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再生技術的類型及特點 廢舊瀝青路面材料再生利用技術根據拌和方式和施工場地的不同,瀝青網,sinoasphalt.com
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再生技術的類型及特點 廢舊瀝青路面材料再生利用技術根據拌和方式和施工場地的不同
2020年04月24日    閱讀量:4331    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿

廢舊瀝青路面材料再生利用技術根據拌和方式和施工場地的不同,分為廠拌熱再生(HCPR)、廠拌冷再生(CCPR)、就地熱再生(HIPR)和就地冷再生(CIPR)。由于就地熱再生現場設備加熱深度有限,全深式再生(FDR)基本以就地冷再生為主,可以說,全深式冷再生是就地冷再生的其中一類。


再生技術的對比

美國瀝青路面再生協會(ARRA)所著《瀝青路面再生技術手冊》中并無關于廠拌熱再生的章節,主要原因是將廠拌熱再生混合料與熱拌瀝青混合料(HMA)一視同仁,僅在工藝或材料組成方面略有調整瀝青網sinoasphalt.com。此外,美國大量使用的是連續式拌和生產方式,而我國大量使用的是間歇式拌和生產方式。該專著對其他三種再生技術均有全面系統的表述。


其中,廠拌與就地是指再生混合料的生產場地不同;冷與熱是指拌和生產的溫度不同。就地、冷、熱再生均需要專門的設備,廠拌熱再生的拌和生產是在改進后的熱拌設備上進行,而廠拌冷再生根據所采用的膠結料不同,設備也有一定差異。冷再生回收料的摻量主要受級配控制,熱再生回收料的摻量主要受加熱與投送設備和級配控制。


根據再生技術的不同,材料組成設計方法具有明顯差異,熱再生混合料配合比設計采用馬歇爾擊實體積設計法,冷再生混合料配合比設計采用改進的馬歇爾擊實法,并無體積指標的要求,很顯然一類是按照熱拌瀝青混合料進行組成設計,另一類是按照半剛性基層材料進行組成設計,相應的材料標準也不同,熱再生混合料依據熱拌瀝青混合料標準,冷再生混合料考慮到力學性能的差異,并非參考半剛性基層材料標準,而是采用獨特的、介于半剛性與柔性材料之間的一套材料標準,因此,就材料性能而言,熱再生混合料優于冷再生混合料。


熱再生混合料的拌和工藝

由于冷再生與熱再生混合料拌和工藝的不同,熱再生技術需要對回收料,加熱之后輸送添加到拌缸中,加熱的回收料由于瀝青軟化而產生黏性,須對普通礦料加熱與輸送設備專門的改造設計,否則將導致間歇式拌和樓加熱滾筒內壁和熱料倉振動篩黏結較多回收料細顆粒,而無法正常運轉或低效運轉,嚴重影響熱拌瀝青混合料的生產。


再生技術的類型及特點 廢舊瀝青路面材料再生利用技術根據拌和方式和施工場地的不同 瀝青網,sinoasphalt.com


2019年,在建筑業高速發展的驅動下,我國砂石資源的消耗量超過200億噸,隨著天然砂石資源越發趨緊和環境保護日益增強,砂石采集點和礦山數量大幅減少,砂石供應日趨緊張、價格不斷上漲。


因此,用間歇式拌和樓生產熱再生瀝青混合料,回收料的加熱和傳送是兩個關鍵環節,是目前國內外瀝青拌和樓供應商和相關科研人員技術革新的重要領域,圍繞能源效率發揮和設備高效運轉,國內外廠家使出渾身解數,最大程度地激活利用回收料原有的性能,不斷改進升級拌和生產設備,形成許多專門的技術,如雙滾筒加熱、螺旋熱風、斜向直投等,都是針對回收料廠拌熱再生拌和工藝應運而生,既保證了回收料的烘干加熱和正常投送,又確保了回收料中瀝青不被過度加熱碳化。


回收料中瀝青經受熱、氧、紫外線等作用后,必然會發生一定程度的老化,一般情況下,再生利用時隨著摻量增加、性能有所下降,尤其是低溫抗裂性能和疲勞耐久性。由于材料性能設計要求、回收料級配和設備加熱及投送能力的差異,廠拌熱再生混合料的回收料摻量也有所不同,而且始終難以提高,多數在30%以下,目前將溫拌與廠拌熱再生技術有效結合,可降低終端瀝青混合料的拌和溫度,也就是降低新骨料、新瀝青和回收料的加熱溫度,從而削弱回收料中瀝青軟化所致的黏筒、黏缸和堵篩等現象,在保證路用性能的基礎上可以適當提高回收料摻量,一般情況下回收料摻量可達40%至60%。

