瀝青路面再生機與間歇式攪拌站配套技術

　 一、前言
　　瀝青混合料路面(以下簡稱瀝青路面)使用一定年限后，不能滿足交通的需要，必須進行養護或大修。在養護、大修重建過程中，會產生大量的廢舊瀝青混合料，這些物料中的石料和瀝青還具有一定的使用價值，如果不能合理有效回收利用，不僅浪費資源、增加道路修建成本，而且還會污染環境。因此從降低成本和環保出發，重新利用廢舊瀝青混合料成了公路建設和發展的必然。
　　國外20世紀30年代起，瀝青混合料再生技術就開始應用。到上世紀70年代末、80年代初，瀝青路面再生技術概念不斷完善，再生設備和工藝都得到了發展。到90年代初，就地熱再生技術發生了質的飛躍，多種再生機組及技術在美國和加拿大開始應用。
　　我國從上世紀90年代起公路交通事業高速發展，城市道路改擴建任務也日益加大。當時重點是放在建設上，很少關注養護問題，十幾年后的今天，道路出現不同程度的損壞，人們意識到養護的重要性。因為我國高速公路建設起步晚，技術力量儲備較少，經濟基礎差，氣候環境復雜，交通車輛超載嚴重；公路設計、施工、材料等方面受傳統觀念影響，有的地區把習慣的薄層表面處治、瀝青碎石路面的施工經驗和結構設計方法不加改造地沿用到高速公路；還有某些交通部門領導急功近利、盲目搶工期，使相當一部分高速公路瀝青路面使用情況很不理想，甚至發生了通車頭幾年就不得不面對大規模的維修。因此舊瀝青路面再生問題提到議事日程上來。各地紛紛組織人力物力研究解決相關的技術問題，政府部門也出臺了相關政策，鼓勵舊瀝青混合料的回收和利用。可以說，推廣瀝青路面再生技術是我國可持續發展的經濟建設的重要組成部分。
　　二、瀝青路面再生方式分類
　　舊瀝青路面的再生方式主要有就地再生和廠拌再生兩類，前者又可分為就地熱再生和就地冷再生兩種方式。
　　就地熱再生施工即用一臺綜合式再生重鋪機組，連續實現加熱、耙松、再生劑添加、加熱攪拌、攤鋪等工藝方案。該方案要求公路面層損傷較輕，而且聯結層和基礎層較完好。舊路面鋪層厚度大于50mm，且路面各種病害損壞深度小于50mm，舊瀝青針入度超過20(1/10mm)，裂縫面積少于40%。
　　就地熱再生特點是施工周期短，對交通干擾小，運輸量小，環保性好，但設備系統復雜，技術水平要求高，一次性投資大。工藝柔性較差，不能利用現有的攤鋪設備和技術。如維特根的RX4500和芬蘭的KM3000RS，日本格林環保養路設備有限公司生產的AR2000等。
　　就地冷再生施工工藝可對100mm至500mm的破損路面及路基進行再施工，先銑削粉碎并收集舊路面材料，加入一定數量的石灰、水泥、乳化瀝青或泡沫瀝青等添加劑，攪拌后作為再生后的基層混合料使用。在此基層上再罩上一層磨耗層和適宜的表面處置作為面層，成型新的道路供使用。
　　廠拌再生則是將銑削的舊瀝青路面材料運送到攪拌廠(站)，破碎、篩分處理后根據不同的舊材料以及翻新道路的要求，部分或全部采用舊材料，添加一定的瀝青或再生劑，加熱攪拌后運送到施工現場，攤鋪、碾壓。廠拌再生又分連續式和間歇式兩種。
　　廠拌再生過程、質量易于控制，可對不同的舊材料進行再生，適用于生產多種材料的再生，施工周期長，對交通干擾大，運輸費用也大，但可利用現有的施工設備，投資小，上項目比較容易。
　　三、為何要選擇與間歇式攪拌站(廠)來使用瀝青路面再生機
　　選擇間歇式攪拌站(廠)的瀝青路面再生機，來回收和利用廢舊瀝青混合料的理由是：
