國外瀝青路面再生研究現(xiàn)狀

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廢舊瀝青路面材料再生利用的試驗研究,早是1915年在美國開始進行的,但以后由于大規(guī)模的新路建設(shè),對這項技術(shù)沒有引起足夠的重視,故早期進展緩慢。1973年由于石油危機的爆發(fā),燃油供應(yīng)困難,而且由于嚴(yán)格的環(huán)保法制,又使砂石材料的生產(chǎn)受到限制,導(dǎo)致了建設(shè)資金的減少和筑路材料的供應(yīng)不足。作為解決上述問題和困難的一個重要對策,廢舊瀝青路面材料的再生利用才又引起了人們的重視。其后,隨著銑刨機械與鼓筒式拌和裝置等筑路機械制造水平的不斷提高,瀝青再生技術(shù)研究與應(yīng)用發(fā)展很快,國外開始大規(guī)模推廣應(yīng)用瀝青再生技術(shù)。至20世紀(jì)80年代,瀝青混凝土路面再生技術(shù)已趨于成熟,美、德、日、英等國相繼頒發(fā)了一系列的技術(shù)手冊、指南和規(guī)范,并出版了大量研究成果。
     20世紀(jì)90年代后,瀝青再生技術(shù)進一步發(fā)展,在亞太地區(qū)也得到普遍應(yīng)用。根據(jù)美國聯(lián)邦公路管理局統(tǒng)計,到1995年25個州再生瀝青混合料的用量就達到近2億噸,差不多為全國路用瀝青混合料的一半。1981年美國交通運輸研究委員會編制出版了《路面廢料再生指南》,同年美國瀝青協(xié)會出版了《瀝青路面熱再生技術(shù)手冊》,1983年又出版了《瀝青路面冷拌再生技術(shù)手冊》。這表明美國的瀝青路面再生技術(shù)己經(jīng)達到了相當(dāng)成熟的地步。美國現(xiàn)在每年約有3.2~7.8億噸的廢料在公路工程中通過取代筑路新材料得到了再利用,而在上世紀(jì)90年代中期這一數(shù)字僅為3.175億噸,而且其中2.9億噸是作為回用骨料,非骨料廢料回用量很小。在過去十年里,美國政府和公路部門為提高再生材料的利用水平采取了不少措施。美國聯(lián)邦政府環(huán)境會議的決議鼓勵各州政府在利益互惠的原則下,就公路建設(shè)中使用再生材料開展洲際合作,聯(lián)邦公路局參加了國際經(jīng)合組織“道路工程再生材料戰(zhàn)略計劃”的工作,它還支持了若干個這方面的研究項目,如“廢料與工業(yè)副產(chǎn)品在工作建設(shè)中的應(yīng)用指南”,“廢料與再生材料資源數(shù)據(jù)庫”等。美國國家環(huán)保局決定,在聯(lián)邦政府的政策指導(dǎo)下,全面地拓展如煤渣、粉煤灰、礦山粉屑、工業(yè)爐渣、水泥粉塵等再生代用材料在聯(lián)邦政府的建設(shè)項目中的應(yīng)用范圍。美國國會1988年通過的“21世紀(jì)運輸補充法案”確定,將再生材料資源研究中心設(shè)在新罕布什爾大學(xué),專門研究這一課題。其目標(biāo)是:一,從理論上掃除應(yīng)用再生材料的障礙;二,尋找提高公路再生材料基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使用壽命的方法。
     日本從1976年開始進行了瀝青路面再生技術(shù)的研究,1980年的路面廢料總產(chǎn)量約為260萬噸,廠拌再生的熱拌瀝青混合料累計已達50萬噸,路面廢料再生利用的數(shù)量己經(jīng)超過50%. 1984年7月,日本道路協(xié)會出版了《路面廢料再生利用技術(shù)指南》,并且就有關(guān)廠拌再生技術(shù)編制成了手冊。日本2000年再生瀝青混合料已達50萬噸,占全年瀝青混合料產(chǎn)量的58%,日本每個拌和站都具備生產(chǎn)再生混合料的能力。到現(xiàn)在,日本的路面廢料再生利用率己超過70%.
