浅谈沥青路面材料的回收再利用
广州市市政工程维修处沥青混凝土拌厂 叶兴权

由于沥青路面具有良好的行车舒适性和优异的使用性能，建设速度快，维修方便，高速公路绝大部分都是沥青路面。出于对沥青路面维修成本和环保方面的考虑，旧沥青混凝土料的再生利用已经作为一个非常重大的课题摆在我们面前。目前，采用再生技术和设备，利用回收旧沥青摊铺材料进行公路的重新罩面和加铺，已成为道路管理部门的首选方案，这是因为：
（1）环境污染保护的迫切要求，包括破碎石料和蒸馏提炼沥青产生的污染和能源消耗问题。
（2）可开采石矿越来越少，且费用急剧增加。
（3）旧沥青摊铺材料中的所有成分（沥青、骨料……）都可以再生沥青，可节省一定的费用。
（4）若利用路拌再生技术和设备，可以边维护、边再生翻新、边通车，减少了交通堵塞和公路关闭管制时间。
（5）随着技术进步和发展，利用回收旧沥青摊铺材料可以生产出性能极佳的再生沥青混合料。
（6）随着沥青再生利用逐渐受重视，国家和政府给予了多项再生利用的减免税政策。
1 沥青路面材料再生设备及工艺
沥青路面的再生包括冷再生与热再生两种生产工艺。这两种再生工艺既可以在现场进行就地再生，也可以在场地进行厂拌再生。就地热再生设备主要应用于高速公路的沥青路面维修，设备庞大，投资费用非常高，目前在我国应用的不多，在市政道路的维修中更是无法使用；而厂拌冷再生和就地冷再生工艺只适用一些要求较低的道路小修中，意义不大。比较适用的是厂拌热再生工艺。
１．１ 厂拌热再生工艺
该工艺流程为：铣刨已破损的沥青路面→将回收的旧沥青路面材料运回拌和场地→堆放和保存回收的旧沥青路面材料→回收的旧沥青路面材料（如果要求，输送时需要采取防离析措施）随新加骨料一起送入搅拌设备进行再生处理→加热→搅拌，添加新沥青（如果需要，还要添加旧沥青更生剂）→新拌和成品料卸入运输车运往施工现场→摊铺和压实。
实现旧沥青路面材料的再生利用，必须要在我们常用的间歇式沥青混合料搅拌设备上加装一系列的辅助装置。最常用的有4种再生方法：
１．２ 常用的４种再生方法
1.2.1 将冷的回收料输送到热料提升机的底部
此方式中，为正确地控制回收旧料和新材料之间的比例，必须在旧料输送皮带和新料输送皮带上安装连续称量系统，即在冷料实现给配设定。新材料按照正常的方式进入干燥筒进行烘干、加热，在热料提升机底部与冷旧料混合，并开始进行热传递。然后新旧混合料通过提升机直接进入热料仓，再进行计量，与沥青油、矿粉混合、搅拌、出成品。
这种再生利用方式的优点是设备的初始投资成本低。缺点有：
（1）新骨料需要过热加温，才能向旧料传热，有可能损坏骨料的化学性质。
（2）新骨料不经过筛分，较难控制产品的质量。
（3）为使新料与旧料充分地进行热交换，必须延长新旧混合料的搅拌时间，降低了设备的生产率。
（4）回收沥青路面材料利用比例较低，最大通常为15%~20%。
（5）旧料含水量在搅拌过程中蒸发且难于排出。
1.2.2 使用再生环输入干燥滚筒
这种方式要求新旧材料要在滚筒里完成混合和热传递，所以，干燥筒的结构与普通的滚筒有所不同。
目前世界上比较典型的干燥滚筒有两种：一种是意大利MARINI（玛莲尼）的加长型干燥滚筒。这种干燥滚筒比普通滚筒加长约1/3，在离出料口约1/3处装有一个再生料环，回收沥青路面材料通过皮带输送系统从该料环进入干燥滚筒，与筒里面热的新石料混合并进行热交换。其燃烧器的喷嘴较长，从滚筒的出料口段一直伸过再生料环处，避免直接与含沥青的旧材料接触。
