沥青路面再生机与间歇式搅拌站配套技术
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一、前言
沥青混合料路面(以下简称沥青路面)使用一定年限后，不能满足交通的需要，必须进行养护或大修。在养护、大修重建过程中，会产生大量的废旧沥青混合料，这些物料中的石料和沥青还具有一定的使用价值，如果不能合理有效回收利用，不仅浪费资源、增加道路修建成本，而且还会污染环境。因此从降低成本和环保出发，重新利用废旧沥青混合料成了公路建设和发展的必然。 国外20世纪30年代起，沥青混合料再生技术就开始应用。到上世纪70年代末、80年代初，沥青路面再生技术概念不断完善，再生设备和工艺都得到了发展。到90年代初，就地热再生技术发生了质的飞跃，多种再生机组及技术在美国和加拿大开始应用。 我国从上世纪90年代起公路交通事业高速发展，城市道路改扩建任务也日益加大。当时重点是放在建设上，很少关注养护问题，十几年后的今天，道路出现不同程度的损坏，人们意识到养护的重要性。因为我国高速公路建设起步晚，技术力量储备较少，经济基础差，气候环境复杂，交通车辆超载严重；公路设计、施工、材料等方面受传统观念影响，有的地区把习惯的薄层表面处治、沥青碎石路面的施工经验和结构设计方法不加改造地沿用到高速公路；还有某些交通部门领导急功近利、盲目抢工期，使相当一部分高速公路沥青路面使用情况很不理想，甚至发生了通车头几年就不得不面对大规模的维修。因此旧沥青路面再生问题提到议事日程上来。各地纷纷组织人力物力研究解决相关的技术问题，政府部门也出台了相关政策，鼓励旧沥青混合料的回收和利用。可以说，推广沥青路面再生技术是我国可持续发展的经济建设的重要组成部分。
二、沥青路面再生方式分类 旧沥青路面的再生方式主要有就地再生和厂拌再生两类，前者又可分为就地热再生和就地冷再生两种方式。 就地热再生施工即用一台综合式再生重铺机组，连续实现加热、耙松、再生剂添加、加热搅拌、摊铺等工艺方案。该方案要求公路面层损伤较轻，而且联结层和基础层较完好。旧路面铺层厚度大于50mm，且路面各种病害损坏深度小于50mm，旧沥青针入度超过20(1/10mm)，裂缝面积少于40%。 就地热再生特点是施工周期短，对交通干扰小，运输量小，环保性好，但设备系统复杂，技术水平要求高，一次性投资大。工艺柔性较差，不能利用现有的摊铺设备和技术。如维特根的RX4500和芬兰的KM3000RS，日本格林环保养路设备有限公司生产的AR2000等。 就地冷再生施工工艺可对100mm至500mm的破损路面及路基进行再施工，先铣削粉碎并收集旧路面材料，加入一定数量的石灰、水泥、乳化沥青或泡沫沥青等添加剂，搅拌后作为再生后的基层混合料使用。在此基层上再罩上一层磨耗层和适宜的表面处置作为面层，成型新的道路供使用。 厂拌再生则是将铣削的旧沥青路面材料运送到搅拌厂(站)，破碎、筛分处理后根据不同的旧材料以及翻新道路的要求，部分或全部采用旧材料，添加一定的沥青或再生剂，加热搅拌后运送到施工现场，摊铺、碾压。厂拌再生又分连续式和间歇式两种。 厂拌再生过程、质量易于控制，可对不同的旧材料进行再生，适用于生产多种材料的再生，施工周期长，对交通干扰大，运输费用也大，但可利用现有的施工设备，投资小，上项目比较容易。
