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談發(fā)展瀝青再生技術(shù)的幾個關(guān)鍵問題摘要:就是否發(fā)展和如何發(fā)展瀝青再生技術(shù)兩個方面討論了相關(guān)的4個關(guān)鍵問題:發(fā)展瀝青再生技術(shù)的重要意義;發(fā)展瀝青再生的技術(shù)和經(jīng)濟可行性;瀝青再生技術(shù)類型的選擇;政策環(huán)境對發(fā)展瀝青再生技術(shù)的影響。介紹了廣東省交通集團公司發(fā)展瀝青再生技術(shù)的基本情況。關(guān)鍵詞:瀝青再生;可持續(xù)發(fā)展;政策環(huán)境我國自1988年建成第一條高速公路以來,在不到15年的時間里,跨越了西方發(fā)達國家經(jīng)過30—40年的高速公路發(fā)展歷程,至2002年底,我國高速公路通車里程達2.52萬km,總里程居世界第二。而且,高速公路迅猛發(fā)展的勢頭并沒有減緩,至2010年,我國高速公路規(guī)劃里程將達3.5萬km。同時,一級公路、二級公路也取得了長足的發(fā)展,據(jù)資料統(tǒng)計,截至2000年,一級公路通車里程20088km,二級公路通車里程152600km。在這些公路的高級路面中,瀝青混凝土路面所占的比例約為80%。而且,隨著瀝青混凝土路面技術(shù)的發(fā)展,瀝青混凝土路面所占的比重將越來越大。瀝青混凝土路面一般設計年限為15年,實際上,通常使用年限僅10年左右。也就是說,每隔10?15年,瀝青混凝土路面就需要翻修一次。因此,如何處置每年數(shù)千萬噸瀝青混凝土路面廢料將成為必須面對和解決的問題。同時,重新鋪筑瀝青混凝土路面所需的大量瀝青和石料也將使我們面臨巨大的資源壓力。采用瀝青再生技術(shù),重復利用瀝青混凝土路面廢料,是從根本上解決上述問題的有效途徑。自20世紀七八十年代以來,瀝青再生技術(shù)在國外獲得廣泛應用,已經(jīng)形成比較完整的成套技術(shù),且達到了規(guī)范化與標準化的成熟程度。那么,我國是否應該發(fā)展瀝青再生技術(shù)?如何發(fā)展瀝青再生技術(shù)?本文將針對這兩方面探討幾個關(guān)鍵問題。1發(fā)展瀝青再生技術(shù)的重要意義瀝青再生技術(shù)是指對不能滿足使用要求的瀝青混凝土路面廢料通過各種措施進行處理后重新利用的技術(shù),包括對舊瀝青混凝土路面進行翻挖、破碎、篩分,再與新集料、新瀝青、再生劑(必要時)重新混合,形成具有預期路用性能的混合料,并重新鋪筑成路面的各種結(jié)構(gòu)層(包括面層和基層)。瀝青再生技術(shù)通過重復利用瀝青混合料(主要為砂石料和瀝青材料)達到節(jié)約資源和保護生態(tài)環(huán)境的目的。國外的應用實踐證明,瀝青再生技術(shù)是公路建設可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,在我國現(xiàn)階段也具有重要的實際意義。節(jié)約資源瀝青再生技術(shù)能最大限度利用廢舊混合料,直接節(jié)省大量的砂石料和瀝青資源;同時有效節(jié)約開采砂石料和廢棄舊料占用的大量土地資源。我國石油瀝青人均產(chǎn)量很低,僅相當于美國的1/60(1996年統(tǒng)計數(shù)據(jù)),而且利用國產(chǎn)原油煉制的瀝青普遍存在瀝青質(zhì)低、蠟含量高、膠質(zhì)多、芳香分少、飽和分多的特點,大多滿足不了重交通石油瀝青的路用性能技術(shù)要求。因此,適用于高級路面的國產(chǎn)瀝青的缺口很大,需大量進口瀝青和適宜煉制瀝青的原油,而且價格居高不下,進口瀝青價格達到國際市場的兩倍以上??梢娭貜屠脼r青,節(jié)約瀝青資源在我國具有非常重要的意義。在我國許多地區(qū),適用于鋪設高級瀝青混凝土路面的玄武巖、輝綠巖、安山巖等石料也是非常稀缺的資源,為保證工程質(zhì)量,有時不得不到數(shù)百公里以外開采,遠途運輸大大提高了石料單價,如果不重復利用這些昂貴的石料,每次翻修路面將帶來沉重的經(jīng)濟負擔。瀝青再生技術(shù)在節(jié)約土地資源方面的作用也不容忽視。顯然,經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的公路密度大,交通量也較大,因此瀝青混凝土路面翻修的頻率較高,產(chǎn)生的廢料相對較多,如果不利用瀝青再生技術(shù)重復利用瀝青混合料,廢棄舊料和新開采砂石料將占用經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)大量“寸土寸金”的土地。環(huán)境保護瀝青再生技術(shù)通過重復利用瀝青混合料,防止瀝青混凝土廢料對棄置場所及其周邊環(huán)境的污染,同時通過減少石料的開采,能有效保護林地,維護自然景觀和生態(tài)環(huán)境。目前普遍用于路面工程的石油瀝青是利用原油煉制的碳氫化合物,具有優(yōu)良的粘附性、防水性和耐久性,其主要元素除碳和氫外,硫的含量占第三位。