沥青混合料再生工艺及设备的应用浅析

仅对中国国情提出一种适合发展与应用的再生方法及设备，简述其适合方法的工艺过程及再生机理。

目前，旧料再生已经成为世界性的一个热门课题，从其对沥青旧料的回收再利用，从而达到节约资源、减少环境污染公害、增强公共经济效益的目的。

届时，世界各国广泛地通过沥青路面再生利用研究和试验，在其拌制工艺以及与之配套的各种挖掘、铣刨、破碎、拌和等机具的研制方面，已经形成了一套完整、成熟的沥青路面旧料再生利用技术。

随着沥青路面旧料的成倍急剧增加，加以政府提供相应强大的旧料再生利用研究环境与平台，促使我国在再生的沥青混合料生产技术上也有了突飞猛进的发展，沥青旧料再生技术已然达到了一定成熟阶段。

通过有关资料分析及表明，多数国家采用厂拌热再生方法进行路面沥青旧料的回收利用，设备类型主要有双滚筒式沥青再生搅拌设备和与间歇式沥青混合料搅拌设备相配套的旧料再生设备。

由于我国目前应用最为广泛的是间歇式沥青混合料搅拌设备，日后在中国起主导作用的旧料再生设备应是与间歇式沥青混合料搅拌设备相配套的并设滚筒式旧料再生设备，此方法对原材料要求较低，且能够保障生产出品质较优的合格再生混合料，适合我国目前国情的发展，现就其设备工艺及应用方法浅析如下：

1、 间歇式沥青混合料旧料再生搅拌设备工艺流程

间歇式沥青混合料旧料再生搅拌设备是在间歇式沥青混合料搅拌设备的基础上增配了路面沥青旧料破碎、筛分、预热、计量、再生剂添加等设备，为了避免在预热时，旧料中沥青老化变质，用于对旧料加热的预热筒、加热器与生产新集料的沥青混合料的设备有所不同，在加长其燃烧室的同时，旧料的预热滚筒也采用特殊设计，保证加入的沥青旧料经过热烟气进行加热，而隔绝明火直接加热或灼烧旧料。通过温度的严格控制，即保证沥青旧料升高的温度，又能避免加热过程中沥青老化的现象。

预热到一定温度的沥青旧料和再生剂经过准确计量后先投放入搅拌器内进行先期拌和，均匀后再放入加热的新集料进行拌和到一定时间，最后加入新沥青。这种方法可使再生剂、旧料中沥青和新沥青在混合料中均匀分布融合，使旧料中沥青充分再生，恢复原有性能，确保再生沥青混合料的品质。

2、路面沥青旧料的回收利用应注意的问题

2.1 对沥青路面材料的分析

路面沥青旧料的回收利用首先必须要对旧沥青路面进行研究分析，深入了解原路面使用沥青的性能及老化后质量变化情况。

应对采集回来的沥青路面材料分不同年代进行破碎，分开堆放，对破碎好的沥青旧料进行抽提和蒸馏试验，把沥青从沥青旧料中分离出来进行试验，并与新沥青进行性能、成分对比，以确定旧料中沥青的再生方法。通过调和使旧料中的沥青性能完全达到新沥青的使用要求，从而解决旧料中的沥青再生利用的关键问题。

沥青在加热、拌和、摊铺及使用过程中，在受外界温度、光照和空气等的作用下，沥青会发生组份的迁移，即分子量大的成份在增加，分子量小的成份在减少。

随着路面使用年限的延长，沥青老化程度越严重，其化学组份也发生了变化。其中饱和芬组份是比较稳定的组分，经过数年老化过程，组分含量只是略有降低，变化较少；而芳香分则减少的很多，随着老化程度逐步转化成为胶质，胶质转化成沥青质。可以得出，老化后的沥青质数量增加，并且沥青质分子随着时间的延长，分子量在逐渐加大。

沥青路面从摊铺、碾压到使用全过程，均受到车轮荷载的冲击、振动、挤压等作用。当矿料受到各种力的综合作用超过本身极限强度时，将发生碎裂破坏。另外，矿料与矿料、矿料与车轮相互之间摩擦，也能使矿料颗粒表面磨损，也成为回收的旧矿料中粉料增加的一个因素。

2.2 旧料中沥青的再生利用

有两种方法可以恢复路面旧料中沥青的技术性能，达到旧沥青再生的目的：

第一种：使用标号较低的新沥青与沥青旧料及一部分新矿料搅拌生产出再生沥青混合料，其目的是用较软的新沥青与已老化的旧沥青掺配后达到路用沥青的技术要求。诚然，使用这种方法有其一定的局限性，主要受以下条件约束：

1．路面沥青旧料中沥青老化不能太严重，回收沥青的针入度指标要在40以上。硬度太高的旧沥青单纯靠软沥青调和方法，只能在粘度上达到使用要求，而在性能上并不能恢复原沥青的性能。