三、为何要选择与间歇式搅拌站(厂)来使用沥青路面再生机 选择间歇式搅拌站(厂)的沥青路面再生机，来回收和利用废旧沥青混合料的理由是： (1)在投资成本上，间歇式搅拌站(厂)加配再生机明显优于其他类型的再生设备。统计资料显示，我国用于等级路面施工的沥青搅拌站98%以上是间歇式，如果在间歇式搅拌站(厂)基础上加配再生机，可以避免重复投资，能有效节约成本。 (2)对旧沥青混合料回收再利用，不是简单的再加热和重新摊铺。为了满足公路使用性能的要求，必须通过加入新的集料和沥青，使之能够完全达到新搅拌混合料同等的质量。间歇式搅拌站能够准确计量新集料和补充新沥青。旧沥青路面在铣刨或翻挖过程中，原有的骨料级配已经破坏，如果回收利用时不对再生料进行筛分和补充新集料和沥青，就难于保证骨料的级配和油石比，也就不能满足公路施工及使用性能的要求。 (3)间歇式搅拌站(厂)采用的是单独加热技术，专门为再生料配备一个独立的滚筒和加热器，为准确控制温度提供了保障。有了这种条件，采用合理的加热技术，可以有效地防止沥青进一步老化。 (4)改性沥青混合料搅拌温度要求比较高，搅拌时间比较长，而间歇式搅拌站(厂)在温度控制上和搅拌时间调节上具有独特的优势。因此，它对回收改性沥青混凝土也具有更强的优势。 从以上几点分析，不难发现采用间歇式搅拌站(厂)用配套的沥青再生机，能够解决路面的各种病害。
四、如何实现配套的沥青路面再生机的技术问题
1.如何合理地对片状和块状旧沥青混凝土进行破碎和筛分问题 沥青路面翻修时不论是机械铣刨，还是人工开挖，都必须进行破碎和筛分，只有这样才能保证再生料添加后的级配。破碎的旧沥青混凝土，既粘又硬，原有的石料还不能进一步破碎。因此选择反击式破碎原理，对传统破碎机进行改造，达到基本上破坏原有石料粒径、大块不卡死，细料不粘结的目的。筛分则根据用户要求，一般可进行四种不同颗粒料的分级。 2.如何解决不同粒径的再生料配比问题 通过筛分的三种再生料，按一定的比例进行混合，然后进入加热滚筒。级配的控制是采用高精度皮带称来准确控制冷料供给，通过变频器及时改变不同规格料的供给量和比例。称重终端仪表显示累计量和正在进行中的每小时的供给量。 3.如何合理地对再生料进行加热问题 为防止附着在石料上的沥青在加热过程中进一步老化，采用气流加热方式加热，热气流对再生骨料的加热是一种长时间温和的加热方式。 防止沥青老化的另一种方式，是将3cm以下的沥青砂不通过干燥滚筒而直接进入到搅拌锅，通过骨料对其进行加热。 4.如何防止再生料在输送过程中的粘结问题 再生料在输送过程中会因含有沥青而到处粘结，造成堵塞。为防止输送过程中粘结问题，首先采用热气流对再生料的通道进行加热，再采用电加热方式对料仓和称量斗进行恒温加热。在结构上采用独特的放料门结构，在开门放料的过程中利用汽缸动力来破拱，确保放料畅通。 5.如何合理准确地控制再生料和骨料之间的配比问题 间歇式搅拌站(厂)优势在于可准确控制不同规格材料的比例，保证成品料的级配。而所配的沥青再生机对再生料有独立的称重系统，不影响原有搅拌站的称重系统。采用PLC采集原有搅拌站(厂)的称重、放料、故障反馈等信号，使再生料称重系统和原搅拌站(厂)之间工作协调，为确保计量准确，采用二次补偿原理来提高每一批次的称量精度。 沥青再生机与原来搅拌站(厂)要合理匹配，做到能随意调节再生料和新骨料之间的比例和温度，不使用再生料时不影响搅拌站(厂)正常生产；路面等级要求不高时启动搅拌站(厂)的搅拌缸、沥青供给系统、引风系统全部采用再生料加沥青搅拌，也能满足道路施工的要求。总之，要使沥青再生机搅拌站(厂)与配套，必须要自动控制元件灵敏而有效，各种指示、报警系统及时而准确，不仅自动化程度要高，而且操作方便快捷，才能便于推广。 |