雖然有關(guān)資料顯示石油瀝青不含致癌物質(zhì),但其化學惰性使其難于降解,長期影響堆填區(qū)及其周邊的生態(tài)和居民食物和飲水健康。因此,不妥善解決瀝青混凝土廢料的處置問題,就無法滿足環(huán)保要求。在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),隨著環(huán)保要求的提高,石料開采場被陸續(xù)關(guān)閉,以防止破壞環(huán)境,如果不發(fā)展瀝青再生技術(shù),重復利用石料,上述措施將難以奏效。在歐、美、日等發(fā)達國家,對環(huán)保的要求已超越鼓勵、倡導的層面,而上升到強制性的法律、法規(guī)上,例如,日本的《再生資源利用促進法》、美國的<<礦山開采法>>等。我國雖屬發(fā)展中國家,但也應有未兩綢繆的環(huán)保意識。事實上,在經(jīng)濟發(fā)展的同時帶來的生態(tài)環(huán)境破壞已引起了社會各界的高度關(guān)注,環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展已成為我國的重要國策之一。2發(fā)展瀝青再生利用的技術(shù)和經(jīng)濟可行性2.1國外瀝青再生技術(shù)發(fā)展狀況瀝青再生技術(shù)早在20世紀30年代便已開始應用,但發(fā)展一直比較緩慢。1973年的石油危機導致石油瀝青價格飛漲,促進了瀝青再生技術(shù)的發(fā)展。其后,隨著銑刨機械與鼓筒式拌和裝置等筑路機械制造水平的不斷提高,瀝青再生技術(shù)研究與應用發(fā)展很快,國外開始大規(guī)模推廣應用瀝青再生技術(shù)。至20世紀80年代,瀝青混凝土路面再生技術(shù)已趨于成熟,美、德、日、英等國相繼頒發(fā)了一系列的技術(shù)手冊、指南和規(guī)范,并出版了大量研究成果。20世紀90年代后,瀝青再生技術(shù)進一步發(fā)展,在亞太地區(qū)也得到普遍應用。目前,歐洲的EAPA在互聯(lián)網(wǎng)上公布,其成員國的廢舊瀝青混凝土路面材料100%通過再生方式的路面材料再生利用情況進行了調(diào)查,發(fā)表了《道路工程再生利用戰(zhàn)略》白皮書,其中瀝青混凝土路面再生技術(shù)應用狀況反映了發(fā)達國家在這個領(lǐng)域的基本情況:舊瀝青混凝土路面的再生利用率為75%?100%;廠拌熱再生技術(shù)應用最為普遍,再生材料主要用于路面結(jié)構(gòu),極少用作回填材料和其他用途;不管是廠拌還是路拌,冷再生技術(shù)推廣程度較低;現(xiàn)場熱再生技術(shù)雖得到較多國家采用,但只有少數(shù)國家推廣程度較高。對于瀝青再生技術(shù)的可靠性問題,澳洲AUSTROADS在其1997年的<<瀝青?昆凝土路面再生指南凈中指出,利用60%RAP(瀝青混凝土路面回收料)的瀝青混凝土路面使用壽命與傳統(tǒng)瀝青相同,而抗車轍能力卻得到增強;美國在20世紀80年代中后期到90年代發(fā)表的系列研究報告表明,再生瀝青混凝土路面與全新料瀝青混凝土路面比較,路用性能和使用壽命并沒有明顯的區(qū)別,NCAT的《國家和地方政府路面再生指南》也闡明了同樣的觀點;日本道路協(xié)會的<<廠拌再生瀝青鋪裝技術(shù)指南>>也認為,將熱拌再生瀝青混合料應用于條件苛刻的重交通道路(D交通)路面的調(diào)查結(jié)果表明,只要對熱拌再生瀝青混合料進行恰當?shù)馁|(zhì)量控制管理,鋪裝后的性能與只用新料鋪裝的路面性能沒有區(qū)別。綜上所述,歐、美、日等發(fā)達國家目前在再生瀝青混合料的生產(chǎn)工藝以及與之配套的各種挖掘、銑刨、破碎、拌和等機具的研制與開發(fā)方面均取得了顯著的成就,經(jīng)過近30年的大規(guī)模生產(chǎn)實踐,已證明了瀝青再生利用在技術(shù)上的可行性,并形成了系統(tǒng)的成套瀝青再生技術(shù),且達到了規(guī)范化與標準化的成熟程度。國內(nèi)瀝青混凝土路面再生技術(shù)研究應用概況我國在20世紀70年代,一些養(yǎng)路部門就已開始進行廢棄瀝青混凝土路面材料再生利用的嘗試。20世紀80年代初,開始重視研究瀝青混合料再生技術(shù)。1982年,交通部科技局將瀝青混凝土路面再生利用作為重點科技項目下達,由同濟大學負責該課題研究的協(xié)調(diào),山西、湖北、河南、河北等省市參加,分別確定主攻方向,對瀝青?昆凝土路面再生技術(shù)開展了比較系統(tǒng)的試驗研究。1985年,建設部曾組織上海、南京、天津、武漢等市政部門和蘇州市公路局、哈爾濱建筑工程學院等單位進行過專題研究,于1991年6月發(fā)布了《熱拌再生瀝青混合料路面施工及驗收規(guī)程》(CU43—91),指出再生瀝青混合料所用的礦料、瀝青的品質(zhì)和混合料的技術(shù)要求,應符合不用廢料的普通瀝青混合料的有關(guān)規(guī)定。20世紀90年代,我國進入高速公路建設高峰時期,瀝青混凝土路面再生技術(shù)的研究與推廣被暫時擱置。