公路沥青路面材料回收利用的机械和工艺(PPT共48页)

1、公路沥青路面材料回收利用的机械和工艺刘国清1.概况高等级公路作为现代运输手段的载体，以其运输效率高和良好的经济性、安全性、舒适性，逐步在我国各种运输手段中占有越来越重要的地位。近几年国家在高速公路建设方面的投入资金均在2000亿元以上，每年新增高速公路历程1000余公里，2003年高速公路通车里程达3万公里。尽管我国高速公路每年的增长速度相当快，但我国的高速公路建设仍处在初期阶段，设计、施工、管理和养护各方面的经验不足，也就是由于这些原因，加上超载车辆这一超级杀手，我国的高速公路过早地进入了维修期。如何搞好现有沥青路面的维修，保证高速公路的良好服务，已经成为公路部门的热门话题。对沥青路面进行维

2、修，、翻修或者道路改建时将会成生大量的废旧沥青混合料，这些废旧沥青混合料中，不仅含有碎石等性能优良的骨料，而且含有45%的沥青，是一种可以再生的资源，充分利用这些资材，对于保护环境节省自然资源具有重要的意义。从20世纪70年代开始国外就已经开始了沥青路面再生技术的研究。2.就地再生技术，它可以完全节省挖出就路面的运输费用，并100%的利用再生资源。2.1就地冷再生技术，不需对原材料进行加热，节省大量能源，在再生过程中可以添加矿料，也可以添加结合料，如乳化沥青、泡沫沥青等，在国外，这种再生的结构层几乎都被作为路面基层使用；适用于沥青路面的各种结构性损坏。后来发展起来的全深度复拌再生工艺，可以校正

3、路面的纵向和横向轮廓、粉尘和烟气污染很小。适用于需要对对整个路面进行翻修的场合，特别是适用于需要对基层进行补强的改建场合，但同样不适宜表面层翻修。2.1.1 图1是可以单纯对路面再生的再生机组，再生料拌合机是将传统的连续式滚筒搅拌设备安装在自行式底盘上，作为就地再生机的一个主要组成部分。 图 1具体的再生工艺如下： 将需要用于修正路面结构的新骨料用碎石撒布机均匀地撒到被翻修的旧路面上；用沥青路面冷铣刨机将旧路面铣刨至要求的深度；装料搅拌添加新的粘接剂（水泥、如乳化沥青或者泡沫沥青）和可能加入的再生添加剂；再生后的混合料卸入摊铺机进行摊铺、碾压；及时在再生层上铺筑沥青表面层 图2是再生机的结构示

4、意图图22.1.2 图3是全深度复拌再生工艺流程图图3具体工艺与上述工艺基本一致：将需要用于修正路面结构的新骨料用碎石撒布机均匀地撒到被翻修的旧路面上；用沥青路面冷再生机将旧路面铣刨至要求的深度，在铣刨的同时加入水、泡沫沥青或者乳化沥青搅拌并用再生机刮平（图4）；紧跟碾压后平地机整平、再次碾压密实；及时在再生层上铺筑沥青表面层，碾压密实。图4 从图4可以看出，冷再生的铣刨拌和转子不仅可以将旧路面铣除，而且可以铣刨一部分路面基层, 适用于对基层进行补强或者对路面进行全深度翻修，属于全深度（最深可达280mm）复拌再生。2.2就地热再生表面翻修技术。该技术需要对沥青路面或者对沥青路面材料加热后进行

5、再生，在再生过程中，可以调整原沥青路面的骨料级配、油石比，掺入适量的再生剂提高旧沥青的路用性能。适合用于路面层的翻修。2.2.1热铣刨型 图5是典型的对旧路面加热式热再生工艺：图5用加热机对旧路面进行辐射式加热再生机组继续对路面加热的前提下完成如下工作：扒松被加 热后的路面、将扒松的旧路面材料收集到搅拌器、添加新的沥青、新的沥青混合料（调整及配）、加入再生剂，充分搅拌后摊铺。压路机碾压图6是对旧路面加热式热再生工作照片 图6 把旧路面加热后扒松后进行再生。它可以完整地保持原有沥青路面集料的级配，添加适量的集料、结合料和再生剂后能够改善再生结构的性能。根据再生的不同要求，再生机组分单熨平板式和双

6、熨平板式。 单熨平板式。如图7，它仅适用于就地热再生旧路面材料，能有效地改善和提高路面的使用性能。图7 双熨平板式。如图8，是一种复拌加铺工艺，现有旧铺层再生的同时，在其上采用新材料同时热对热地加铺出一个全新的上面层，一次性地完成旧路面的再生和表面层的加铺。而且使高质量的专用磨耗层以很薄的铺层形式应用。图8工作实况剪影2.2.2冷铣刨热拌再生。 适用于沥青路面面层的结构性翻修，把经过分析需要添加的集料按计量铺到待翻修的路上，将旧路面和新的材料用冷铣刨机翻松后随即输送到现场连续式滚筒拌和机，添加沥青、再生剂加热拌和，然后由摊铺机摊铺成型路面。 图9是就地热再生工艺及再生机组结构示意，再生机组由集

