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摘 要

基于對目前瀝青路面舊材料再生工藝的調(diào)查總結(jié)，提出了影響再生效率，特別是再生過程中材料易于“二次老化”的主要技術(shù)瓶頸。在此基礎(chǔ)上對采用熱風(fēng)加熱完成材料預(yù)熱的技術(shù)和經(jīng)濟可行性進(jìn)行了分析和研究，對熱風(fēng)加熱專用機械設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)和作業(yè)工序進(jìn)行了闡述，且對生產(chǎn)過程中涉及的主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了分析和量化。

關(guān)鍵詞 道路工程 | 瀝青路面 | 材料再生 | 熱風(fēng)加熱 | 機械設(shè)備

瀝青路面的再生利用的經(jīng)濟及節(jié)能減排意義

目前，國內(nèi)外已建成通車和在建高等級道路絕大部分采用瀝青或水泥混凝土路面，其中瀝青路面占96%以上，這主要是基于瀝青路面具有行車舒適、抗滑構(gòu)造能夠長期保持和建成(或保養(yǎng)修復(fù))后能夠迅速通車等較為明顯的技術(shù)優(yōu)勢，而瀝青路面材料的再生利用不僅能夠節(jié)約大量寶貴的筑路材料，而且具有重要的環(huán)境保護(hù)意義瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。

(1)路面舊料再生利用具有突出的經(jīng)濟意義。上世紀(jì)90年代以來，世界范圍的能用危機席卷全球，特別是以石油和煤炭為代表的不可再生化石燃料首當(dāng)其沖，而作為主要粘結(jié)劑為石油瀝青的瀝青混凝土道路的材料成本越來越高。圖1是近20年來路用瀝青和級配礦料(石料)采購價格的上升趨勢。

瀝青路面再生工藝綜述

在瀝青混合料制作過程中，由于瀝青在常溫下為固態(tài)或半固態(tài)，所以必須經(jīng)過加熱而以較高的工作溫度與級配礦料進(jìn)行拌和以形成符合路用性能的瀝青混合料。瀝青路面的再生也必須通過溫度的提升來完成，這種被稱為熱再生的舊料再生方法，是目前國內(nèi)外道路工程界普遍采用的再生方式。

據(jù)歷史記載，雖然早在20世紀(jì)60年代初期，美國德克薩斯州(Texas.USA)就在本州的州際道路上開始利用工程中回收的瀝青路面舊料進(jìn)行再生利用的試驗和工程實踐，但直至21世紀(jì)的今天，由于沒有合適的加熱手段，舊料往往只能以常溫狀態(tài)直接添加參與新材料的拌合以形成新的瀝青混合料。但由于此時級配礦料已經(jīng)完成加熱烘干而不會再有溫度的補充養(yǎng)護(hù)管理投稿交流合作加微信627361748 ，所以常溫舊料的溫度提升只能依靠新料的原有溫度與之進(jìn)行熱交換完成。顯然，為了達(dá)到新級與新添舊料一起拌和后的出料溫度(工作溫度160℃±5℃，改性瀝青混合料的出料溫度為165℃±5℃)，舊料的加入比例只好被限制在15%以下。

以間接熱風(fēng)加熱為基本技術(shù)特征的再生工藝和專用設(shè)備研發(fā)

因為路用瀝青和級配礦料在3.0～4.5μm的波段達(dá)到其紅外吸收的峰值波長，因此其加熱溫度T的取值以400~600℃為宜。顯然，溫度為400~650℃的熱風(fēng)加熱符合上述理論分析的結(jié)論。目前，以熱風(fēng)加熱為主要技術(shù)特征的舊料再生設(shè)備已形成基地固定再生和路上移動再生2個主要的應(yīng)用方向。

采用熱風(fēng)加熱的固定式再生設(shè)備

LZ-20是國內(nèi)某交通科研單位研發(fā)的固定式瀝青路面舊料再生專用設(shè)備，采用熱風(fēng)完成舊料的加熱，同時可對外排的高溫廢氣進(jìn)行回收循環(huán)再用，因此具有良好的節(jié)能和減排效果。LZ-20的基本結(jié)構(gòu)見圖2所示。

LZ-20可采用柴油、重油或原煤為熱源，借助引風(fēng)通過專用爐膛形成熱風(fēng)并在熱再生滾筒內(nèi)與瀝青舊料實現(xiàn)熱交換以提升舊料的溫度。除了熱風(fēng)加熱的基本特征，這種再生裝置還具有下述特點:

(1)舊料篩分裝置能夠去除舊料中的大部老化粉末和其它雜質(zhì)，以盡可能保證舊料的路用品質(zhì)。

(2)螺旋進(jìn)料裝置可對進(jìn)入加熱的舊料進(jìn)行較為精確的計量，并能夠根據(jù)材料的含水量及粒徑的不同隨時調(diào)整進(jìn)料參數(shù)，以保證加熱溫度的準(zhǔn)確和連續(xù)性。

(3)熱再生滾筒內(nèi)的攪拌葉片為專門設(shè)計的多變角幾何面，以期在滾筒的整個圓截面上形成更為完整的受熱料簾，以提高加熱效率。

(4)添加劑的計量和加入系統(tǒng)能夠根據(jù)需要進(jìn)行瀝青、軟化劑及其它材料的計量和添加，以有效改善再生材料的路用性能。

通過熱風(fēng)加熱，舊料能夠在進(jìn)入拌和之前通過預(yù)熱達(dá)到100℃~120℃，由于明顯提高了舊料溫度，因此能夠?qū)⑴f料的添加比例由常溫工藝時的10%~15%養(yǎng)護(hù)管理投稿交流合作加微信627361748 提高到30%以上。當(dāng)然，如果用于較低等級的道路(包括輔道等)鋪設(shè)，這種工藝也能夠?qū)r青舊路面材料的100%進(jìn)行再生利用。此時，僅需要適當(dāng)調(diào)低螺旋進(jìn)料裝置的進(jìn)料量，以保證出料溫度滿足作業(yè)需求(160±5℃)即可。

采用熱風(fēng)加熱的移動式再生設(shè)備

移動式熱風(fēng)加熱再生設(shè)備是在具有良好機動性的載重汽車底盤上裝設(shè)熱風(fēng)加熱系統(tǒng)而成。相對于固定作業(yè)設(shè)備其機型較小，但機動靈活，能夠同時配置舊路面挖切、底油灑布、材料制備和攤鋪、路面壓實等機具，適于在舊路面現(xiàn)場再生基礎(chǔ)上完成高等級瀝青路面小面積局部病害的現(xiàn)場快速修復(fù)。因此，具有熱風(fēng)加熱的移動式路面再生設(shè)備將是一種功能更為完善的多功能道路養(yǎng)護(hù)機械。

總結(jié)

在瀝青路面再生利用工程中采用熱風(fēng)加熱方法能夠較好地規(guī)避和減少路面舊料的二次老化，同時路面舊料的預(yù)熱使得舊路面材料的再生效率得到有效提高，因此具有突出的技術(shù)先進(jìn)性、顯著的經(jīng)濟和節(jié)能減排效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。