近年來,一批早期建成的高速公路路面陸續(xù)進入大修或改建階段,瀝青混凝土路面再生技術(shù)重新引起廣泛重視。一些大學和科研機構(gòu)已著手進行再生路面混合料路用性能、再生機理、再生劑開發(fā)、施工技術(shù)等方面的研究,一些單位也在積極籌備或已試鋪瀝青混凝土再生路面,并取得了一定的成果。但這些研究主要側(cè)重于現(xiàn)場熱再生技術(shù),對工廠熱再生技術(shù)的研究還十分薄弱,不能滿足高級路面再生技術(shù)要求。瀝青再生技術(shù)難點和我國目前相應的技術(shù)條件技術(shù)難點正如前面所述,瀝青再生技術(shù)在國外已經(jīng)是應用了20?30年的成熟技術(shù),有大量現(xiàn)成的研究成果和實踐經(jīng)驗,因此,我們發(fā)展瀝青再生技術(shù),主要是結(jié)合國內(nèi)的氣候條件和路面工程特點進行技術(shù)引進、消化、吸收和推廣應用。大量國內(nèi)外研究成果和實踐表明,瀝青再生技術(shù)主要難點包括:廢料的變異性問題。廢料的瀝青含量、瀝青老化程度以及集料級配的變異性一般均較大,直接影響再生瀝青混合料的質(zhì)量控制。再生瀝青混合料的拌和工藝。在不燒傷舊瀝青的前提下,保證拌和溫度并使新舊瀝青均勻混合是技術(shù)關(guān)鍵。再生瀝青混合料的配合比設計及其抗裂性能和耐久性能評價。再生瀝青混合料的抗裂性和耐久性是確保其性能不低于普通瀝青混合料的關(guān)鍵。再生劑的研制和使用。專門的再生劑研制需要在掌握瀝青化學理論和再生機理的基礎(chǔ)上進行,并且需要長期的試驗、檢測和評價,才能應用于實際生產(chǎn)。但美國不鼓勵應用專門的再生劑,而建議在控制RAP用量的前提下用軟一級的新瀝青直接調(diào)和使用。2.3.2針對性措施從20世紀80年代中期開始,我們經(jīng)過10多年大規(guī)模建設高等級公路,已培養(yǎng)出了大批瀝青混凝土路面工程的科研、設計、施工等各方面的技術(shù)人才。同時,我們在瀝青再生研究方面也已取得了初步成果。因此,我們具備開發(fā)瀝青再生技術(shù)所需的技術(shù)管理力量,對于上述各技術(shù)難點,還可以采取下列有效的針對性措施:以科學、有效和可操作性強的統(tǒng)計方法評價廢料的重要技術(shù)指標,同時建立質(zhì)量即時監(jiān)測和快速反應系統(tǒng),進行細致而嚴格的管理控制,解決好廢料變異性大的問題。先行直接進口國外先進的再生瀝青混合料拌和設備,確保拌和工藝和質(zhì)量控制滿足要求,下一步再開展設備的研發(fā)工作。引進專用的試驗設備,解決混合料抗裂性能和耐久性能評價問題,事實上,國內(nèi)一些機構(gòu)已具備相應的試驗能力。借鑒美國的實踐經(jīng)驗,先期采用較低含量的RAP,采用新舊瀝青調(diào)和的方法。下一步再進行再生劑的開發(fā)和應用研究。發(fā)展瀝青再生技術(shù)的經(jīng)濟可行性瀝青再生技術(shù)的直接經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在兩個方面:節(jié)約砂、石、瀝青材料費和廢料的運輸費、堆棄費。以某工程單價為例計算利用1t廢料節(jié)約的費用:砂:15元/tX0.1t—1.5元;碎石:80元/tX0.9t—72元;瀝青:2000元/tX0.05t—100元;運輸距離20km:0.8元/kmX20km—16元;堆棄費:5元;合計:194.5元/t。各地區(qū)材料、運輸和土地使用費用不同,因此再生1t廢料直接節(jié)約的費用在100?200元之間。但是,該技術(shù)需要較大的固定資產(chǎn)投資,主要包括再生混合料拌和設備、銑刨機和廢料破碎設備,所需投資額達2000多萬元。因此,至少需再生利用10萬t廢料才能收回投資,如果按照廢料利用率20%計算,需要50萬t的再生混合料生產(chǎn)量。所以只有大規(guī)模推廣應用瀝青再生技術(shù)才能使技術(shù)開發(fā)單位獲得一定的經(jīng)濟效益,這是發(fā)展瀝青再生技術(shù)不容忽視的問題。隨著環(huán)保要求日趨提高,瀝青再生具有廣闊的市場空間。至2002年底,廣東省高速公路通車里程已達1850km,其中瀝青混凝土路面超過1200km;至2005年,廣東省高速公路通車里程預計將達2500km。而且新建高速公路中瀝青混凝土路面所占的比重越來越大。如果按瀝青混凝土路面一般設計年限為15年計算(實際上通常使用年限僅為10年左右),全省高速公路平均每年產(chǎn)生的舊瀝青混合料將超過150萬1;如再考慮其他等級公路以及市政道路(其中廣州市2000年道路總面積2805萬m2,按80%為瀝青混凝土路面、平均厚度8cm、翻修年限10年計算,平均每年產(chǎn)生的舊瀝青混合料約40萬t;而東莞、番禺等珠江三角洲城鎮(zhèn)也正加快道路黑色化進程),估計全省每年產(chǎn)生的舊瀝青混合料將超過200萬t。而且,全國市場是廣東省市場的10倍以上。因此,瀝青再生將具有不可估量的市場前景。因此,如果重視瀝青再生技術(shù)帶來的社會效益,輔以適當?shù)恼邔颍夹g(shù)開發(fā)企業(yè)將能獲得可觀的經(jīng)濟效益。