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這才是真正的瀝青路面再生技術

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【摘要】:
瀝青路面再生利用技術是指將需要翻修或廢棄的舊瀝青路面,經過路面再生專用設備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分……
 
 
    瀝青路面再生利用技術是指將需要翻修或廢棄的舊瀝青路面,經過路面再生專用設備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后,與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。
 
    1、技術簡介
    在舊路翻修改造過程中會產生大量的廢舊料,這些舊料作為路用材料,仍有很高的利用價值。因此,舊料的再生利用也被作為大修方案之一。
 
  瀝青路面再生技術,是將需要翻修的舊瀝青路面,經翻挖、回收、破碎、篩分后,與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和,獲得滿足一定路用性能的再生瀝青混合料,并用其重新鋪筑路面的一套工藝技術。通過路面再生,不僅可以使其重新滿足路用性能要求、節約大量材料資源和資金、降低工程造價,也可避免廢棄材料對環境的污染、實現行業循環經濟、促進生態環境保護,是實施“節約型社會”戰略舉措的具體實踐,有著非常顯著的社會效益和經濟效益。
 
    根據再生混合料拌制和施工溫度的不同,瀝青路面再生可分為冷再生和熱再生。冷再生過程中,對舊路銑刨、新舊料的拌和與攤鋪是在常溫下進行的,冷再生結合料通常采用乳化瀝青或泡沫瀝青;熱再生過程中,對舊路面銑刨、新舊料拌和時需要加熱。
 
    根據施工場合和施工工藝的不同,瀝青路面再生可以分為廠拌再生和就地再生。現場再生與廠拌再生的區別在于的拌和過程發生的地方,現場再生的拌和過程是在舊路面現場進行,而廠拌再生的拌和過程在拌和廠進行。
 
    在路面大修工程中,常用的再生方案有:現場冷再生、廠拌冷再生、現場熱再生和廠拌熱再生等。每種再生技術各有特點,各適合于不同狀況的路面。在再生利用前,對路面狀況進行詳細的調查分析,選擇最佳的再生方案,以實現效益最優。
 
 
 
 
 
 
    2、技術原理
 
  瀝青路面材料分為膠結材料(瀝青材料)和骨架材料(砂石材料)兩大類,其中砂石材料只需略加處理就可直接利用,所以瀝青路面材料的再生,關鍵在于瀝青材料的再生。
 
    1.瀝青的老化
 
    瀝青在使用過程中,由于長時間受陽光、空氣和水的作用,以及瀝青與礦料之間的物理、化學作用,瀝青分子會發生氧化和聚合作用,使低分子化合物轉變為較高分子化合物,導致路用性能劣化,這種現象通常稱之為“老化”。瀝青老化后,化學組分改變,性質也發生改變,表現為針入度減少,延度降低,軟化點升高,絕對粘度提高,脆點降低等。
 
    2.舊瀝青材料的再生機理
 
    舊瀝青再生的機理研究有兩種理論:一種理論是“相容性理論”,認為瀝青產生老化的原因是瀝青膠質物系中各組分相容性降低,導致組分問溶度參數差增大,認為摻入一定的再生劑使其溶度參數差減小,瀝青即能恢復到(甚至超過)原來性質。另一理論是“組分調節理論”,認為由于組分的移行,瀝青老化后,各組分間比例不協調導致瀝青路用性能降低,認為通過摻加再生劑調節其組分,可使瀝青恢復原來的性質。因此,要使老化瀝青恢復原有性能,就需要將老化瀝青和原瀝青的組分進行比較后,向老化瀝青中加入所缺少的組分(即添加瀝青再生劑),使組分重新協調。
 
    3.舊瀝青材料的再生
 
    瀝青材料是由油分、膠質、瀝青質等幾種組分組成的混合物,而且瀝青的某一種組分,如油分,也同樣是由分子量大小不等的碳氫化合物所組成的混合物。根據瀝青材料是混合物的原理,將幾種不同組分進行調配,可得到性質各異的調合瀝青。用這種方法所生產的瀝青,在石油工業中稱之為調合瀝青。
 
  舊瀝青材料再生,就是根據生產調合瀝青的原理,在已經老化的瀝青中加入某種組分的低粘度油料(再生劑)或適當粘度的瀝青材料,進行調配,使調配后的再生瀝青具有適合的粘度和所需的使用性質。所以再生瀝青實際上是由舊瀝青與新瀝青材料(必要時添加再生劑)經過調配混合成的一種調合瀝青。當然在實際施工中,舊瀝青與再生劑、新瀝青材料的混合是在伴隨有砂石材料的情況下進行的,并不是專門抽提出舊瀝青再進行調合,遠不及石油工業中生產調合瀝青調配得那么好,但它們的理論基礎是相同的。
 
