明，等.确定沥青再生剂最佳用量的试验研究[J].森林工程，2007，（2）.

[7] 侯睿，李海军，黄晓明.高等级路面旧沥青混合料热再生分析[J].中外公路，2005，（4）.

[8] 颜彬，徐世法，高金歧，等.沥青再生技术的现状与发展[J].北京建筑工程学院学报，2005，（1）.