3瀝青再生方式的選擇瀝青再生技術(shù)分類及其特點與適用范圍瀝青再生技術(shù)主要分4大類:即廠拌熱再生拌冷再生、現(xiàn)場熱再生和現(xiàn)場冷再生。廠拌熱再生廠拌熱再生技術(shù)先將舊瀝青混凝土路面銑刨后運回工廠,通過破碎、篩分(必要時),并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、碎石級配等指標,摻入一定數(shù)量的新集料、瀝青和再生劑(必要時)進行拌和,使混合料達到規(guī)范規(guī)定的各項指標,按照與新建瀝青混凝土路面完全相同的方法重新鋪筑。國外多年的實踐證明,廠拌再生瀝青混合料路面能夠達到并保持所要求的各項路用性能指標,并且具有更好的抗車轍性能。這種再生方式屬于結(jié)構(gòu)性再生,能有效地用于各種條件下舊瀝青混凝土路面的再生利用。廠拌冷再生廠拌冷再生混合料主要用作基層或底基層。先將舊瀝青混凝土路面材料運回穩(wěn)定土攪拌廠,經(jīng)過破碎作為穩(wěn)定土骨料,加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化瀝青等一種或多種穩(wěn)定劑和新料(必要時)進行攪拌,然后鋪筑于基層或底基層。這項技術(shù)不但未充分利用廢棄材料中的舊瀝青,而且舊瀝青還在一定程度上影響混合料的抗壓強度,但其生產(chǎn)過程幾乎不需要專用設備就可實現(xiàn)。對于不能熱再生回收的舊料(如改性瀝青混合料、老化嚴重難于再生的混合料),可以有效解決舊料廢棄和環(huán)境污染等問題,在國外被普遍采用,實踐證明具有相當重要的應用價值。現(xiàn)場熱再生現(xiàn)場熱再生技術(shù)也稱為表層再生技術(shù)。該技術(shù)通過現(xiàn)場加熱、翻耕、混拌、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現(xiàn)就地舊瀝青混凝土路面再生,具有無須運輸廢舊瀝青混合料,工效高,對公路運營影響程度低等優(yōu)點?,F(xiàn)場熱再生技術(shù)可處理路面最大深度為5?6cm。現(xiàn)場再生機組主要包括加熱系統(tǒng)、路面翻耙系統(tǒng)、再生攪拌系統(tǒng)、攤鋪系統(tǒng)和壓實系統(tǒng)等,近來有些廠商也將攤鋪和壓實系統(tǒng)分離出來單獨使用。在20世紀90年代前期,該技術(shù)曾被認為是道路工業(yè)的一次革命;但是,以后的實踐已證明,現(xiàn)場熱再生技術(shù)也存在諸多局限性,不太適宜于高速公路路面再生,主要表現(xiàn)在:處理厚度小,適合處理車轍、泛油、麻面和磨光等表面缺陷,但對需進行結(jié)構(gòu)性再生(中、下層以至基層損壞的情況)的路面大修無能為力。由于不加入或加入很少新集料,無法有效調(diào)整配合比,對表面層集料級配不滿足的路面不適用。由于不加入或加入很少新瀝青,必須利用專門的再生劑恢復瀝青的性能,難以保障路面的耐久性。無法處理采用改性瀝青鋪筑的表面層。對路面層厚不均勻或質(zhì)量狀況變化大的路面難以保證質(zhì)量要求。因此,目前現(xiàn)場熱再生技術(shù)在發(fā)達國家也未得到普遍采用?,F(xiàn)場冷再生現(xiàn)場冷再生技術(shù)主要有兩種方式。一種是利用專用再生機械在現(xiàn)場銑刨、破碎、加入新料(包括乳化瀝青或其他再生劑、穩(wěn)定劑和集料,必要時)、拌和、攤鋪和預壓,再由壓路機進一步壓實。這種再生路面主要用于低等級公路路面和高等級公路路面基層(但將提高路面高程),不適用于高級路面的面層,一般用于二級以下的公路。另一種方式是在舊路面上灑、布再生劑封層,再生劑能滲入路面5—6mm,恢復表層被氧化瀝青的活性,并形成抵抗燃油泄漏的封層,延長路面的使用壽命2—3年。這種再生方式其實屬于預防性養(yǎng)護范疇,適用范圍窄,并且應充分考慮其對路面抗滑性能的影響。3.2瀝青再生方式的選擇根據(jù)廣東省的一次瀝青混凝土路面病害調(diào)查結(jié)果,半剛性基層瀝青混凝土路面的病害主要是坑洞、裂縫等結(jié)構(gòu)性破壞,車轍、泛油、磨光、掉粒等表層病害較輕微。全省僅有一個項目廣深高速公路(瀝青混凝土面層總厚達32cm,是非典型的路面結(jié)構(gòu))主要呈表層破壞特征。而且考慮到早期施工的瀝青混凝土路面病害狀況和程度離散性大,現(xiàn)場熱再生和現(xiàn)場冷再生方式均難以滿足高級路面的路用性能要求。采用廠拌再生方式,合理調(diào)整集料級配和結(jié)合料的含量及其性能,是適合國情的穩(wěn)妥的瀝青再生方法。廠拌冷再生技術(shù)雖然能保證工程質(zhì)量,但僅能用于基層或底基層,經(jīng)濟性不理想;而且基層極少大規(guī)模翻修,少量修補難于壓實,一般被水泥混凝土或瀝青混合料代替,市場空間很小。廠拌熱再生技術(shù)具有較好的適應性,適用于各類破壞路面,經(jīng)過嚴格的配合比調(diào)整,再生瀝青混合料能確保技術(shù)指標不低于使用全部新料拌制的瀝青混合料,路用性能滿足高級路面的使用要求;而且,既可利用原路廢棄材料重新鋪筑路面,也可以將回收材料再生后用于其他工程,能最大限度地發(fā)揮瀝青混凝土路面廢料的作用。