另一种是阿斯泰克的加粗型干燥滚筒。该滚筒在出料端1/3的长度处加粗，形成内外两个滚筒。新骨料在内滚筒受燃烧器烘干加热，加热后进入外滚筒，而旧材料通过皮带输送系统进入外滚筒，与热的新料混合并热交换，这样既加热了旧料又避免了明火与旧料的直接接触。
这种方式的优点是：
（1）新料、旧料在干燥筒内混合，时间长，热交换充分，添加的旧材料的利用比例较高，最高可达到35%。同时，拌缸的搅拌时间不需加长，设备的生产率不受影响。
（2）在干燥筒内通过直接对流开始加热，远离火焰辐射。
（3）水分通过主排风机排出。

缺点是：
（1）新骨料不能被筛分，仅靠冷料给配控制各规格石料的比例，难于控制产品的质量。
（2）较难应用于现有的间歇式沥青混凝土搅拌设备上，需要更换干燥滚筒，投资较大。
1.2.3 回收料进入搅拌器
回收的沥青路面材料通过输送系统，进入计量仓，然后按一定比例进入搅拌缸。在搅拌缸内新旧材料完成热交换，并与沥青油、矿粉拌和，同时，旧料中由于温升而蒸发的水蒸气可以通过一条风管被吸入除尘系统。这种方式旧料利用的最大比例为15%~20%，其优点是：
（1）新骨料可以筛分，可有效控制产品质量。
（2) 设备的投资成本较低。
缺点有：
（1）旧材料的利用率比例较低。
（2）搅拌时间增长，生产效率降低。
1.2.4 用专用的顺流式干燥滚筒烘干和加热
这种方式的核心部分为烘干和加热旧料用的顺流式干燥筒。该干燥筒内，明火在一特定的燃烧室燃烧，产生温度很高的气流，该气流顺着材料流动的方向对旧材料进行烘干和加热，避免了明火直接接触旧料，保护了旧料中的沥青成分。
该方式有以下优点：
（1）新骨料可以筛分，且新旧材料都由计量称来控制给配，生产出来的沥青砼质量较好。
（2）旧料的加热控制更加平稳。
（3）旧料的利用比例高，最大可达50%。
（4）再生量达50%时，设备生产率不受影响。
（5）废气排放在限制的范围之内。
缺点是设备的投资费用高。
2 4种厂拌热再生方式的可行性分析
厂拌热再生的4种方式中，第1种和第2种生产方式对骨料都不经过筛分，而我国目前的石料规格不标准，因此生产出来的沥青砼质量难以得到保证。
对第3种方式，即回收料进入搅拌缸这种方式，若在我们现有的拌机上进行改造，需增加的设备有：回收料专门使用的冷供料器、输送皮带、提升机、储料仓、计量仓、管道和支架，以及电气控制部分所需的电器元件。至于投资费用，我们向一些专业厂商咨询过，若在现有的2000型间歇式拌机的基础上进行改造，约需人民币80万元，这包括所加装的结构件和零配件为进口件。当然，考虑到这一方式中设备的技术含量并不高，一般的沥青混凝土拌厂都有能力进行机械机构和控制系统软件的设计。若只是购买零配件和委托外单位加工结构件的话，所需费用会更低。
对第4种热再生方式，即回收料通过专门的干燥筒进行烘干和加热，若在现有沥青混凝土搅拌设备上进行改造，需增加的设备有：回收料专用的冷供料器、输送皮带、提升机、回收料用干燥筒、燃烧器、储料仓、计量仓、除尘器（或增大原有除尘器的容量），以及辅助钢结构和电气控制系统。其中，回收料专用的干燥筒结构复杂，技术含量高，必须要向专业的厂家购置才行。玛莲尼公司对这种再生方式的整套设备的报价为人民币五百多万元（不包括增加除尘器或增大原有除尘器的费用），其所有的零配件和结构件都是进口的。
此外，要将回收沥青路面材料的再生利用做得更完善的话，在配套方面还要购置破碎机、初级筛分装置等。