2．路面沥青旧料掺入量受到限制，经验指标是一般不能超过20%。如果旧料用量过大大，再生沥青性能很难达到质量要求，并且新沥青与旧沥青也很难相溶，达不到完全的均匀性。

第二种：使用再生剂。当路面沥青旧料中的沥青粘度高于106Pa•s，或者其针入度低于40（1/10mm）时，就应该考虑使用低粘度油料作为再生剂。由于沥青本身不是单体物质，而是多种碳氢化合物所组成的混合物，按四组份分析法分为饱和芬、芳香芬、胶质和沥青质。根据沥青老化后组成的变化，通过掺加再生剂来补充所缺少的组份，在形成新的沥青混合物的同时得到新的技术性能。这和石油沥青生产中经常用调和组份方法生产优质沥青的工艺是大致相同的，既可以调节旧沥青的粘度，同时又能调节旧沥青的化学组份，使旧沥青恢复到原沥青的性能。

2.3 再生剂的技术要求

1、通常选用的再生剂应与沥青同属一个品系的产品，以保证能与沥青共溶，而且应具有很强的溶解和分散沥青质的能力。

2、再生剂必须具备亲和与渗透沥青能力，同时还应具有耐热、防老化的性能。因此，应根据旧沥青的硬化状况选择适当粘度的再生剂。

3．再生剂还必须与沥青协同作用，具有良好的流变性质，能够适应再生沥青在不同气候条件下的工作性能。

2.4 旧沥青再生的掺配试验

回收沥青再生掺配试验分两步进行。首先按照沥青针入度的使用要求，用再生剂与回收旧沥青按不同的比例进行掺配测试，确定符合针入度要求的再生剂用量，在保持此比例的情况下与符合使用要求的新沥青进行第二次掺配，找出各项性能指标均能满足标准要求的配合比例。

再生剂和新沥青的添加量必须由沥青旧料的性质来决定,其中新沥青起补充沥青含量的作用,而再生剂起软化老化的沥青并使其再生的作用。由此可见，沥青旧料的再生掺配比例是由沥青的老化程度决定的。

2.5再生混合料配合比的设计

再生混合料配合比设计时根据路面旧料质量、所生产的再生混合料铺筑位置的技术要求、拌和生产条件和成本等因素，综合考虑确定沥青旧料掺配比例。另一点是旧沥青回收再生利用，应计入沥青旧料的沥青含量。

1. 按所确定的沥青混合料型号，选择适用该规格的沥青旧料，并按它的沥青含量及事先试验确定的再生剂掺加比例，核定沥青旧料的再生沥青含量。

2. 按全部使用新料配合比设计的最佳沥青用量，及所确定的新沥青与再生沥青掺配比例，计算沥青旧料掺加比例。

3. 按照混合料的级配要求，及所确定的沥青旧料掺配比例，并且根据新旧矿料的级配，计算各种规格矿料的比例。

4．再生沥青混合料油石比的确定方法与使用新料相同，按以上程序对所选择的沥青混合料级配，计算各种配合比所选定的材料规格及数量，合成矿料级配。

2.6再生沥青混合料性能试验

采集掺配旧料比例不同的再生沥青混合料，与全部用新集料拌制的沥青混合料在相同条件下进行对比试验，来衡量再生沥青混合料的路用性能。为了克服其它因素对试验结果的影响，选择矿料级配和油石比尽可能近似，试验条件尽可能一致，通过马歇尔各项性能、车辙动稳定度、低温劈裂、冻融劈裂和水稳定性等试验进行对比。

3、再生沥青混合料在生产中的几个关键技术

3.1路面沥青旧料在进厂时应严格验收，不符合要求的不能卸入料堆。在破碎前应切实做到对旧料中杂质的清检和粘土、粉尘的筛除。

粘土和粉尘吸油能力强，会消弱沥青与粗骨料的粘附性，使粗骨料的油膜减薄，甚至造成摊铺和碾压困难；

3.2破碎筛分后的0—10毫米的沥青旧料含沥青多，夏季气温高时具有粘附性，在冷料仓内存放时间不宜太长，超过3—4小时易造成蓬住，粘附在仓壁等处，造成喂料不均匀，致使配合比不准确。

3.3开始生产时，旧料预热筒要先予热，加热火焰要保持稳定。

3.4拌和再生沥青混合料时，首先应加沥青旧料和再生剂，经充分拌和，使再生剂均匀分布且浸润沥青旧料，使之完全融合。之后再投入新集料干拌，最后加入新沥青，与间歇式沥青混合料搅拌设备相比总的拌和时间需要加长。

只要我们完全理解再生沥青混合料的工艺及机理所在，就能利用各形式的旧料再生设备采用不同的旧料参配率生产出与新的沥青混合料性能相当的再生沥青混合料，从而更大限度地节约资源，减少环境的污染，最终提高经济效益和社会效益，这是一项可持续发展的公益的阳光项目。 （来源：吉公）

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