因此,應將廠拌熱再生技術(shù)確定為我國現(xiàn)階段的發(fā)展重點。在技術(shù)條件成熟后,再根據(jù)市場需求選擇發(fā)展其他類型的再生技術(shù)。4政策環(huán)境對發(fā)展瀝青再生技術(shù)的影響瀝青再生技術(shù)的積極意義主要集中在環(huán)境保護和重復利用瀝青和石料資源方面,能創(chuàng)造巨大的社會效益;同時,如果以大規(guī)模生產(chǎn)為前提,也具有一定的經(jīng)濟效益。因此,良好的政策環(huán)境是推動瀝青再生技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。4.1為瀝青再生技術(shù)研究開發(fā)提供合適的依托工程項目瀝青再生技術(shù)研發(fā)項目必須依托一定規(guī)模的工程施工項目,進行大量的試驗、施工工藝、檢測等方面的研究和總結(jié)工作,形成成套的施工技術(shù)。為此,必須解決2個主要問題:工程招標和再生瀝青混凝土路面的驗收標準問題。在選擇依托項目時,首先應處理好招投標法律法規(guī)和建設程序方面的問題,實行適當?shù)恼邇A斜,采用合法的方式使有能力承擔課題的施工企業(yè)通過競爭獲得依托項目的施工任務,進而開展課題研究開發(fā)工作。廠拌熱再生瀝青混凝土路面能確保工程質(zhì)量標準不低于普通瀝青混凝土路面,可直接套用原有驗收標準,但也應解決好施工過程中再生瀝青混凝土路面特有的技術(shù)和質(zhì)量指標問題,如瀝青回收料的評價指標,再生瀝青評價指標等。而且瀝青再生路面畢竟在國內(nèi)是新生事物,驗收標準尚沒有明確的規(guī)定,因此工程驗收工作應得到政府質(zhì)量監(jiān)督部門的理解和政策支持。4.2環(huán)保和節(jié)約資源方面的政策導向上面提到,瀝青再生技術(shù)研究開發(fā)的首期投資達2000多萬元,利用10萬t以上的廢料(即50萬t以上瀝青混合料的生產(chǎn)規(guī)模)才能收回投資,開始產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益。雖然預測的市場空間很大,僅廣東省每年的瀝青廢料將達到200萬t,但如果沒有環(huán)保和節(jié)約資源方面積極的政策導向,實際的回收利用率會很低,環(huán)境保護將面臨巨大壓力,并大量浪費瀝青、石料和土地資源,而且嚴重影響技術(shù)研發(fā)企業(yè)的經(jīng)濟效益,瀝青再生技術(shù)就沒有發(fā)展的動力。因此,建議政府結(jié)合地區(qū)發(fā)展的需要,突出環(huán)境保護和重復利用資源的重要地位,出臺相關(guān)的限制性政策(主要包括限制環(huán)境污染政策、限制破壞自然景觀政策等)和鼓勵性政策(包括科研經(jīng)費補貼、技術(shù)裝備改造項目補貼、環(huán)境保護補貼、稅收優(yōu)惠等政策),營造公路建設可持續(xù)發(fā)展所必須的政策環(huán)境。對知識產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)的保護盡管國外已有成套的瀝青再生路面的生產(chǎn)技術(shù)和理論體系,但在引進、消化、吸收瀝青再生技術(shù)時,必須解決我國氣候、環(huán)境、材料、技術(shù)和經(jīng)濟條件等方面與之適應的問題,才能實際推廣應用。研發(fā)單位在技術(shù)開發(fā)的過程中將掌握一系列科研成果,這些成果往往難以形成能被有效保護的核心技術(shù),倡具有很大的實際應用價值。因此,保護知識產(chǎn)權(quán)和專有技術(shù)對研發(fā)企業(yè)具有非常重要的意義??蒲谐晒谋Wo主要包括出版物版權(quán)保護和專利保護,這兩項保護工作在以往均沒有得到開發(fā)單位的高度重視。瀝青再生技術(shù)開發(fā)項目以市場化體系運作,建議政府出臺政策鼓勵技術(shù)開發(fā)企業(yè)對其成果的保護,維護他們的經(jīng)濟利益,促進瀝青再生技術(shù)健康發(fā)展和廣泛應用,充分發(fā)揮其社會效益,為公路建設的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造必要條件。5廣東省交通集團有限公司發(fā)展瀝青再生技術(shù)的初步實踐廣東省交通集團有限公司所轄企業(yè)已建成和運營高速公路1500km,在建高速公路800km,還有一批籌建項目將在2003年及以后幾年陸續(xù)開工。盡管目前廣東省還處在高速公路建設高潮時期,但可以預見,2005年后,新建高速公路將迅速減少,而高速公路大、中修以至翻修任務將大量增加。交通集團為適應從高速公路建設向養(yǎng)護轉(zhuǎn)移的戰(zhàn)略調(diào)整,實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,將發(fā)展瀝青再生技術(shù)作為一個重點創(chuàng)新項目來抓。