浅谈旧路改造中的沥青路面再生技术

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　　摘要: 路面循环利用技术，简单地说，就是在对旧路进行养护维修时，把铣刨下来的旧路面经过再加工，作为原材料再用回到路上。我国常用的路面循环利用技术主要包括沥青路面再生、水泥路面加铺改造两大类。据了解，我国每年仅公路养护产生的废旧路面材料就高达5000万吨，其中仅有20%得到循环利用，因此，对旧路面材料循环利用技术的研究及推广已成为交通运输行业的重大问题，受到社会广泛关注。本文分析了沥青路面循环再生技术对我国节能减排工作的重要意义，沥青路面再生的具体技术以及当前这项工作在我国存在的一些主要问题。
　　
　　关键词:旧沥青路面再生技术施工工艺
　　
　　一、沥青路面循环利用技术对我国节能减排工作的重要意义
　　 截至2009年年底，我国高速公路通车里程已达6.5万公里，国省干线公路（不含高速公路）约35万公里。交通运输部公路科学研究院公路养护管理研究中心做过一个粗略的估算。估算依照两个条件：第一，高速公路按四车道、路面22米宽、18厘米厚沥青面层+60厘米厚半刚性基层结构计算，国省干线公路（不含高速公路）按双车道、路面10米宽、10厘米厚沥青面层+40厘米厚半刚性基层结构考虑；第二，按每年全国高速公路和国省干线公路总里程的13%进行大中修，其中处理基层和面层的大修比例5%、仅处理面层的中修比例8%。利用传统工艺对路面进行大中修，即旧路面材料全部弃用（姑且不算这些废弃材料如何处置，会产生多少污染、占用多少土地），需消耗石料资源35640.5万吨；沥青面层混合料拌和需消耗汽油约160万吨，消耗沥青约1000万吨；沥青面层混合料拌和、运输与铺筑过程排放废气总量12万吨。如果采用路面循环利用技术进行大中修，按目前现有技术水平，即旧路面循环利用率约为20%，需消耗石料资源6772万吨，节省石料消耗20%；沥青面层混合料拌和需消耗汽油约128万吨，减少消耗32万吨；消耗沥青约800万吨，减少消耗200万吨；沥青面层混合料拌和、运输与铺筑过程排放废气总量9.6万吨，减少废气排放2.4万吨。从以上估算中可以看出，路面循环利用技术如果得以大规模推广，同时进一步提高技术水平，提高旧路面的利用率，能耗和原材料消耗的下降将更加惊人，其产生的经济社会效益将十分巨大。
　　 上世纪初，国外发达国家就开始对路面循环利用技术进行研究。目前，国外在材料、设计、机械设备、施工工艺等方面已形成一套比较完整的路面再生实用技术，且达到了规范化和标准化的成熟程度，美国、日本、德国等发达国家旧路面材料已实现100%循环利用。相比国外发达国家，我国在路面循环利用技术方面的研究与工程应用起步较晚，始于上世纪70年代。虽然全国31个省（区、市）在一些公路的大中修工程中都不同程度地运用了路面循环利用技术，但在此方面和国外还有不小的差距。从总体上看，路面循环利用技术在我国应用的深度和广度距发达国家还有相当差距。我国高等级公路中的再生材料中旧料掺量不超过25%，而国外早已达50%以上。以旧沥青路面的再生为例，我国沥青路面再生利用率只有20%，只相当于国外发达国家的五分之一。我国在沥青旧路改造中的潜力大有可挖，因此这项工作对我国节能减排工作有着重要的意义。
　　
　　二、沥青路面再生技术
　　沥青路面再生技术不是一般地理解为重复利用路面的重建翻新工程中被废弃的沥青混合料,而是以改善已产生裂缝、坑槽、车辙的旧沥青路面的形状和混合料性质为目的,将不能满足使用要求的旧沥青路面沥青混合料经过一定的加工和处理,包括对旧沥青路面进行翻挖、破碎、筛分,再和新集料、新沥青、再生剂(必要时)重新混合,变成可以达到技术标准要求的混合料以后,重新铺筑为新的路面。
　　目前世界上沥青路面的再生技术常用方法有三种:现场冷再生技术、现场热再生技术和工厂热法再生技术。
