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温拌与再生技术的结合:让沥青路面旧料循环利用更加环保

时间:2024-05-20

文|本刊组织

由张掖城投集团、长安大学继续教育学院、公路养护装备国家工程实验室及长安大学杂志社主办,张掖市荣昌市政与南阳市亚龙筑路机械制造有限公司协办的“沥青混合料温拌再生技术研讨(交流)会”,于2017年11月18日在甘肃张掖举行。

交通运输部公路科学研究院道路工程专家、研究员徐剑博士,中国工程机械工业协会筑路机械分会秘书长张西农,长安大学郝培文教授、刘洪海教授,西安筑路机械测试中心副主任谢立扬等专家与甘肃省及周边地区道路建设与养护行业的近百名代表聚首古甘州,围绕“绿水青山就是金山银山,坚持人与自然和谐共生”的题旨,探讨如何借助再生与温拌等技术,高效、环保地生产及循环利用路用材料。

交通运输部公路科学研究院的徐剑博士指出:在我国,仅干线公路大中修工程每年就产生1.6亿t沥青路面旧料,循环利用率却不足30%。国省干线公路仅占全国公路总里程的11.2%,据此推算,我国整个公路网每年大约产生10亿t废旧路面材料;砌成截面尺寸为1 m2的墙,可以绕地球赤道10圈。成千上万吨废旧沥青混合料该如何处置,也是困扰道路改造项目施工承包商的难题。

循环利用旧料可以变废为宝,是既经济又环保的做法。往厂拌热再生设备中加入旧料,能使生产的每吨沥青混合料利润增加,但添加比例并不能随心所欲地设定,受到旧料中沥青老化程度、含水量、拌合温度等因素的影响,当然还有设备的掣肘。如何提高RAP的掺入比例?怎样保证再生混合料的性能?什么样的沥青搅拌设备才可以称得上环保?这些都是本次研讨会的重要议题。

根据美国国家沥青路面协会(NAPA)与联邦公路管理局(FHWA)合作进行的针对沥青混合料生产商的最新调查,2015年,美国将7 720万t以上的回收材料(主要为从旧路和停车场回收的沥青路面材料和沥青瓦)用于生产新的沥青路面混合料。此外,沥青路面混合料有三分之一左右(约32.8%)采用温拌沥青技术拌制而成。

2009年,该项调查开始收集来自沥青路面混合料生产商和美国各州沥青路面协会的年度数据,记录了此后几年旧料再生和温拌技术在美国日渐深远的应用趋势。在2015年的施工季节,这项调查进行了广泛的修改,收集了关于在全国范围内使用回收沥青路面材料和沥青瓦(即Asphalt Shingle,是一种应用于建筑屋面防水的新型屋面材料,全称为玻纤胎沥青瓦,因其主要材质为沥青,故国内一般称之为沥青瓦)的补充资料。

在美国,沥青路面材料的再生利用率比其他材料更高。调查发现,2015年,超过7 400万t回收沥青路面材料(RAP)和190万t的回收沥青瓦(RAS)被用来生产新的沥青路面混合料;另有700万t的RAP用作集料、冷拌混合料或以其他形式参与道路建设活动。该调查还发现,在2015年底,美国各地一共有8 500万t的RAP储备,供将来使用。

和使用原始沥青胶结料与骨料相比,仅2015年,回收、循环使用RAP与沥青瓦就节省了26亿美元。这有助于控制沥青路面混合料的成本,从而允许道路拥有者以有限的预算实现更多的道路维护和施工活动。

调查人员还询问了生产商关于将废旧轮胎橡胶粉、钢铁、高炉渣以及其他废弃材料用于道路施工的做法。虽然无法计算这部分回收材料在美国全境的使用量,但是根据受访者的回答,他们在2015年使用了110万t上述材料,成功地生产出800万t沥青混合料。

不但回收材料的使用与日俱增,温拌沥青技术也因为节能而得到越来越广泛地应用。2015年,美国生产了11 980万t温拌沥青混合料,约占沥青路面混合料总产量的三分之一。和2014年相比,增幅为5%;和2009年第一次统计时相比,增幅达到惊人的614%以上。

温拌沥青技术,是通过一系列技术措施使沥青能在相对较低的温度下进行拌合与施工,同时保持其使用性能不低于热拌沥青混合料(HMA)的技术。1995年,壳牌公司(Shell)和挪威的Kolo-Veidekke公司联合研制出温拌沥青技术,次年进行了现场试验。

1995年,壳牌公司(Shell) 和 挪 威 的Kolo-veidekke公司联合研制出温拌沥青技术;次年,进行了现场试验。

2009年,联邦公路管理局通过“每日必争”(Every Day Counts)方案,将温拌沥青技术列为首批部署的技术之一。同济大学的董文龙、杨群、黄文元编译的《美国沥青路面回收旧料(RAP)利用的行业调查》中称,该年北卡州发布的调查报告显示,美国有12个州的交通部通过采用温拌技术来提高RAP的利用比例;有2个州重新修改了再生规范,允许在温拌沥青混合料中应用更多的RAP。

美国联邦公路管理局的大力推广很快就收到了成效,全国的温拌沥青混合料应用量与日俱增。如今,美国有14个州使用温拌沥青技术生产过半沥青路面混合料,其中4个州的比例甚至超过75%。

根据杨哲、谭永波在《浅谈温拌沥青技术的发展现状》一文的记录,我国从2005年开始温拌沥青技术的研究与应用;次年,西部交通建设科技项目“温拌沥青混合料应用技术研究”(2006 318 000 76)立项,作为国家级专题研究项目,交通部公路科学研究院、同济大学等主要承担单位对多种温拌技术进行了全面的评估,并积极在各地组织铺筑多条试验路。截至2014年,我国有超过21个省、自治区或直辖市应用了温拌沥青技术,其中北京、河北和青海等已经完成并且发布了该技术的地方性标准。国内已经有很多省份将沥青路面温拌技术列为打造“科技示范路”或“低碳公路建设示范工程”的主要支撑技术之一。自引进以来,十余年的应用早已证明:采用温拌沥青技术,可以降低对环境的影响,提高工作人员的安全保障,并且带来各种施工效益。

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