經(jīng)過大量調(diào)查研究,并經(jīng)專家進行技術(shù)可行性論證,決定先期集中力量發(fā)展廠拌熱再生技術(shù)。廠拌熱再生課題研究依托廣佛高速公路大修項目進行。廣佛高速公路于1989年建成通車,原路面結(jié)構(gòu)為:4cm細粒式瀝青混凝土上面層+5cm中粒式瀝青混凝土中面層+6cm瀝青碎石下面層。1993年初加鋪4cm改性瀝青抗滑表層。為緩解交通壓力,該項目于1999年10月擴建為雙向八車道和雙向六車道,路面結(jié)構(gòu)為:4cm中粒式瀝青混凝土上面層+6cm粗粒式瀝青混凝土下面層。2002年后,路面出現(xiàn)大面積的沉陷、轍槽和大量裂縫(以龜裂和橫向裂縫為主),呈明顯的結(jié)構(gòu)性破壞特征。考慮到該工程的病害特點與瀝青廠拌熱再生技術(shù)條件相適應,交通集團將其定為課題依托項目。路面大修設計于2002年下半年完成,其中考慮基層補強層LSM一25和下面層AC一25采用廠拌熱再生瀝青混凝土。鑒于改性瀝青再生技術(shù)不成熟,我們計劃廢棄改性瀝青抗滑表層,僅再生利用普通瀝青混凝土。目前已完成舊路面瀝青混合料的全面評價,包括瀝青含量、瀝青老化程度、集料的性能指標和級配。評價結(jié)果離散程度雖然較高,但和國外類似資料相比較,老路面狀況還比較好,可以滿足廠拌熱再生的技術(shù)要求。再生瀝青性能研究、再生瀝青混合料配合比設計和混合料路用性能研究已完成階段成果,具備了指導生產(chǎn)施工的條件。同時,通過對各類再生拌和設備進行技術(shù)經(jīng)濟性能比選,基于設備對舊瀝青混合料的加熱效率、防瀝青老化性能、廢氣排放標準、再生混合料質(zhì)量保證等能力的考慮,我們最后選擇美國某公司的雙滾筒連續(xù)式拌和設備。設備的安裝、調(diào)試也已完成,運行結(jié)果良好。2003年4月,順利鋪設了試驗路。根據(jù)質(zhì)量檢測結(jié)果,利用20%RAP的再生瀝青混合料技術(shù)和質(zhì)量標準不低于全新料普通瀝青混合料,抗車轍能力還有所增強。預計本工程利用瀝青廢料2萬1,其余廢料將用于周邊各類公路和市政道路工程。0.2瀝青路面再生技術(shù)的意義瀝青路面再生(RecyclingAsphaltPavement,簡稱RAP),是將路面翻挖或銑刨,回收舊瀝青混合料,經(jīng)過破碎、篩分,再添加一部分新骨料與新瀝青(必要時添加再生劑),進行再生工藝的處理,重新拌制后,獲得滿足高等級公路路用性能要求的再生瀝青混合料,并用于鋪筑瀝青路面結(jié)構(gòu)層的一種成套工藝技術(shù)。瀝青路面的再生,重復利用了舊路面材料中的瀝青和碎石,最大限度地利用了資源和保護環(huán)境。通過瀝青再生技術(shù),可以100%地處理瀝青路面維修時產(chǎn)生的廢料,在“綠色公路”戰(zhàn)略工程中做到:可循環(huán)利用舊路面材料中的瀝青,減少公路工程對新的優(yōu)質(zhì)瀝青資源的占用,對于緩解我國作為石油進口大國(我國也是優(yōu)質(zhì)路用瀝青進口大國)的資源壓力尤其有重要意義;可循環(huán)利用舊路面的砂石材料,減少公路工程中對新砂石材料的資源的占用和消耗,減少開采砂、石料對環(huán)境造成的破壞;減少舊路面的瀝青廢料排放對環(huán)境造成的壓力。由于瀝青的不可降解性,舊瀝青路面的再生,杜絕了丟棄和填埋舊瀝青混合料所產(chǎn)生的的直接污染,保護生態(tài)環(huán)境;舊瀝青路面的再生還有直接的經(jīng)濟效益,從宏觀上看,如果使用良好的再生技術(shù)及工藝,舊料回收及加工處理成本十分低廉,每再生利用一噸舊瀝青回收廢料,至少可節(jié)省相當于0.8噸新瀝青混合料所需的材料費用,可以大大降低公路工程和維修和改建的造價。作為例子,每噸回收的瀝青廢料中,瀝青均含至少平有4.5%,95%的骨料(碎石),以瀝青2500元/噸,碎石50元/噸,再生成本占20%來估算,再生利用每噸瀝青回收料的直接經(jīng)濟效益為0.8*(2500*0.045+50*0.95)=128元。顯然,若以良好的瀝青再生技術(shù)(廠拌瀝青熱再生),再生后仍可用于瀝青路面面層的鋪筑,將可產(chǎn)生巨大的直接經(jīng)濟效益。同時應該指出的是,片面理解瀝青再生技術(shù),比如,瀝青混合料用冷法再生只能用于基層,僅僅利用了其中的骨料,冷再生的直接經(jīng)濟效益只有0.8*50*0.95=38元/噸舊料(表1)。不同的再生技術(shù),其經(jīng)濟效益的差別是多麼巨大。瀝青路面再生技術(shù)應用在遼寧省若干問題探討石萍(遼寧省公路勘測設計公司,沈陽110005)摘要分析遼寧省的公路現(xiàn)狀,并對瀝青再生技術(shù)加以介紹,對瀝青再生技術(shù)進行了技術(shù)經(jīng)濟評價,描寫了瀝青再生的特點,闡述了政策導向?qū)r青再生技術(shù)發(fā)展的影響。關(guān)鍵詞瀝青路面再生技術(shù)可持續(xù)發(fā)展環(huán)境保護1遼寧公路概況遼寧省是公路發(fā)達省份,截止到2003年,高速公路聯(lián)系起遼寧所有十四個地級城市。