     阿曼的Taha Ramzi分別對水泥窯粉塵穩(wěn)定舊瀝青路面材料(摻加新集料)作道路基層和水泥穩(wěn)定舊瀝青路面材料(摻加新集料)作道路基層、底基層進行了研究和評價。他認(rèn)為水泥穩(wěn)定舊瀝青路面材料不僅可以作道路底基層,而且可以做基層,對此不僅給出了實驗分析,而且給出了其做基層的路面設(shè)計分析,并指出,在基層施工中,水泥穩(wěn)定舊瀝青路面材料似乎可以替代密級配集料。水泥窯粉塵是水泥生產(chǎn)中的副產(chǎn)品,Taha Ramzi把它當(dāng)作穩(wěn)定劑,和新集料一起添加到回收的舊瀝青路面材料中,并對不同配合比進行了室內(nèi)試驗,對水泥窯粉塵穩(wěn)定舊瀝青路面材料用作基層的可行性進行了研究。
     在歐洲,20世紀(jì)70年代中期,德國、荷蘭和芬蘭等國家相繼進行了小規(guī)模的試驗研究,并迅速推廣應(yīng)用。德國瀝青路面再生技術(shù)研究的發(fā)展速度較快,居歐洲之首位。德國首先將廠拌再生技術(shù)應(yīng)用于高速公路的路面養(yǎng)護,到1978年己經(jīng)能夠?qū)⑷繌U舊瀝青路面材料加以再生利用。法國對瀝青路面再生技術(shù)的研究也頗為重視,過去路面再生材料主要用于輕型交通的面層和基層,近年來在高速公路和一些重交通道路的修復(fù)工程中也開始逐步推廣應(yīng)用這項技術(shù)。在芬蘭,現(xiàn)在幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織舊瀝青混合料的收集和儲存工作。過去再生材料主要用于輕型交通的路面和基層,近年來,在重交通道路上也已經(jīng)開始應(yīng)用。前蘇聯(lián)在1966年就出版了《瀝青混凝土廢料再生利用技術(shù)的建議》,但實際應(yīng)用甚少,1979年出版了《舊瀝青混凝土再生混合料技術(shù)準(zhǔn)則》,提出了適用于各種條件下的瀝青路面材料再生利用方法,1984年又出版了《再生利用瀝青混凝土》一書,該書詳細(xì)地闡述了路拌再生和廠拌再生的方法。歐洲國家在公路建設(shè)中大力采用回收材料,是以堅持經(jīng)濟、工程、環(huán)境三方面的基本目標(biāo)為前提的,即經(jīng)濟上要合算并具有可操作性,工程上要滿足專業(yè)規(guī)范的要求,環(huán)保上則不得造成污染。在這方面歐洲國家己為這項工作的持續(xù)發(fā)展和良性循環(huán)奠定了初步的基礎(chǔ)。他們的經(jīng)驗是值得借鑒的。
     在施工機械方面,加拿大SOTER公司從1990年左右開始致力于冷再生技術(shù)的研究,開發(fā)了性能優(yōu)良的瀝青發(fā)泡裝置。該裝置安裝在美國卡特彼勒公司的RR250型再生機上,在加拿大蒙城市道路基層的翻修工程中得到應(yīng)用。德國Wirtgen(維特根)公司生產(chǎn)的WR2500型再生機可大規(guī)模進行現(xiàn)場冷再生施工,其研制的泡沫瀝青系統(tǒng)開始在世界各國推廣普及。美國的CMI公司在其生產(chǎn)的RS650型、RSSOOB型穩(wěn)定土拌和機上配備了瀝青發(fā)泡裝置,于1996年9月在威斯康星州進行了首次試驗施工,隨后在挪威、南非的實際工作中應(yīng)用。日本小松公司也開發(fā)了安裝在GS360型再生/穩(wěn)定土拌和機上的泡沫瀝青系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可噴灑泡沫瀝青又可噴灑乳化瀝青,九八年后開始應(yīng)用。
     目前,歐洲的EAPA在互聯(lián)網(wǎng)上公布,其成員國的廢舊瀝青混凝土路面材料100%通過再生方式得以重復(fù)利用。1997年國際經(jīng)合組織對14個國家的路面材料再生利用情況進行了調(diào)查,發(fā)表了《道路工程再生利用戰(zhàn)略》白皮書,其中瀝青混凝土路面再生技術(shù)應(yīng)用狀況反映了發(fā)達國家在這個領(lǐng)域的基本情況(詳細(xì)情況見表1-1):
     (1)舊瀝青混凝土路面的再生利用率為75%——100%;
     (2)廠拌熱再生技術(shù)應(yīng)用為普遍,再生材料主要用于路面結(jié)構(gòu),極少用作回填材料和其他用途;
     (3)不管是廠拌還是路拌,冷再生技術(shù)推廣程度較低:
     (4)現(xiàn)場熱再生技術(shù)雖得到較多國家采用,但只有少數(shù)國家推廣程度較高。
     對于瀝青再生技術(shù)的可靠性問題,澳洲AUSTROADS在其1997年的《瀝青混凝土路面再生指南》中指出,利用60%RAP(瀝青混凝土路面回收料)的瀝青混凝土路面使用壽命與傳統(tǒng)瀝青相同,而抗車轍能力卻得到增強;美國在20世紀(jì)80年代中后期到90年代發(fā)表的系列研究報告表明,再生瀝青混凝土路面與全新料瀝青混凝土路面比較,路用性能和使用壽命并沒有明顯的區(qū)別,NCAT的《國家和地方政府路面再生指南》也闡明了同樣的觀點;日本道路協(xié)會的《廠拌再生瀝青鋪裝技術(shù)指南》也認(rèn)為,將熱拌再生瀝青混合料應(yīng)用于條件苛刻的重交通道路交通路面的調(diào)查結(jié)果表明,只要對熱拌再生瀝青混合料進行恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制管理,鋪裝后的性能與只用新料鋪裝的路面性能沒有區(qū)別。
     綜上所述,歐、美、日等發(fā)達國家目前在再生瀝青混合料的生產(chǎn)工藝以及與之配套的各種挖掘、銑刨、破碎、拌和等機具的研制與開發(fā)方面均取得了顯著的成就,經(jīng)過近30年的大規(guī)模生產(chǎn)實踐,己證明了瀝青再生利用在技術(shù)上的可行性,并形成了系統(tǒng)的成套瀝青再生技術(shù),且達到了規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化的成熟程度。