　　(1)在投資成本上，間歇式攪拌站(廠)加配再生機明顯優于其他類型的再生設備。統計資料顯示，我國用于等級路面施工的瀝青攪拌站98%以上是間歇式，如果在間歇式攪拌站(廠)基礎上加配再生機，可以避免重復投資，能有效節約成本。(2)對舊瀝青混合料回收再利用，不是簡單的再加熱和重新攤鋪。為了滿足公路使用性能的要求，必須通過加入新的集料和瀝青，使之能夠完全達到新攪拌混合料同等的質量。間歇式攪拌站能夠準確計量新集料和補充新瀝青。舊瀝青路面在銑刨或翻挖過程中，原有的骨料級配已經破壞，如果回收利用時不對再生料進行篩分和補充新集料和瀝青，就難于保證骨料的級配和油石比，也就不能滿足公路施工及使用性能的要求。
　　(3)間歇式攪拌站(廠)采用的是單獨加熱技術，專門為再生料配備一個獨立的滾筒和加熱器，為準確控制溫度提供了保障。有了這種條件，采用合理的加熱技術，可以有效地防止瀝青進一步老化。
　　(4)改性瀝青混合料攪拌溫度要求比較高，攪拌時間比較長，而間歇式攪拌站(廠)在溫度控制上和攪拌時間調節上具有獨特的優勢。因此，它對回收改性瀝青混凝土也具有更強的優勢。
　　從以上幾點分析，不難發現采用間歇式攪拌站(廠)用配套的瀝青再生機，能夠解決路面的各種病害。
　　四、如何實現配套的瀝青路面再生機的技術問題
　　在間歇式攪拌站(廠)基礎上，如何加配再生機械，這種設備又怎樣才能滿足瀝青混合料的再生要求，國內不少工程機械制造專家，吸取國外的先進技術和經驗，結合間歇式攪拌站(廠)的特點，采用諸多的新工藝、新材料，從實用、高效、經濟、環保等原則出發，研發出符合我們國情的瀝青路面再生機。根據生產能力分ARM1000、ARM2000和ARM3000等，這些機械較好地解決了以下技術問題：
　　1.如何合理地對片狀和塊狀舊瀝青混凝土進行破碎和篩分問題
　　瀝青路面翻修時不論是機械銑刨，還是人工開挖，都必須進行破碎和篩分，只有這樣才能保證再生料添加后的級配。破碎的舊瀝青混凝土，既粘又硬，原有的石料還不能進一步破碎。因此選擇反擊式破碎原理，對傳統破碎機進行改造，達到基本上破壞原有石料粒徑、大塊不卡死，細料不粘結的目的。篩分則根據用戶要求，一般可進行四種不同顆粒料的分級。
　　2.如何解決不同粒徑的再生料配比問題
　　通過篩分的三種再生料，按一定的比例進行混合，然后進入加熱滾筒。級配的控制是采用高精度皮帶稱來準確控制冷料供給，通過變頻器及時改變不同規格料的供給量和比例。稱重終端儀表顯示累計量和正在進行中的每小時的供給量。
　　3.如何合理地對再生料進行加熱問題
　　為防止附著在石料上的瀝青在加熱過程中進一步老化，采用氣流加熱方式加熱，熱氣流對再生骨料的加熱是一種長時間溫和的加熱方式。
　　防止瀝青老化的另一種方式，是將3cm以下的瀝青砂不通過干燥滾筒而直接進入到攪拌鍋，通過骨料對其進行加熱。
　　4.如何防止再生料在輸送過程中的粘結問題
　　再生料在輸送過程中會因含有瀝青而到處粘結，造成堵塞。為防止輸送過程中粘結問題，首先采用熱氣流對再生料的通道進行加熱，再采用電加熱方式對料倉和稱量斗進行恒溫加熱。在結構上采用獨特的放料門結構，在開門放料的過程中利用汽缸動力來破拱，確保放料暢通。
　　5.如何合理準確地控制再生料和骨料之間的配比問題
　　間歇式攪拌站(廠)優勢在于可準確控制不同規格材料的比例，保證成品料的級配。而所配的瀝青再生機對再生料有獨立的稱重系統，不影響原有攪拌站的稱重系統。采用PLC采集原有攪拌站(廠)的稱重、放料、故障反饋等信號，使再生料稱重系統和原攪拌站(廠)之間工作協調，為確保計量準確，采用二次補償原理來提高每一批次的稱量精度。
　　瀝青再生機與原來攪拌站(廠)要合理匹配，做到能隨意調節再生料和新骨料之間的比例和溫度，不使用再生料時不影響攪拌站(廠)正常生產；路面等級要求不高時啟動攪拌站(廠)的攪拌缸、瀝青供給系統、引風系統全部采用再生料加瀝青攪拌，也能滿足道路施工的要求。總之，要使瀝青再生機攪拌站(廠)與配套，必須要自動控制元件靈敏而有效，各種指示、報警系統及時而準確，不僅自動化程度要高，而且操作方便快捷，才能便于推廣。 一、前言