2002年底高速公路的總里程共計1657km,與此同時一級公路、二級公路也取得了長足的發(fā)展,距資料統(tǒng)計到2002年底,一級公路通車里程987km,二級公路通車里程10770km。1公路路面結(jié)構(gòu)形式截止到2002年底我省公路高級、次高級路面中,瀝青路面通車里程為27275km占全省所有路面里程的98.98%,水泥路面281km僅占全省所有路面里程的1.02%。而且隨著瀝青混合材料的不斷改進,加之水泥混凝土路面自身特點的限制在以后的建設過程中瀝青路面所占的比例在省內(nèi)會進一步提高。2瀝青路面維修周期分析瀝青路面的一般設計年限為15年,在應用過程中實際上通常使用年限僅為10年,也就是說每隔10?15年瀝青路面就需要翻新(個別路段甚至6?8年就需要翻新)。傳統(tǒng)的瀝青路面維修方法:一是當原有的路面結(jié)構(gòu)層不能加以利用,則將路面的瀝青面層、基層用機械挖起,遠運并廢棄;二是當可以利用原有的路面結(jié)構(gòu)層時,在瀝青面層上進行補強設計,即加鋪基層與瀝青面層,但是維修后道路的標高將提高,會對道路兩側(cè)的原有建筑造成不便。傳統(tǒng)的維修方法消耗大量的砂石料與瀝青混合料而且在施工期間,將較長的封閉道路,對公共交通影響很大。2瀝青路面再生技術(shù)鋪筑瀝青路面所需要的大量瀝青和石料將使我們面臨巨大的資源與經(jīng)濟壓力,如何處置瀝青混凝土路面廢料成為我們必須面對與解決的問題。應用瀝青路面再生技術(shù),重復利用瀝青路面廢料是從根本上解決上述問題的有效途徑。1瀝青路面再生技術(shù)的發(fā)展過程及現(xiàn)狀瀝青路面再生技術(shù)早在20世紀30年代便開始研究,在20世紀70年代得以大范圍的推廣。1.1國際瀝青路面再生技術(shù)的發(fā)展過程及現(xiàn)狀歐洲瀝青路面聯(lián)盟RAPA(EuropeanAsphaltPavementAssociation)在互聯(lián)網(wǎng)上公布,其所有成員國的廢舊瀝青混凝土路面100%通過再生方式得以重復利用;美國國家瀝青科技研究中心NCAT(Na2tionalCenterofAsphaltTechnology)發(fā)布的《國家和地方政府路面再生指南》中指出再生的瀝青混凝土路面與全新的瀝青混凝土路面相比較在路用性能和使用壽命上沒有明顯的區(qū)別;澳大利亞澳洲公路AUSTROADS在1997年頒布的《瀝青路面再生指南》中指出利用60%RAP(瀝青混凝土路面回收料)的瀝青混凝土路面與傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面相同,而且抵抗車轍的能力得到加強;亞太地區(qū)瀝青路面現(xiàn)場冷再生技術(shù)得到了廣泛的應用,泰國有明確的規(guī)范指導瀝青路面現(xiàn)場冷再生技術(shù)的應用。1.2國內(nèi)瀝青路面再生技術(shù)的發(fā)展過程及現(xiàn)狀我國在20世紀70年代開始嘗試,80年代開始重視,1985年建設部組織上海、南京、武漢等市政部門與蘇州市公路局、哈爾濱建筑工程學院進行專門課題研究,并于1991年6月發(fā)布了《熱拌再生瀝青混合料路面施工及驗收規(guī)程》(CJJ43-91)。北京在為綠色奧運準備的二環(huán)工程路面維修中,大量的應用了瀝青路面現(xiàn)場再生技術(shù);2003年廣佛高速公路的維修中應用了廠拌瀝青路面熱再生技術(shù),根據(jù)質(zhì)量檢測結(jié)果,再生瀝青混合料技術(shù)和質(zhì)量標準不2006?16?遼寧交通科技低于全新料普通瀝青混合料,而且抵抗車轍的能力還有提高;2002年京津塘高速公路的維修應用現(xiàn)場瀝青路面熱再生技術(shù);從1999?2002年河北省邯鄲、石家莊、廊坊等城市在102、106國道分別應用瀝青路面現(xiàn)場冷再生技術(shù)。20062瀝青路面再生技術(shù)原理瀝青路面再生包括兩層含義:一是舊瀝青混合料的再利用,將不能滿足使用要求的瀝青混凝土路面廢料通過各種措施進行處理后重新應用。對舊瀝青混凝土路面進行翻拌、破碎、篩分再與新集料、再生劑、新瀝青重新混合,形成具有預期路用性能的混合料,并重新鋪筑成路面的各種結(jié)構(gòu)層;二是老化瀝青的物理力學性能的恢復即通過再生劑的加入將舊瀝青的粘度調(diào)整到所需要的范圍內(nèi),使得舊瀝青獲得較好的流變性能,從膠體理論講,即是將舊瀝青從老化后的凝膠結(jié)構(gòu)改善到溶凝膠結(jié)構(gòu)。2.3瀝青路面再生技術(shù)方式的分類瀝青路面再生技術(shù)主要分四種類型:廠拌熱再生、廠拌冷再生、現(xiàn)場熱再生和現(xiàn)場冷再生。廠拌熱再生技術(shù)是先將舊瀝青路面銑刨后返回工廠,通過破碎、篩分,并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、級配等指標,摻入一定數(shù)量的新集料、瀝青和再生劑進行拌和使混合料達到現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的各項指標,按照與新建瀝青混凝土路面完全相同的方法進行鋪筑。