　　1、现场冷再生。是指充分利用现有旧的铺层材料(面层或者基层),必要时加入部分新骨料,按一定比例加入一定量的添加剂(包括水),在自然环境温度下现场连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型,从而修筑出具有所需性能质量的新基层的作业过程。这种方法主要应用于冷法施工中,且新添加的结合料是乳化沥青,对设施要求较低,生产成本不高,但这种再生路面的品质不是很好,主要用于低等级的道路或铺筑基层使用,国外多用于乡村道路的翻修。这项技术于1998年10月首次出现在中国,当时利用这一技术对河北省境内的一段旧路进行了改造。
　　2、现场热再生。这种技术是将旧路面铺层材料通过使用现场加热机和再生机进行就地加热软化,铲起路面废料,增加适当的新拌沥青混合料和再生剂进行机内热搅拌,随即摊铺,熨平,辗压,形成新的路面结构。这种方法施工简单方便,主要适用于高等级公路包括城市道路的面层,特别适用于老化不太严重,但平整度较差的路面。2003年6月18日,沪宁高速公路上海段大中修工程采用国际先进的沥青路面现场热再生设备和技术进行大面积表面再生作业,面积达到20万m2,在国内属首次。沪宁高速公路自1996年建成通车,由于交通流量不断增大,大大超过了其设计通行能力,而且超载车辆越来越多,因此沪宁高速公路上海段出现了车辙、裂缝、麻面、泛油、坑槽、松散、沉陷、翻浆等病害,严重影响了行车速度和安全,降低了道路的通行能力。通过使用现场热再生技术,全面恢复了病害路面的外观和路用性能。
　　 3、工厂热法再生。这种技术是将旧沥青路面用普通铣刨机铣刨后运回搅拌厂储存备用,通过集中破碎、筛分(必要时),并分析旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标,根据高速公路路面不同层次的质量要求,进行配合比设计,确定旧沥青混合料的添加比例(国外先进设备的旧沥青混合料添加比例可达50%),掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂(必要时)进行拌和,成为达到规范规定的各项指标的新混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,最后按照与新建沥青路面完全相同的方法重新铺筑。国外多年的实践证明,工厂热法再生沥青混合料路面能够达到并保持所要求的各项路用性能指标,并且具有更好的抗车辙性能。从对比试验看,采用旧沥青混合料进行大修与全部采用新沥青达到的水平大致持平,这种再生方式能有效地用于各种条件下旧沥青路面的再生利用,是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术。
　　
　　三、当前我国沥青路面循环利用技术应用存在的问题
　　 1、从技术层面看，主要是技术支撑体系不健全。虽然从上世纪80年代，国内的公路部门就开始借鉴国外经验，研究并试点路面循环利用技术，而且取得了初步成果，但都是各自为战。直到目前，国内还没有形成一套完整、统一的行业技术支持体系。仅有一本2008年部颁《公路沥青路面再生技术规范》，内容比较笼统粗放，实际操作性比较差，难以真正指导基层技术人员。另外，技术培训、科研支撑都不足，相关的科研立项和成果不成体系，缺乏针对性和统筹性，难以满足技术大规模应用所需的材料、装备、工艺一体化要求。
　　 2、我国路面循环利用装备生产厂家很少，总体装备的技术水平不够完善，对进口装备的依赖度较大。由于前几年处于公路大建设的背景下，很多从事公路建设和养护的企业目前的装备主要是用于建设新路，不能运用到路面再生的施工中，如果进行改造，或者是添置新设备，一次性投入的成本比较高，而具备这样实力的企业非常少。
　　3、从管理层面看，缺少明确的政策导向，对应用路面循环利用技术没有相应的奖惩措施和政策扶持。

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