7、料斗、连续式皮带秤量装置、装有自动燃烧器的滚筒式搅拌设备、一套计算机中央控制系统以及用于新沥青和可能加入的再生添加剂配料系统等组成。图9 这种工艺的优点是翻修深度较热铣刨的深。这种工艺可能存在对环境的污染（见图10）。 图103.场拌再生技术。再生的质量容易控制，最适宜翻修路面表层。它能够部分利用再生资源（2050%），但需要增耗一定的运输费用。 3.1场拌冷再生铣刨、翻松现有的旧路，将回收材料运回料场，将回收材料和新骨料称量后进入场拌再生设备，添加水泥、沥青乳液或者泡沫沥青和可能加入的再生剂，拌和后的材料运到施工现场摊铺、碾压。这种再生材料主要用于路面基层。3.2间歇式场拌热再生。间歇式场拌

8、热再生大致有以下几种工艺：3.2.1再生材料输送到原有搅拌站热提升机的底部( 图11)，为了正确地控制再生材料和新材料之间的比例，对新旧两种材料的输送皮带上都安装了连续称量系统，以此来控制沥青混合料的质量。其优点是投资低，缺点是需要新骨料过热，添加的比例有限，大约10-15%。由于剂量控制粗糙，此法不可选。 图11 3.2.2旧材料通过滚筒上特制的环输入干燥滚筒，如图12，也是在新旧两种材料的输送皮带上都安装了连续称量系统，按预设此例控制，由于将旧料添加到干燥滚筒，其添加量可以达到35%。冷料虽然由皮带电子秤计量，但由于含水量无法扣除，同样由于计量控制粗糙，此法亦不可选。图123.2.3旧材料

9、直接进入搅拌器。在原搅拌站的基础上增加一个旧沥青材料料仓，由原计量系统累计计量和热的新材料一起进入搅拌缸搅拌（图13），旧沥青材料靠新沥青混合料的温度加热分解、与新料拌和均匀。新料需要加热较高的温度，同样旧料参量受到限制，计量精度不高，在高级道路上也不可选用。图133.2.4旧材料由一个独立的系统再生成热料后称量进入搅拌器与新沥青混合料共同搅拌均匀，工作原理见图14，图15是典型实例的照片。图14在原有搅拌站的基础上需要增加如下设备：旧沥青材料破碎筛分系统，它的功能是将旧沥青混合料在尽量不破坏骨料级配的前提下充分破碎再筛分成几种料（一般分成两种），以便精确计量。旧沥青材料冷配料系统，一般包括两

10、个装料斗、 比例计量装置、输送皮带以及皮带电子秤，该装置可以确保旧沥青材料供料均匀，使加热的温度值变得稳定；确保与新材料的配合比不发生较大的误差。图15旧料提升机。如果再生滚筒上置，该提升机提升冷的旧沥青混合料；如果再生滚筒下置，该提升机提升热的再生混合料。再生料加热滚筒，旧沥青材料在顺流式干燥滚筒内被烘干和加热。（有辐射加热和热空气加热两种形式）热再生料过渡仓。使连续计量与间接供料之间不产生矛盾。热再生料计量秤。被加热的再生材料通过计量并与新材料计量比例链接，保证新旧材料加入的准确性。称量后的再生料输送系统。它的作用是将称量好的热再生料以较快的速度送到搅拌锅，与新材料搅拌均匀，大致分螺旋输送

11、、皮带输送、重力输送三种。必要的再生剂添加系统图15是典型实例的照片 图15用这种设备由于计量精确，生产的再生沥青混合料质量易于控制，路用性能稳定；而且基本上是在传统的沥青搅拌站基础上改进的，只要是间歇式沥青搅拌站都可以改造成再生料搅拌站；由于添加的是一套独立的加热计量系统，只要配合后的沥青混合料路用性能符合规范要求，再生材料可以添加到50%。3.3连续式滚筒搅拌设备热再生。大致有以下几种形式：3.3.1顺流料帘式搅拌烘干滚筒，旧沥青混合料避过火焰区，通过烘干拌和滚筒的中部特制的加料环加入，再与新料一同加热搅拌(图16)。图163.3.2在烘干滚筒夹套加热旧沥青混合料（双滚筒），而且同时进行用

12、强制式搅拌方式使新、旧材料充分混合生成新的沥青混合料。图17、18是典型的连续式双滚筒式再生拌和机工作原理图。图17图18 连续式搅拌设备的优点是生产效率高，连续式设备的缺点是全部为冷计量系统，需要较精细的骨料分级（料仓）才能达到精确的级配，也正因为是冷计量，就沥青混合料和新骨料中的水分和粉尘会直接影响计量精度，不太适合中国国情。4. 结合我国实际的思考目前，我国对上述技术及设备已经开始引进，热铣刨型就地热再生已经成功地应用于京津塘高速公路、沪宁高速公路和上海市政公路等公路的大修；场拌热再生设备在国内已有发展，就地冷再生设备已经大量使用，国外生产厂商正密切关注着中国市场。参照国外的经验，结合我国的实际，国外的公路翻修主要是由于沥青路面老化的原因。而我国高速公路沥青路面的历史并不长，要翻修的主