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辽宁省高速公路沥青路面固废再生综合应用发展规划建议

2021-08-17 519 上传者：管理员

摘要：阐述了辽宁省高速公路在沥青路面再生利用方面的发展现状和关键技术,分析了沥青路面再生利用所面临的技术瓶颈,介绍了近几年辽宁省在高速公路沥青路面热再生方面所取得的突出成绩,重点阐述了RAP料精细分离技术的优点,并对辽宁省高速公路沥青路面再生利用整体规划和产业布局提出了一些建议,供同行参考。

关键词：
RAP料精细分离技术
沥青路面再生利用
热再生
高速公路
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截至2019年底，辽宁省高速公路通车里程已达到4331km，随着高速公路建设事业的发展和时间的推移，辽宁省高速公路陆续进入了大、中修期。伴随着维修工程的逐年增加，每年将产生大量的沥青路面废料，据统计，“十三五”期间辽宁省高速公路维修项目共产生沥青铣刨废料285万吨。“十四五”期间，辽宁省将对锦阜、锦朝、平康、盘海营高速进行中修，对沈山、沈阳绕城、辽宁中部环线高速进行维修和预防性养护，以及对沈山高速公路进行扩宽改建，预计“十四五”期间所产生的了沥青路面废料将近550万吨，约是“十三五”期间的2倍。如何利用好如此大量的废旧沥青路面材料，得到了各界的高度重视，但在高价值利用、原位利用和综合利用长期规划方面仍存在很多的技术瓶颈和管理难点，下面对辽宁省高速公路在沥青路面再生利用方面的总体现况、发展规划和关键技术进行简要分析。

1、辽宁省高速公路沥青路面再生利用发展现状

1.1高速公路路面再生利用概况

目前辽宁省高速公路上成功实施了就地热再生、厂拌冷再生和厂拌热再生。从2010年开始大庄线、沈大线、铁阜线、西开线等高速公路部分路段使用了就地热再生技术，到目前共完成了236万平方米的就地热再生。2015年在沈四高速公路改扩建项目中30km(双向四车道)的上基层中使用了11cm厚的厂拌泡沫沥青冷再生的实体工程施工。高速公路由于受到渠化交通和重载交通的影响，在沥青路面再生技术推广方面较为谨慎，对于厂拌热再生技术在高速公路上的应用研究开展的较晚，2019年之前未在高速公路上使用过，但是从2019年开始，两年的时间里，通过各方的共同努力厂拌热再生技术在高速公路上取得了飞速的发展。在2019年以前，辽宁省高速公路养护维修项目中的沥青路面铣刨废料除了自己利用了一小部分以外，都移交给普通公路的道路养护部门，进行再生利用，应用在普通公路的养护维修和改造项目中，可以说高速公路沥青路面材料循环利用并没有实现“原位利用、统筹利用、高价值利用”的目标。从2020年开始，辽宁省高速公路维修所产生的铣刨废料统一由业主单位回收储存，计划下一步统筹使用。

1.2辽宁在以往再生技术研究过程中遇到的困难和技术瓶颈

(1)厂拌冷再生技术可以用于高速公路基层或连接层(沥青面层与基层之间)，可以实现100%利用，应用中反映较为突出的问题主要是:

(1)再生混合料需要养生一周左右，开放交通压力大。

(2)作为基层材料其价格要远远高于水泥稳定类材料，经济效益不高[1]。

(2)就地热再生技术可以实现100%再生利用。近些年辽宁省采用鞍山森远生产的就地热再生设备进行了大量的工程实践，主要用于高速公路的预防性养护、车辙病害处置等。目前看就地热再生技术应用中反映较为突出的问题主要是:

(1)再生深度小(不超过5cm)，只能用于表面层再生。

(2)再生机组加热时对周边环境的影响较大。

(3)再生后的混合料质量变异性大，质量控制较为困难。

(4)经济效益的优势不显著[1]。

(3)厂拌热再生技术要先将沥青路面回收料(RAP)破碎、筛分后，再以一定的比例与新矿料、新沥青、沥青再生剂等加热拌和为混合料，然后铺筑形成沥青路面。厂拌热再生是利用价值很高的再生方式(可以降低混合料造价15%左右)，可以适用于所有等级公路的所有沥青层位，也是发达国家最主要的路面再生方式。据美国沥青路面协会(NAPA)统计，2009至2014年间每年回收废旧沥青路面材料(RAP) 6720万吨至7910万吨，主要用于热拌沥青混合料的生产，占回收废旧沥青路面材料的83%～95%，且总体呈增长趋势[1]。