 
 
 
 
 
    3、再生方式
 
    瀝青路面在長期使用過程中,在車輛荷載和氣候因素的作用下,其構成材料的質量發生了變化與衰減,主要表現為礦料級配的退化和瀝青的老化。
 
根據舊瀝青的老化狀況,可采用以下三種方式進行再生:
 
    ①新舊瀝青調和再生。將標號較高的新瀝青與舊瀝青混合,較軟的新瀝青與已老化的舊瀝青摻配混合,摻配后的瀝青達到路用瀝青標準。
 
    ②再生劑再生。在舊瀝青中加入適量的再生添加劑,添加劑既可以調節舊瀝青的黏度,同時又能補充舊瀝青所失去的化學組分、恢復原瀝青的性能,甚至還能超過原瀝青的性能。
 
    ③混合再生。在添加新瀝青的同時,加入再生劑混合后,再生料能獲得較好的性能。
 
    (1)新、舊瀝青調和再生
  瀝青膠體結構理論認為瀝青是一種膠體分散體系,其分散相是以瀝青質為核心吸附部分膠質而形成的膠束,并分散在芳香烴、飽和烴組成的分散介質中。研究表明,只有當瀝青中各組分的相對比例滿足一定的關系時,瀝青才具有較好的性質。瀝青路面質量劣化的實質是瀝青結合料發生老化,即瀝青膠結料的組分發生變化,芳香分減少,膠質和瀝青質增加。瀝青化學組分的這種“移行”引起的瀝青物理、力學性質的變化,會導致針入度變小、延度降低、軟化點和脆點升高,瀝青變硬、變脆,延伸性降低。根據組分調節理論,老化瀝青中加入其所失去的組分,使組分比例重新協調,就能恢復瀝青的性能。由于新鮮的軟瀝青中含有較多的軟瀝青質成分,通過調和,使舊瀝青的性能達到一定的水平,從而達到瀝青再生的目的。
 
    (2)再生劑再生
    在選擇瀝青的再生方法時,應根據舊料中瀝青的含量和老化程度來綜合確定是否需要使用再生劑。為了盡可能地利用舊料,工程中希望采用較大的舊料摻配率,但如果瀝青老化較為嚴重,若采用新舊瀝青調和再生,需要較大的新瀝青摻配比例,經濟性較差,這時可以考慮采用添加再生劑的瀝青再生方法。一般認為,當回收的舊瀝青的針入度小于40(0.1mm)時,宜考慮使用再生劑進行再生。
 
    再生劑的一般定義為:用以改善結合料的物理化學性質而添加于瀝青之中的材料或能改善已老化瀝青的物理性能的碳氫化合物。再生劑有如下的作用:
 
    第一,調節舊瀝青的黏度,降低舊瀝青黏度,以達到瀝青混合料所需的黏度,軟化過于脆硬的舊瀝青混合料,使其在機械和加熱的作用下充分分散,以便與新瀝青、新集料混合均勻,并保證膠結料具有足夠的黏附性。
 
    第二,滲入舊混合料中,并與舊瀝青充分交融,重新溶解分散那些在老化后凝聚起來的瀝青質,調節瀝青膠體結構,以達到改善瀝青流變性質的目的。
 
 
 
 
 
 
    施工方法
 
    瀝青路面再生利用技術,按施工溫度分為熱拌再生法和冷拌再生法,按廢舊料拌和場地不同可分為集中廠拌再生法和就地再生法。所以瀝青路面再生利用技術可分為廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生4種施工方法。
 
    (1)廠拌熱再生,就是在前面所述的舊路面冷銑刨和熱攤鋪施工中,將銑刨廢料運回瀝青拌和廠,按一定的比例和新瀝青材料、再生劑、新集料在熱態下混合、攪拌,形成符合要求的瀝青混合料。
 
    (2)就地熱再生,也稱熱表面再生,主要是指加熱舊路面面層至要求的深度(一般不超過3 cm),翻松舊路面, 添加還原或再生劑,重新鋪筑成型的施工方法。
 
    (3)廠拌冷再生,是用乳化瀝青或熱態的低粘度瀝青與常溫的廢舊瀝青混合材料、新集料拌和成再生混合料,運至工地后,經攤鋪壓實而成路面的施工方法。
 
    (4)就地冷再生,是指對舊路面進行冷破碎、翻松,添加乳化瀝青及其他外加劑,拌和、攤鋪、壓實而成路面的施工方法。
在實際工程中采用何種工藝,主要應考慮舊路面基層損壞情況和瀝青路面面層的厚度。
 
 
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