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100%回收利用的就地?zé)嵩偕?/h2>

就地?zé)嵩偕夹g(shù)作為一種高效的養(yǎng)護(hù)措施，能將瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與再生技術(shù)相結(jié)合，既可以恢復(fù)原瀝青路面的路用性能，100%回收利用原瀝青路面舊料，實(shí)現(xiàn)原路面材料的再次利用，節(jié)省大量材料資源和資金，避免環(huán)境污染，又可有效減少二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)的可持續(xù)發(fā)展。

現(xiàn)階段，我國較大區(qū)域內(nèi)的高等級公路急需提升改造，而就地?zé)嵩偕に嚲邆錈峤缑?、熱接縫、熱再生“三熱法”的改造理念，對道路提升改造的適用性較強(qiáng)。

在新建道路中，就地?zé)嵩偕m用性體現(xiàn)在對層間結(jié)合的處置上。目前，國內(nèi)很多道路在鋪筑瀝青下面層后，上面層的鋪裝間隔時間較長，道路上下面層間在間隔時間內(nèi)通常會受到污染，僅僅采用普通黏層油無法使層間達(dá)到完全連續(xù)的狀態(tài)。然而采用就地?zé)嵩偕に囀紫葘ο旅鎸舆M(jìn)行加熱、拉毛，最后加鋪上面層，達(dá)到了“三熱理念”的熱界面的要求，道路使用效果更佳。

交通運(yùn)輸部提出，2020年全國公路路面舊料循環(huán)利用率要達(dá)到90%以上。

成都繞城高速公路自通車以來交通量增長較快，超載、超限現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致路面出現(xiàn)車轍、縱橫向裂縫、網(wǎng)裂沉陷等病害。2016年10月，成都繞城高速公路養(yǎng)護(hù)施工時，項(xiàng)目組采用了就地?zé)嵩偕@種新型的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

與傳統(tǒng)工藝相比，再生機(jī)組施工將原路面廢舊瀝青混合料100%再生循環(huán)利用，節(jié)省了40%的成本。成都繞城高速公路分車道施工，為確保行車安全，再生瀝青混合料碾壓成型后仍維持原路面標(biāo)高，仍采用細(xì)粒式改性瀝青混合料AC-13C。而且，原瀝青路面瀝青用量偏低，為改善舊瀝青混合料的性能，機(jī)組負(fù)責(zé)人經(jīng)綜合考慮添加部分新SBS改性瀝青，以改善再生瀝青混合料的性能。該機(jī)組采用高效環(huán)保的熱風(fēng)循環(huán)技術(shù)，燃油消耗量節(jié)省了30%。

經(jīng)測算，就地?zé)嵩偕┕は啾葌鹘y(tǒng)工藝，在溫室氣體排放量方面，每施工1萬平方米可減少二氧化碳排放26噸，在資源的利用率方面，每施工1萬平方米利用廢舊瀝青混合料960噸，節(jié)約新瀝青料600噸。就地?zé)嵩偕椒ㄔ诠?jié)能環(huán)保、廢舊瀝青再利用方面的優(yōu)勢在該次繞城養(yǎng)護(hù)中顯現(xiàn)。

就地?zé)嵩偕に囋诘缆佛B(yǎng)護(hù)、維修等方面具備其自身的優(yōu)勢，但在一些其他情況下，就地?zé)嵩偕に噷⒉辉龠m用，例如瀝青路面存在大規(guī)模的結(jié)構(gòu)性病害；舊路瀝青混合料原材料性能不滿足再生使用要求；水泥路面加鋪瀝青層產(chǎn)生的路面病害等。

零污染的特種乳化瀝青

拌和型的特種乳化瀝青替代傳統(tǒng)熱體系瀝青，徹底告別了瀝青熱態(tài)使用的歷史，同時大幅提高了混合材料的路用性能。與熱瀝青相比，特種乳化瀝青是在表面活性的作用下，用水將瀝青“稀釋”成液體。水蒸發(fā)到空氣中后，形成水蒸氣，不會對環(huán)境形成污染，同時，用水作為溶稀釋劑，成本極低，有利于工業(yè)化應(yīng)用。

濟(jì)菏高速公路上使用就地?zé)嵩偕夹g(shù),一次性實(shí)現(xiàn)舊瀝青混凝土路面循環(huán)再生利用,只需添加少量新料,就能完成高速公路的修復(fù)。

常規(guī)乳化劑對瀝青的路用性能是否產(chǎn)生影響，是乳化瀝青替代熱瀝青的關(guān)鍵。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，絕大部分的乳化劑對瀝青的水穩(wěn)定性極為不利，瀝青混合料試件放入60攝氏度的水中浸泡，測試其抗水損壞的能力，成功率很低，一般幾個小時后，試件就產(chǎn)生了崩解。

產(chǎn)生此類情況的原因，就是瀝青中的常規(guī)乳化劑再次溶解到熱水中，破壞了瀝青的膠結(jié)強(qiáng)度，從而導(dǎo)致混合料失去強(qiáng)度，這是乳化瀝青替代熱瀝青的關(guān)鍵瓶頸。

通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，乳化瀝青要替代熱瀝青，必須滿足以下條件和性能：乳化劑必須能將瀝青乳化；溫拌后形成混合料，其親水基能不溶解于水；親水基對集料必須具有較好的結(jié)合能力；乳化劑與瀝青必須相融；乳化劑在瀝青混合料中，不能降低混合料的路用性能等。