厂拌热再生技术应用中较为突出的问题主要是:

(1)在旧材料掺量20%左右情况下表现出的经济优势有限。

(2)受到设备和工艺的影响，大比例添加旧材料后再生混合料性能变异性较大[1]。

(3)高速公路上面层应用再生沥青混合料的实践经验较少，对于RAP料添加在断级配沥青混合料(例如SMA)中的应用更是基本没有尝试。

产生上述技术瓶颈的原因是由于传统的铣刨料分离设备多采用简易分离方式(以对辊或者反击破设备为主机)，加上简单的筛分分档方式(用传统震动筛或者圆滚筛)，一般筛分成2档RAP材料，导致RAP料假粒径颗粒较多，影响再生沥青混合料级配不稳定。由于RAP料性能存在变异性(假粒径颗粒含量偏高)、旧沥青无法与新沥青、再生剂充分融合、再生沥青混合料出料温度低等原因，现在厂拌热再生技术只能掺配30%以下的RAP料，根据经验只能用在低交通量的高速公路的中、下面层。由于筛分设备性能所限，不能将0～5mm的RAP料分成0～3mm和3～5mm两档材料，在断级配沥青混合料中无法使用RAP料。

1.3近几年高速公路沥青路面再生所取得的新突破

近几年，辽宁省高速公路在沥青路面材料循环利用方面做了积极尝试，再生沥青混合料预制构件实用技术和沥青路面回收料(RAP)精细分离+厂拌热再生技术都取得了很好的应用效果。

(1)再生沥青混合料预制构件实用技术

再生沥青混合料预制构件实用技术是将沥青路面回收料(RAP)经过破碎、筛分，加入再生剂、改性剂、纤维增强剂、新沥青混合料等材料，高温拌和后振动压制成预制构件，目前生产了路缘石、泄水槽、排水沟、防护盖板等公路附属设施，在解决废弃旧料的再利用和常规公路附属设施防腐蚀性、耐久性差等难题的同时，拓宽了旧料再生利用方式。

(2)厂拌热再生技术

2019年在沈彰和沈吉高速公路路面预防性养护项目中，进行了30%RAP料添加量的厂拌热再生(用在下面层和硬路肩表面层)，经过2019年的尝试和总结，2020年在西开线(全长85km)和永桓线(全长65km)维修项目中大力推动沥青路面再生利用，全线的中、下面层维修所有沥青混合料全部采用30%RAP旧料添加量的厂拌热再生混合料，应用厂拌热再生、就地热再生技术铺筑157万平方米的高速公路路面，再生利用沥青路面回收料7.27万吨，节约工程造价400多万元，大大减少了周边环境的污染和石料的开采量，有效起到“节能减排”的环保效益。

(3)沥青路面回收料(RAP)精细分离技术

沥青路面回收料(RAP)精细分离技术，是采用铣刨料精细分离设备将沥青路面铣刨料通过多次沥青与石料剥离、精细筛分分离将沥青路面铣刨料分成3～5档规格的级配材料，可以基本消除旧料的假粒径问题，实现RAP细集料0～3mm、3～5mm精细分档，满足断级配沥青混合料再生利用需要，并且实现了大料(5mm以上石料)油石比低于1.5%，关键筛孔假粒径含量(筛余率偏差)≤10%的技术水平，实现了沥青路面RAP材料化、骨料化。沥青铣刨料经过分离工艺，将来源不同，级配变化大、质量参差不齐的沥青路面铣刨料变成一种材质和组成较为均质的矿料，从而克服了厂拌热再生技术中再生材料均质性差、掺量受限的缺点。在厂拌热再生过程中实现大比例添加(RAP料50%以上添加)，而且可以生产用于高速公路上面层的再生沥青混合料。

依托辽宁省科技厅重点研发计划项目“沥青路面固废精细分选与再生利用关键技术研究”，在高速公路沥青路面“原层位利用，大比例添加，高价值再生”方面取得了重大进展。2020年在辽宁省永桓高速中成功完成了8种类型的试验段的铺筑，验证并熟练掌握了厂拌热再生大比例添加50%以上RAP旧料的生产工艺，并且在高速公路表面层SMA-13中应用了掺配27%RAP(石灰岩)的再生沥青混合料，在桥面上使用100%精分离RAP料进行了微表处的施工，实现了“原层位利用，大比例添加，高价值再生，多元化利用”的循环利用目标，积累了宝贵的施工与技术经验。

