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日 期:2011-8-15 11:12:52 已 阅:3389 次

  随着我国公路交通事业迅速发展,到2004年底,全国公路通车总里程已达到185万公里,其中高速公路里程3.41万公里,而80年代和90年代修建的公路都已不同程度需要大修和维护。因此,公路修理和养护【设备】已得到了国家有关部门和路面机械生产企业及施工单位的广泛重视。随着全球沥青路面原材料越来越短缺以及节能、环保等要求,利用沥青混合料再生技术进行等级公路维修、养护的课题得到公路管理和建设部门的高度重视,政府管理部门和生产制造、科研及施工企业开始对沥青路面就地热再生技术和施工技术进行探索和实施。
  影响沥青混合料再生技术发展的因素有很多,既有经济、节能、环保、生态、法律法规甚至人文等方面的因素,也有相关技术(如:施工工艺规范、控制、加热、铣刨、再生剂等)的发展和成熟等因素。其中经济、节能、环保、加热、再生剂等方面的因素对沥青混合料再生技术的推广使用和所采用的工艺起了很重要的影响作用。

1 就地热再生技术现状
  就地热再生技术是为了对废旧的沥青混合料直接回收利用,通过加热机和移动式再生列车加热并铣刨旧的沥青路面,添加沥青再生剂或少量的新混合料,拌和、摊铺、压实,形成新的路面,而通常沥青路面有三种维修方法:
  (1) 冷铣刨——新料的重新摊铺。
  这是传统的即目前普遍采用的维修方法。这种方法由于费用大,造成环境污染等,未来使用会受到限制。
  (2) 铣刨—场地再生+添加新混合料——重新摊铺。
  (3) 这种方法可再生利用废料30%,有一定的推广价值。
  就地热再生,热铣刨+再生剂+就地搅拌、摊铺。
  采用这种就地热再生的工艺方法,对废旧的沥青混合料直接回收利用,节约能源;解决了旧料的堆放处理,减少环境污染;而且减少了旧料的运输,缩短了道路开放时间,有很好的经济和社会效益,在世界各地开始逐步【应用】。
  加拿大是北美的典型国家,热再生技术与【设备】发展很快。其再生技术的成就在全球范围内最受注目,并广泛【应用】于高等级公路的就地再生翻修和维护领域。其中HIPAR【公司】的G5摊铺列车、Martec【公司】推出的AR2000超级再生机最具代表性。而HIPAR【公司】开发的G5摊铺列车提出了两级再生的含义,这种两级再生机的特点是指在一个连续的工作过程中、连续加热、分两次铣刨沥青面层。对于加热深度为50毫米或以上的路面,加热与软化路面这个不良导体,保证路面不会过度加热而烧焦路面,最佳的方式就是两级系统。这种方式增加了4倍的加热效率和工作速度,并因为底层(25mm而不是50mm)得到充分的加热,从而减少剥离时对骨料的破坏。
  荷兰是欧洲最具代表性的国家,在荷兰几乎60%的新拌沥青混合料中都含有较高比例的回收旧料。这种现状是基于从原材料开始投入实际使用时已具备的闭环式再生循环的管理理念与沥青混合料本身的可追溯性相结合的必然结果。芬兰卡罗泰康【公司】推出的Roadmix热再生【设备】、德国维特根【公司】的Remixer 4500热再生【设备】、意大利玛连尼【公司】的M.H.R.120就地热再生列车等都是欧洲最典型的就地热再生【设备】。
  近几年,我国的一些施工单位也先后引进了沥青路面就地热再生【设备】,有马泰克的AR2000、维特根Remixer 4500、卡罗泰康Roadmix PR0037RM等等。国内的制造企业已开始关注,中联重科推出的LR4500加热机、鞍山森远LRJ-1加热机也已开始做工地试验。西筑【公司】正在和加拿大Hipar【公司】就G5就地热再生技术的引进进行合作。国内的就地热再生技术的【应用】还处于培育研讨阶段。