熱再生技術還有一個很重要的問題是再生劑的使用,國外也稱還原劑,主要目的是在一定溫度下與回收料中瀝青,充分融合、軟化,最大限度地激活老化瀝青,繼續發揮原有的黏結特性。


一般情況下,瀝青老化主要是輕質組分減少、重質組分增多的物理化學變化,再生就是添加輕質組分的過程,在適當的時候添加以便充分融合。所以,新瀝青尤其是軟瀝青,本身即為最好的再生劑,可以增加老化瀝青中的輕質組分,如飽和分、芳香分。回收料摻量在10%以下的廠拌熱冷再生直接添加針入度較大的新瀝青即可,無需添加再生劑。另外,再生劑的摻加與否及摻量大小均需根據回收料中瀝青的老化程度來確定,因此對回收料中瀝青針入度和黏度檢測就顯得尤為重要。


冷再生混合料的拌和工藝


冷再生技術施工簡便、回收料摻量較大,是提高利用率最直接有效的措施,也是目前應用較為廣泛的一項技術。

冷再生采用乳化瀝青或泡沫瀝青,輔以水泥,作為新的膠結料體系,將回收料黏結在一起,形成一定強度、穩定性的柔性材料。其中,廠拌冷再生一般采用乳化瀝青、輔以水泥的方式,在拌和場集中生產、輸運到工地、攤鋪碾壓、養生后開放交通,國內應用該技術已有十幾年的時間;就地冷再生多采用泡沫瀝青、輔以水泥的方式,現場的再生技術主要是對設備有較高的要求,需要配置一系列機具和設備,其中最關鍵的瀝青發泡設備,目前國外廠家的設備應用較多。但由于就地冷再生需要現場添加新骨料及水泥,而且工地材料顆粒及性能變異性大,鋪筑泡沫冷再生混合料施工質量控制難度較大。而對于廠拌冷再生混合料施工,回收料在拌和場分檔、檢測后,集中拌和生產,可以充分控制質量,對材料性能的發揮具有更加可靠的保證。


冷再生混合料采用乳化瀝青或泡沫瀝青作為新的膠結料,乳化瀝青冷再生與泡沫瀝青冷再生混合料的強度增長機理也是不同的。冷再生乳化瀝青是中裂、慢裂拌和型陽離子乳化瀝青,廠拌冷再生用慢裂型,就地冷再生和全深式冷再生用中裂、慢裂型均可。性能指標包括破乳速度、篩上殘留物比例、黏度、黏附性、拌和均勻度、儲存穩定性,以及蒸發殘留物含量、針入度、延度和溶解度等十余項;冷再生泡沫瀝青技術指標有膨脹率和半衰期,可以通過調整發泡溫度、用水量和氣壓等來改善。從以上技術指標可知,乳化瀝青有微顆粒大小及均勻度的要求,而泡沫瀝青卻無微顆粒的要求,這在一定程度上決定了強度形成規律,通過試件的橫截面發現,泡沫瀝青冷再生混合料中存在均勻分布的黑點,而乳化瀝青冷再生混合料卻無這種情況,一個是點狀分布而另一個是均勻分布。相比而言,乳化瀝青冷再生混合料在強度方面略優于泡沫瀝青冷再生混合料。


材料組成設計方面,兩種冷再生混合料也采用馬歇爾擊實方法,雖然擊實次數都是雙面75次和112次,但乳化瀝青冷再生有“二次”擊實的要求,為“50次+25次”和“75次+37次”兩個過程,而泡沫瀝青冷再生并無“二次”擊實的要求;乳化瀝青冷再生混合料設計空隙率須在8%至13%范圍內,主要考慮了二次碾壓追密的現象,空隙率太大,鋪筑上層瀝青混合料時路面結構厚度變化較大,空隙率太小則容易發生早期車轍病害。泡沫瀝青冷再生混合料試件早期是散的,其空隙率難以測定,故暫時沒有要求。然而,乳化瀝青冷再生、泡沫瀝青冷再生混合料在15℃劈裂強度、干濕劈裂強度比、凍融劈裂強度比,和60℃動穩定度等性能指標基本一致。


水泥等填料在冷再生中的功能,學術界暫時尚未有明確結論,但有一點比較明顯,采用乳化瀝青或泡沫瀝青作為新膠結料的冷再生混合料,其中水是必不可少的,在強度形成過程中需要處理好水的去留問題,首先是從連通孔隙中蒸發,其次是自由水轉變為化合水的方式。所以,一方面冷再生混合料設計有較大的空隙率,另一方面冷再生多數采用水泥發揮水化作用、實現自由水的固化。相關規范中建議水泥用量不宜超過1.5%,不應超過1.8%,起到提高早期強度和水穩定性的作用,過多的水泥會降低抗裂性、增加脆性,從而喪失柔性材料優勢。


標簽:行業新聞施工案例技術中心再生瀝青
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