2、沥青路面固废再生综合应用发展规划建议

我们应该清醒地认识到沥青路面旧料是固体废弃物，但在科学的回收利用后具有很高的利用价值，随着我国国力的增强和科学技术的进步，这种废料的回收利用价值也越来越高，决不能将这种资源随意丢弃和低价值利用。在现阶段围绕路面废旧材料开展综合再利用方面的技术研究和产业化布局，将对科学的综合循环利用废弃沥青路面材料开辟崭新的道路，不仅拥有广阔的应用前景，还具有显著的经济效益和社会效益。同时，也响应了《交通强国建设纲要》中明确提出的“绿色发展节约集约，低碳环保”的国家战略。

系统地总结现有技术存在的弊端，开展高速公路废旧材料循环再利用综合技术研究，就做好沥青路面再生利用发展规划，提出以下三点建议:

2.1利用好相关政策法规，主动担负起固废利用主体责任

2015年财政部和国家税务总局出台了《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》(财税[2015]78号)，其中规定，产品原料30%以上来自废旧沥青混凝土，且产品符合GB/T 25033-2010《再生沥青混凝土》规定的，享受增值税即征即退政策，退税比例50%，这是目前对于沥青路面旧料回收利用最新的财政方面的鼓励政策[2]。2020年9月1日起颁布施行的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中要求“工程施工单位不得擅自倾倒、抛撒或者堆放工程施工过程中产生的建筑垃圾”。因此，高速公路养护和建设单位要主动承担起建设工程固废利用的主体责任，按照“减量化、无害化、资源化、产业化”，构建布局合理、管理规范、技术先进的固体废弃物资源化利用体系。并严格落实以下三点保障措施:

(1)在高速公路维修和改扩建工程招标文件中须明确废旧路面材料回收和再生利用要求。

(2)高速公路养护维修和改扩建工程的再生利用方案须进行专项设计审查。

(3)对路面再生技术应用给予财政资金支持和补贴。

2.2制定高速公路废旧路面材料回收计划和战略布局

《交通强国建设纲要》中明确提出:“推广施工材料、废旧材料再生和综合利用”，“提高资源再利用和循环利用水平，推进交通资源循环利用产业发展”。这就要求我们综合考虑高速公路路网技术状况、路面维修和新建总体规划、可利用存储场地情况，编制路网内最优的废旧材料存储回收计划。确保在高速公路养护维修过程中做到废旧路面材料应收尽收、有计划的储存和再生利用，为废旧材料的科学再利用提供基础的材料保障，并以先进再生技术为引领进一步推进废旧沥青路面再生利用产业化。

2.3开展废旧沥青路面材料的综合再利用关键技术研究

在现有技术基础上，开展关键的技术研究，进一步提升再生废旧材料的路用性能和添加比例，向着“原层位利用，原路线利用，高价值利用，高掺量利用，多元化利用”的更高目标迈进。在保证再生沥青路面结构稳定和各项路用性能的前提下开展以下关键技术的研究:

(1) RAP料精细分离设备、多档筛分设备、再生一体机沥青拌合站、逆流加热再生滚筒等生产设备。

(2)大比例RAP掺量厂拌热再生技术。

(3)生产适用于重载交通的改性沥青再生混合料和上面层的再生沥青混合料。

(4)研究开发新型经济高效的再生剂。

(5)多方式、多领域、多元化再生利用。

(6)快速开放交通型厂拌冷再生技术。

(7)编制质量控制标准，规范生产工艺流程，指导实际生产。

3、结语

目前辽宁省在高速公路沥青路面再生利用技术方面取得了很大进展，针对现有科技成果中具有行业引领性的创新技术要充分发挥其科技价值，加大科研投入力度，给予重点扶持，进一步提高其示范引领作用，努力实现从先行先试到示范引领、从探索创新到创新引领的升级。形成标准化、规范化、系统化的再生技术体系，以及沥青路面再生利用统筹管理模式，并为其他省份提供技术输出和管理模式复制，进一步推进废旧沥青路面再生利用产业化。

参考文献：

[1]刘秀丽﹒沥青路面再生利用现状与发展趋势分析[J]﹒石油沥青,2018(2):1-4.

[2]徐希娟,周新锋﹐废旧沥青混合料分离再生技术应用研究:2014全国公路养护技术学术年会论文集(路面卷)[C].南京:2015.

文章来源：霍继辉.辽宁省高速公路沥青路面再生利用发展规划与关键技术[J].北方交通,2021(08):44-47.