3 沥青路面材料再生利用的经济分析
铣刨机铣刨回来的沥青材料，其粒径大多数为10~20 mm，以粒径10~20 mm石料作参考，目前广州市场上，这种规格的石料价格约为55元/m3，按1.44 t/m3的密度算，则为38.19元/t。若采用第3种厂拌热再生方式，每生产100 t沥青砼，可节省石料20%即20 t；我们对从路面铣刨回来的沥青材料进行化验发现，通常回收旧料中沥青油的含量约为6%，则100吨沥青砼中节省的沥青油20×6%=1.2 t，普通沥青油目前市场价为2 000元/t，可见，每生产100 t沥青砼节省的费用为20×38.19+1.2×2 000= 3 163.8元。
若用第4种方式，旧料利用比例为50%，沥青油再生利用比例为50×6%=3 t，则每生产100 t沥青砼节省费用为：50×38.19+3×2 000=7 909.5元。
当然，以上计算出来的节省的费用只是理论上的最大值，还未除去路面材料的铣刨费、运输费、再生设备的折旧费、维护费，以及运行成本等费用，所以，实际上沥青路面材料的再生利用所节省的费用要低于上面的计算值。
若一般的沥青混凝土拌厂要投资沥青再生设备的话，采用第3种方式较为合适。首先第3种方式比第4种方式的投资成本较低，风险系数小；第二，目前国内所进行的道路工程中，旧沥青路面的铣刨量并不多，以我单位为例，据统计，2002年全年沥青路面的铣刨量大约只有10 000 t，若采用第3种方式，一年节省的成本为3 163.8×100=316 380.00元，按80万的投资来算，不到3年可以收回投资成本；若采用第4种方式，一年节省的成本为7 909.5×100= 790 950.00元，按500万的投资来算，要七年多才能收回投资成本，因此第4种方式在目前铣刨量较小的情况下，并不适用。
4 试验分析及结论
对回收的沥青路面材料进行抽提筛分试验，结果如表1所示，其中试样1、2、3的油石比分别为6.46%、5.69%和6.07%。由于回收的废料没有经过破碎筛分处理，还有部分块状，从上面的筛分结果可以看出，回收废料的颗粒级配不是很稳定。
表2所示拌和沥青混合料AC-20I所需各种集料的用量。将称量好的矿料和沥青放入烘箱中加热，旧料加热到100 ℃左右，集料加热到190 ℃，茂名AH-70沥青加热到160 ℃，混合料拌合机加热到190 ℃，将达到温度的旧料和新集料加入到混和料拌和机，由铁铲拌和后再加入沥青拌和180 s，将拌好的沥青混合料进行马歇尔试验，结果如表3所示。
从上面的试验结果可以看出，利用一定比例的回收沥青路面材料掺加新的集料和沥青拌和生产的沥青混合料，其性能完全能达到规范的要求。如果能采用好的生产工艺进行生产，必将有效的解决道路养护工程中废旧料的处理，减轻对环境的污染，降低工程成本，有较好的经济效益和社会效益。
从路面铣刨的废旧料在生产应用前要进行破碎筛分，使废旧料有较稳定的级配组成，以确保生产的再生混合料级配能达到规范要求。
尽管我国的高速公路和市政道路目前还处于建设和使用前期，但是大规模的翻修和重建时期即将到来，废旧沥青混凝土的回收和再生要求是必然的。在市场经济的今天，谁先掌握沥青再生应用这一市场的主动，谁就会赢取最大的利润。
通信地址：广州市天河区东圃镇吉山大淋岗 广州市政工程维修处沥青混凝土拌厂（５１０６６０）

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