　　瀝青混合料路面(以下簡稱瀝青路面)使用一定年限后，不能滿足交通的需要，必須進行養護或大修。在養護、大修重建過程中，會產生大量的廢舊瀝青混合料，這些物料中的石料和瀝青還具有一定的使用價值，如果不能合理有效回收利用，不僅浪費資源、增加道路修建成本，而且還會污染環境。因此從降低成本和環保出發，重新利用廢舊瀝青混合料成了公路建設和發展的必然。
　　國外20世紀30年代起，瀝青混合料再生技術就開始應用。到上世紀70年代末、80年代初，瀝青路面再生技術概念不斷完善，再生設備和工藝都得到了發展。到90年代初，就地熱再生技術發生了質的飛躍，多種再生機組及技術在美國和加拿大開始應用。
　　我國從上世紀90年代起公路交通事業高速發展，城市道路改擴建任務也日益加大。當時重點是放在建設上，很少關注養護問題，十幾年后的今天，道路出現不同程度的損壞，人們意識到養護的重要性。因為我國高速公路建設起步晚，技術力量儲備較少，經濟基礎差，氣候環境復雜，交通車輛超載嚴重；公路設計、施工、材料等方面受傳統觀念影響，有的地區把習慣的薄層表面處治、瀝青碎石路面的施工經驗和結構設計方法不加改造地沿用到高速公路；還有某些交通部門領導急功近利、盲目搶工期，使相當一部分高速公路瀝青路面使用情況很不理想，甚至發生了通車頭幾年就不得不面對大規模的維修。因此舊瀝青路面再生問題提到議事日程上來。各地紛紛組織人力物力研究解決相關的技術問題，政府部門也出臺了相關政策，鼓勵舊瀝青混合料的回收和利用。可以說，推廣瀝青路面再生技術是我國可持續發展的經濟建設的重要組成部分。
　　二、瀝青路面再生方式分類
　　舊瀝青路面的再生方式主要有就地再生和廠拌再生兩類，前者又可分為就地熱再生和就地冷再生兩種方式。
　　就地熱再生施工即用一臺綜合式再生重鋪機組，連續實現加熱、耙松、再生劑添加、加熱攪拌、攤鋪等工藝方案。該方案要求公路面層損傷較輕，而且聯結層和基礎層較完好。舊路面鋪層厚度大于50mm，且路面各種病害損壞深度小于50mm，舊瀝青針入度超過20(1/10mm)，裂縫面積少于40%。
　　就地熱再生特點是施工周期短，對交通干擾小，運輸量小，環保性好，但設備系統復雜，技術水平要求高，一次性投資大。工藝柔性較差，不能利用現有的攤鋪設備和技術。如維特根的RX4500和芬蘭的KM3000RS，日本格林環保養路設備有限公司生產的AR2000等。
　　就地冷再生施工工藝可對100mm至500mm的破損路面及路基進行再施工，先銑削粉碎并收集舊路面材料，加入一定數量的石灰、水泥、乳化瀝青或泡沫瀝青等添加劑，攪拌后作為再生后的基層混合料使用。在此基層上再罩上一層磨耗層和適宜的表面處置作為面層，成型新的道路供使用。
　　廠拌再生則是將銑削的舊瀝青路面材料運送到攪拌廠(站)，破碎、篩分處理后根據不同的舊材料以及翻新道路的要求，部分或全部采用舊材料，添加一定的瀝青或再生劑，加熱攪拌后運送到施工現場，攤鋪、碾壓。廠拌再生又分連續式和間歇式兩種。
　　廠拌再生過程、質量易于控制，可對不同的舊材料進行再生，適用于生產多種材料的再生，施工周期長，對交通干擾大，運輸費用也大，但可利用現有的施工設備，投資小，上項目比較容易。
　　三、為何要選擇與間歇式攪拌站(廠)來使用瀝青路面再生機
　　選擇間歇式攪拌站(廠)的瀝青路面再生機，來回收和利用廢舊瀝青混合料的理由是：
　　(1)在投資成本上，間歇式攪拌站(廠)加配再生機明顯優于其他類型的再生設備。統計資料顯示，我國用于等級路面施工的瀝青攪拌站98%以上是間歇式，如果在間歇式攪拌站(廠)基礎上加配再生機，可以避免重復投資，能有效節約成本。(2)對舊瀝青混合料回收再利用，不是簡單的再加熱和重新攤鋪。為了滿足公路使用性能的要求，必須通過加入新的集料和瀝青，使之能夠完全達到新攪拌混合料同等的質量。間歇式攪拌站能夠準確計量新集料和補充新瀝青。舊瀝青路面在銑刨或翻挖過程中，原有的骨料級配已經破壞，如果回收利用時不對再生料進行篩分和補充新集料和瀝青，就難于保證骨料的級配和油石比，也就不能滿足公路施工及使用性能的要求。