廠拌冷再生技術(shù)是先將舊瀝青路面材料運回穩(wěn)定土攪拌廠,經(jīng)過破碎作為穩(wěn)定土骨料,加入穩(wěn)定劑(常用的穩(wěn)定劑有水泥、粉煤灰、乳化瀝青、泡沫瀝青)和集料進行攪拌然后鋪筑于基層或底基層?,F(xiàn)場冷再生技術(shù)是通過專用的再生機械在現(xiàn)場銑刨、破碎、加入穩(wěn)定劑(水泥、粉煤灰、乳化瀝青、泡沫瀝青)和集料、拌和、攤鋪、碾壓后作為路面的基層和底基層?,F(xiàn)場熱再生技術(shù)也稱為表層再生技術(shù),即通過現(xiàn)場加熱、翻耕、混拌、攤鋪、碾壓等工序一次性實現(xiàn)就地舊瀝青混凝土路面再生。3瀝青路面再生技術(shù)的特點及技術(shù)經(jīng)濟可行性瀝青路面再生技術(shù)通過重復利用瀝青混合料達到節(jié)約資源和保護生態(tài)環(huán)境的目的。國外的大量應用實踐證明,瀝青路面再生技術(shù)是公路建設可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,在我國的現(xiàn)階段具有重要的實際意義。1瀝青路面再生技術(shù)的特點環(huán)境保護:在對環(huán)境要求日益嚴格的今天,大量的道路需要維修,瀝青路面再生技術(shù)的應用一方面我們不需要從自然界開采大量的砂、碎石以及瀝青等原材料可以有效的保護林地,維護自然景觀和生態(tài)環(huán)境;另一方面不向自然界廢棄大量的瀝青廢料,據(jù)資料調(diào)查表明瀝青由于其化學惰性使其在自然環(huán)境下極難降解,長期影響堆填區(qū)及其周邊的生態(tài)和當?shù)鼐用竦氖澄锛帮嬘盟馁|(zhì)量。節(jié)約投資:傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面養(yǎng)護方法是將舊路面先銑刨,鋪透層瀝青,然后用全新的瀝青混合料攤鋪。瀝青混凝土路面的再生技術(shù),可以利用原有的舊瀝青混合料,使得路面維修成本顯著的降低。京津塘高速公路在2002年應用瀝青路面熱再生技術(shù)進行中修,改造費用僅占傳統(tǒng)維修方式的70%?80%;在石家莊、邯鄲地區(qū)應用瀝青冷再生技術(shù)可以節(jié)約造價20%?30%。顯著降低對公共交通的影響:瀝青路面再生只對一個車道進行維修,維修時只需要封閉被再生的車道,其余車道可以正常的開放交通,最大限度的減少了路面的維修給交通帶來的干擾和影響。2瀝青路面再生技術(shù)方式的比較選擇廠拌瀝青路面熱再生技術(shù)具有較好的適應性,適用于各種路面結(jié)構(gòu)層,經(jīng)過嚴格的配合比設計,再生瀝青混合料能確保技術(shù)指標不低于使用全部新料拌制的瀝青混合料,路用性能滿足高級路面的使用要求,可以最大限度發(fā)揮瀝青混凝土路面廢料的作用?,F(xiàn)場瀝青路面冷再生技術(shù)可以改善基層的級配,降低孔隙率,延長路面的使用壽命,而且可以從國外直接引進設備(前期投資需800?1000萬元),施工工藝相對簡單易于掌握,機動能力強,相比廠拌瀝青熱再生技術(shù)其先期的投資較少且設備成本回收快,利于再生技術(shù)的良性循環(huán)發(fā)展?,F(xiàn)場瀝青路面熱再生技術(shù)經(jīng)過大量的實踐證明存在諸多的局限性:如處理的厚度小,無法有效的調(diào)整瀝青混合料的配合比,對路表面不均勻或質(zhì)量變化大的路面難已保證質(zhì)量要求。廠拌瀝青路面冷再生技術(shù)雖然能保證工程質(zhì)量,但僅能應用于基層與底基層,經(jīng)濟性不理想,機動能力弱,材料的往返運輸費用過高,大量的增加成本,且市場空間較小,不利于推廣。通過上述對比,廠拌瀝青路面熱再生技術(shù)與現(xiàn)場瀝青路面冷再生技術(shù)比較適合遼寧省現(xiàn)階段應用,現(xiàn)場瀝青路面熱再生技術(shù)暫不適合我省推廣與第1期石萍:瀝青路面再生技術(shù)應用在遼寧省若干問題探討?17?應用。而又考慮到現(xiàn)場冷再生技術(shù)較廠拌熱再生技術(shù)的投資少、收效快、技術(shù)容易掌握,建議將現(xiàn)場冷再生技術(shù)作為研究發(fā)展的重點。待技術(shù)發(fā)展成熟之后,根據(jù)市場需求發(fā)展其它類型的瀝青再生技術(shù)。3瀝青路面再生技術(shù)可行性分析瀝青路面再生技術(shù)在國外已經(jīng)應用了20?30年,技術(shù)成熟,有大量成型的研究成果和工程實踐,因此我們發(fā)展瀝青路面再生技術(shù)主要是結(jié)合本地區(qū)的氣候特點與路面工程特點進行瀝青路面再生技術(shù)的引進、發(fā)展和推廣應用。結(jié)合國內(nèi)外研究成果和工程
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