2 就地热再生基本工艺流程
  沥青路面使用一段时间后,沥青路面面层沥青混合料的强度和性能会下降,路面出现车辙和微型裂纹,这时如果对沥青路面面层进行就地再生维修,将会大大提高路面的使用寿命,沥青路面就地再生维修就是就地恢复沥青混合料的路用性能,因此在再生维修(如加热,铣刨)时尽量减少对原沥青混合料的级配和材料的破坏,同时根据沥青混合料的破坏程度适时的加入适量的添加剂和再生剂,使再生维修后的沥青混合料路面恢复路用性能。就地热再生的基本工艺流程如表1所示。
2.1 原沥青路面结构、混合料组成及损坏度【分析】
  在沥青路面再生维修之前,首先要查阅并掌握原沥青路面结构、混合料组成,其次要【分析】现沥青路面的损坏情况,为后面制定再生工艺、确定再生剂和添加剂的种类及用量等提供必要的依据。
2.2 沥青路面加热
  沥青路面加热是沥青路面再生的关键工艺流程之一,加热的目的是软化沥青路面,从而减少铣刨对沥青路面混合料组成的破坏。再生沥青混合料的加热温度和效率是决定再生【设备】工作效率的关键因素之一。影响加热温度的因素有:加热方式、路面温度、混合料含水量、环境温度、风速和风向等。而温度过热将会损坏沥青混合料中含有沥青的特性,因此也不能无限制地提高加热温度,一般情况下,加热板离地面的距离为80~100mm,路面表层温度应控制在260℃以下。目前现有的加热方式有:火焰加热、红外线加热、热气加热、微波加热。加热的基本要求如下:
  (1) 路面表层温度应控制在260℃以下,沥青表面加热、水汽蒸发、燃料燃烧等产生的烟气需得到有效控制,避免对人,环境、【设备】等造成伤害。
  (2) 提高加热效率,节约能源,缩小沥青路面加热的温度梯度,避免表面过热烧焦而底部加热不透。
  (3) 加热器加热与加热车行走速度应协调一致,使加热均匀,热交换效果最佳。
2.3 加热铣刨
  沥青路面经过加热后已经软化,但由于加热条件因素和加热、铣刨装置的间隔使路面出现温度不均匀的现象,因此在铣刨耙松前进行再次加热,保证铣刨耙松的混合料接近原路面级配不被改变(破坏)的要求。铣刨装置的切削刀具成螺旋线形排列,转子以向下铣刨的方向旋转,在铣刨过程中可保证最均匀的拌合,并将铣刨后的混合料连续的向中间输送。铣刨装置通过油缸控制伸缩,改变铣刨的宽度和深度,宽度范围通常为3~4.5m,深度20~50mm。
2.4 补充添加剂和再生剂及新混合料
  沥青路面经过加热铣刨后,由于这时的沥青混合料相对原级配有一定的改变,沥青的性能有一定的降低,因此根据再生混合料的要求经【分析】后,需在铣刨搅拌或强制搅拌时添加一定添加剂和再生剂及新混合料,以保证路面的沥青混合料达到规定的技术性能要求。一般的添加剂和再生剂有乳化沥青、水泥有机油、纯净水等,添加剂和再生剂的喷洒装置一般安装在铣刨装置上部或再生搅拌锅上部,当要补充再生剂和添加剂时,可打开喷洒系统,喷洒量受到【设备】前进速度及再生混合料量的控制,整个系统由电子计量装置控制。新混合料是通过倾斜的输送器被从料斗内输送到配料斗内,然后称量预设定的补充新混合料量,再通过输送器送至搅拌锅内。输送器速度由电子计量装置控制,随【设备】的工作速度变化而变化,即根据【设备】的前进速度自动调节输送器的速度和混合料流量。
2.5 再生混合料搅拌
  再生混合料搅拌有就地铣刨搅拌和强制搅拌锅搅拌。现在的就地热再生【设备】多用搅拌锅搅拌,铣刨后的沥青混合料由布置在其后面的收料装置,输送到搅拌锅内,保证被铣刨的混合料进入搅拌器进行再生搅拌。搅拌锅一般为双轴搅拌锅,这种双轴搅拌锅长约2m,装有反转搅拌轴,可确保铣刨的混合料与新混合料和再生剂及添加剂具有良好,均匀的混合。通常再生的混合料的温度控制在115℃以上。
2.6 再生混合料的摊铺
  再生混合料经过一定的搅拌后被输送到螺旋布料器上面,螺旋布料器将料输送到熨平板前,经过熨平装置的摊铺、振捣、振动压实,经压路机压实后新的再生路面最终成型。如果需进一步提高路面的使用性能,可在其上面加铺一层新的上面层。这种再生摊铺由于在热的表面摊铺,保证良好的热粘合。
  现在,许多就地热再生【设备】都配有两个熨平板和螺旋,即在第一个熨平板后面再安装一个熨平板和螺旋,可实现双层摊铺,第一个熨平板摊铺再生料,第二个熨平板摊铺新混合料,摊铺新混合料通过一定输送装置输送到第二个熨平板及螺旋的前面,可在原有的再生铺层上面加铺新的磨耗层,磨耗层一般为20mm左右。采用这种工艺再生路面不但外形美观,而且可以改善路面结构,提高路面使用寿命,但会增加路面的标高。摊铺装置都配有自动找平仪,路面平整度完全可以达到标准要求。

3 就地热再生【设备】的技术特点
  就地热再生技术作为一种崭新的技术,国际上著名的【工程】机械制造企业都相继推出自己的产品,比如,HIPAR【公司】的G5摊铺列车、Martec【公司】的AR2000超级再生机、卡罗泰康Roadmix PR0037RM、维特根Remixer4500、玛连尼MHR120就地热再生列车,这几种【设备】代表了当今最新的就地热再生技术和【设备】。下面就各【设备】的技术特点分别介绍。
3.1 维特根Remixer 4500和卡罗泰康Roadmix PR0037RM再生列车
  这两种再生列车都由两台加热机和一台再生机组成。加热机加热方式为火焰加热,施工时通过加热机及移动式再生列车加热并铣刨旧的沥青路面,添加再生剂或少量的新混合料,拌和、摊铺、压实,形成新的路面。所再生路面为一个车道,约4m宽,通常再生的深度为3.5~4cm,最后在再生的料上加铺约2cm的新料作为面层,施工速度为1.6~2.3m/min(与加热的温度有关),通常需要使搅拌锅再生的混合料的温度控制在115℃以上,这种【设备】可提供三种不同的施工方法:(1)Remix单层再生,从搅拌锅处加入少量的新混合料,路面的高度不变,所加的新料用来补充面层的磨耗。(2)Stabililing 加新料于铣刨鼓前的单层再生。(3)Double Layer Remix 即双层再生。一般单层再生施工深度约4cm,双层再生施工深度约6cm(2=4),基层再生施工深度约8cm。
  总的来说,采用就地热再生方案施工与传统方法相比,修补时间可节约5/6,作业人员可节约1/2,旧路的材料完全可以利用,新沥青混合料的用量可节省1/2,成本可节省约1/3。但就地热再生还需解决因在短时间内对原路面沥青层加热,加热沥青层的厚度和温度以及油—石比难以控制等问题。
实践表明:合理使用再生【设备】所铺再生沥青路面,指标可以达到高速公路路面施工规范的要求。
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