在研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，R24、R24G、R24GA、R25GC、R26、KL90等不同型號的特殊乳化劑，可適應(yīng)不同瀝青及不同的使用狀況。以R25GC為例測試的混合料，路用性能指標(biāo)中，馬歇爾穩(wěn)定度、馬歇爾殘留穩(wěn)定度、劈裂強(qiáng)度等數(shù)據(jù)表明，特種乳化瀝青混合料成型溫度在115攝氏度至120攝氏度的溫拌溫度下，仍具有極佳的路用性能，特別是具有極好的抗車轍能力。

自2011年開始，特種乳化瀝青混合料就開始試用于道路養(yǎng)護(hù)。跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，其使用壽命、強(qiáng)度均有較好的表現(xiàn)。例如，2011年7月，馬鞍山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的紅旗路、楊山路、惠林路等路面，共鋪設(shè)了1300多平方米的特種乳化瀝青溫拌混合料，攤鋪溫度為70攝氏度，截至2017年年底，其路面狀態(tài)良好。

實(shí)現(xiàn)溫拌的乳化瀝青再生

瀝青路面的養(yǎng)護(hù)大中修中,會將路面全部銑刨下來,然后重新做路面,舊料只能當(dāng)廢料或普通碎石填埋到結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)或做成路面的冷再生基層,舊料將無法循環(huán)利用。傳統(tǒng)理論認(rèn)為,瀝青老化是因?yàn)闉r青中的芳香酚相移成了瀝青質(zhì),導(dǎo)致瀝青變硬變脆。因此為改善瀝青的脆斷性,向?yàn)r青里面添加減少的芳香酚,提高其柔軟性,以此來緩解瀝青的脆硬程度。瀝青路面回收料添加比例越高,需要添加的芳香酚就越高,瀝青合理比例關(guān)系就越差,進(jìn)而使得再生瀝青混合料的性能就越差。目前,我國在再生技術(shù)領(lǐng)域,理論、再生劑跟國外發(fā)達(dá)國家并沒有什么差距,但在應(yīng)用水平差距較大，我國平均RAP（再生瀝青混合料）摻配比例為25%左右,美國等發(fā)達(dá)國家基本可做到35%以上。

其實(shí)，路面養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的RAP的再利用上，采取以特種乳化再生的方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)溫拌再生，還可以將RAP的再生比例提到到98%至100%，同時，其主要路用性能將大幅度高于新材料標(biāo)準(zhǔn)。

瀝青是原油經(jīng)蒸餾后,調(diào)配組分而形成的穩(wěn)定工業(yè)產(chǎn)品,其形成過程中,經(jīng)過400余度高溫?zé)捴贫?而瀝青混合料鋪筑到路面后,正常使用溫度不超過80攝氏度,如果僅僅通過碾壓、振動、光照就使其中的一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化成另外一種物質(zhì),要這種極其溫和的條件下產(chǎn)生所謂相移是難以成立的。

在自然氣候作用下,瀝青中的芳香酚等輕組分,由小分子基團(tuán)聚合成大分子基團(tuán),輕組分變密實(shí)了,瀝青自然也就變脆硬了,使用時間越久,瀝青小分子基團(tuán)聚合就越嚴(yán)重,瀝青脆斷性就越高。

在實(shí)踐中，通過添加特種活性劑到老化瀝青中去,檢測其針入度指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)特種活性劑可以使得老化的瀝青針入度明顯提升。提高特種活性劑比例,將提高針入度,說明這種活性劑具有明顯的分散團(tuán)聚瀝青聚合基團(tuán)的作用,使得老化瀝青獲得還原。

對于RAP摻配比例小于50%的情況,可以將再生劑直接加入到瀝青中,充分混合,制成再生基質(zhì)瀝青,再將再生基質(zhì)瀝青在拌缸中與集料拌和。

對于RAP比例大于60%以上的情況,由于RAP占的比例過大,即便用再生基質(zhì)瀝青,其用量有限,在短短的幾十秒內(nèi)與RAP攪拌均勻,使得活性劑滲透到RAP瀝青中去是非常困難的,通過大量試驗(yàn),這樣的方法導(dǎo)致的瀝青混合料路用性能指標(biāo)離散較大,質(zhì)量難以控制。如果提高拌和時間,將大幅度增生產(chǎn)成本,基本上,拌和時間延長1秒,混合料每噸成本提高1元。

如何做到在正常的拌和時間內(nèi),使得再生劑充分地分散到集料膠結(jié)層的表面?共有三種方案：再生基質(zhì)瀝青發(fā)泡，將再生基質(zhì)瀝青制成發(fā)泡瀝青,噴入拌缸中；將再生基質(zhì)瀝青制成乳化瀝青；將再生劑改造成具有乳化能力的再生劑,用此再生劑將瀝青制成再生型乳化瀝青。

其中，將再生劑改造成具有乳化能力的再生劑的難度大,需要改造活性再生劑的活性功能基,使其具有合適的親油、親水能力,其LHB符合瀝青乳化要求,同時又不能對再生性能產(chǎn)生不利影響，但一旦研發(fā)成功,這個方法將是最具前景的技術(shù)方案。

目前，已經(jīng)研發(fā)Z-4EM、Z-4FM、Z-KL90等一系列特種再生乳化劑,對目前市場上常見的重交瀝青進(jìn)行乳化,甚至克拉瑪依瀝青進(jìn)行乳化。其改性后的再生劑,對瀝青的性能有較大的提升,比如:阻燃、強(qiáng)度自恢復(fù)等乳化瀝青混合料的一些特有的性能,甚至可以將低強(qiáng)度的RAP再生成高強(qiáng)度的瀝青混合料,這已經(jīng)超出了傳統(tǒng)再生技術(shù)之所能。

該項(xiàng)技術(shù)已在安徽省六安市等地試驗(yàn)，應(yīng)用效果良好。