　　(3)間歇式攪拌站(廠)采用的是單獨加熱技術，專門為再生料配備一個獨立的滾筒和加熱器，為準確控制溫度提供了保障。有了這種條件，采用合理的加熱技術，可以有效地防止瀝青進一步老化。
　　(4)改性瀝青混合料攪拌溫度要求比較高，攪拌時間比較長，而間歇式攪拌站(廠)在溫度控制上和攪拌時間調節上具有獨特的優勢。因此，它對回收改性瀝青混凝土也具有更強的優勢。
　　從以上幾點分析，不難發現采用間歇式攪拌站(廠)用配套的瀝青再生機，能夠解決路面的各種病害。
　　四、如何實現配套的瀝青路面再生機的技術問題
　　在間歇式攪拌站(廠)基礎上，如何加配再生機械，這種設備又怎樣才能滿足瀝青混合料的再生要求，國內不少工程機械制造專家，吸取國外的先進技術和經驗，結合間歇式攪拌站(廠)的特點，采用諸多的新工藝、新材料，從實用、高效、經濟、環保等原則出發，研發出符合我們國情的瀝青路面再生機。根據生產能力分ARM1000、ARM2000和ARM3000等，這些機械較好地解決了以下技術問題：
　　1.如何合理地對片狀和塊狀舊瀝青混凝土進行破碎和篩分問題
　　瀝青路面翻修時不論是機械銑刨，還是人工開挖，都必須進行破碎和篩分，只有這樣才能保證再生料添加后的級配。破碎的舊瀝青混凝土，既粘又硬，原有的石料還不能進一步破碎。因此選擇反擊式破碎原理，對傳統破碎機進行改造，達到基本上破壞原有石料粒徑、大塊不卡死，細料不粘結的目的。篩分則根據用戶要求，一般可進行四種不同顆粒料的分級。
　　2.如何解決不同粒徑的再生料配比問題
　　通過篩分的三種再生料，按一定的比例進行混合，然后進入加熱滾筒。級配的控制是采用高精度皮帶稱來準確控制冷料供給，通過變頻器及時改變不同規格料的供給量和比例。稱重終端儀表顯示累計量和正在進行中的每小時的供給量。
　　3.如何合理地對再生料進行加熱問題
　　為防止附著在石料上的瀝青在加熱過程中進一步老化，采用氣流加熱方式加熱，熱氣流對再生骨料的加熱是一種長時間溫和的加熱方式。
　　防止瀝青老化的另一種方式，是將3cm以下的瀝青砂不通過干燥滾筒而直接進入到攪拌鍋，通過骨料對其進行加熱。
　　4.如何防止再生料在輸送過程中的粘結問題
　　再生料在輸送過程中會因含有瀝青而到處粘結，造成堵塞。為防止輸送過程中粘結問題，首先采用熱氣流對再生料的通道進行加熱，再采用電加熱方式對料倉和稱量斗進行恒溫加熱。在結構上采用獨特的放料門結構，在開門放料的過程中利用汽缸動力來破拱，確保放料暢通。
　　5.如何合理準確地控制再生料和骨料之間的配比問題
　　間歇式攪拌站(廠)優勢在于可準確控制不同規格材料的比例，保證成品料的級配。而所配的瀝青再生機對再生料有獨立的稱重系統，不影響原有攪拌站的稱重系統。采用PLC采集原有攪拌站(廠)的稱重、放料、故障反饋等信號，使再生料稱重系統和原攪拌站(廠)之間工作協調，為確保計量準確，采用二次補償原理來提高每一批次的稱量精度。
　　瀝青再生機與原來攪拌站(廠)要合理匹配，做到能隨意調節再生料和新骨料之間的比例和溫度，不使用再生料時不影響攪拌站(廠)正常生產；路面等級要求不高時啟動攪拌站(廠)的攪拌缸、瀝青供給系統、引風系統全部采用再生料加瀝青攪拌，也能滿足道路施工的要求。總之，要使瀝青再生機攪拌站(廠)與配套，必須要自動控制元件靈敏而有效，各種指示、報警系統及時而準確，不僅自動化程度要高，而且操作方便快捷，才能便于推廣。