浅析就地热再生工程中再生剂添加方式
最后更新时间：2024-02-23
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论文导读：
【摘 要】就地热再生由于其再生速度快、干扰交通小等优点，已经发展为重要的路面养护技术。随着沥青路面使用年限的增加，沥青容易老化，其路用性能逐渐降低，因此如何在较短时间内完成老化沥青的再生，成为道路养护技术的重点。本文以再生剂作用原理为基础，结合SY4500就地热再生机组，按照施工工艺顺序对再生剂可以添加的位置进行了相关分析。
【关键词】就地热再生；沥青路面；再生剂
0 引言
公路养护的核心内容是路面养护，就地热再生作为一种新型的道路养护技术因其再生效果好，开放交通快等特点已经被广大养护单位所接受。对沥青路面再生的首要条件是对沥青的再生，通过加入一定比例的再生剂可以提高或恢复老化沥青的路用性能，沥青的再生是老化的逆过程。就地热再生的施工时间较短，因此有必要对再生剂的添加方式进行研究，以更好的完成路面再生工程。
1 热风循环式就地热再生简介
复拌型沥青路面就地热再生设备通常由两台加热机、一台铣刨机和一台复拌机组成，配合若干运输新沥青混合料的料车、沥青摊铺机与碾压设备，共同组成沥青路面就地热再生机组。
在施工中，加热机首先对旧沥青路面进行预热，使热量沿沥青路面纵向进行传递，软化旧路面。热铣刨机是该技术的第二道工序，铣刨机通过铣刨鼓的铣削作用使旧路面面层旧料被完整的铣削，同时按照工程实际情况添加一定比例的再生剂和新沥青，尽可能恢复老化沥青的路用性能。铣刨系统后是复拌系统，复拌机通过接受新料以转变旧路面不合理级配，并通过双卧轴式搅拌缸强制搅拌新旧混合料，形成再生混合料。最后再生混合料通过摊铺、压实，实现路面的再生。
2 道路沥青的再生机理
在沥青中，分子量很高的沥青质不能直接溶于分子量很小的芳香分和饱和分的介质中。沥青之所以能形成稳定的胶体，是因为强极性的沥青质吸附极性较强的胶质，胶质中极性最大部分吸附在沥青质表面，然后逐步向外扩散，极性逐渐减小，芳香度也逐渐减弱，距离沥青质越远则极性越小，直至与芳香分接近，甚至到几乎没有极性的饱和分，它们的极性时逐步递变的，没有明显的分界线[1]。
沥青的化学性质和使用性能很大程度上取决于其胶体体系的性质，而能否形成稳定的胶体体系又与其化学组成密切相关[2]。因此，性能优良的沥青，其化学组分之间应保持适度的匹配，以形成稳定的胶体体系。从化学组分的角度分析沥青的老化机理可以看出：要使老化沥青恢复原有性能、即将老化沥青和原沥青的组分进行比较后，向老化沥青中加入所缺少的组分，使组分重新协调。但沥青的化学结构极其复杂，即使化学组分相同的沥青，因为它们的油源基属及生产工艺不同，化学结构可能会相差很远，其路用性能可能有很大变化。同时要合成某种固定组分的再生剂，工艺上有相当大的难度.对设备和工艺都有很高的要求，成本也高。所以用化学组分为指标来制约旧沥青的再生不现实。
3 再生剂添加方式对再生质量的影响
通过施工工序发现，对既有沥青混凝土面层的再生首先是对沥青的再生，它是老化的逆过程。通过加入再生剂，使沥青质相对含量降低，从而提高沥青针入度和延度，使其恢复或接近原来的性能。旧路面老化沥青的再生是真正作用的再生，是整个技术的重点。
影响再生剂再生效果的因素有两个：首先，保证再生剂与旧料的结合时间。其次，在时间充足的情况下沥青与再生剂要达到近似均匀混合物必须满足以下三个条件：
（1）老化沥青与再生剂必须达到机械混合均匀。
（2）老化沥青与再生剂有较好的相容性。
（3）再生剂能在老化沥青中很好的扩散。其中扩散速率受多方面因素的影响，例如：温度、沥青层与再生剂层的厚度等[3]。
在热风循环式就地热再生施工过程中再生剂的添加方式按工序可以有两种：第一种是新旧料混合后，在复拌机的搅拌缸内进行添加。另一种则在新旧料混合前，对旧料单独加再生剂。
（1）在搅拌缸内添加再生剂。这种方式类似于厂拌热再生再生剂的添加方式。此时旧料经过复拌机螺旋布料器布开，由加热板获得一个较为均匀的温度后由刮板刮料器输送新旧料进入双卧轴式强制搅拌缸强制搅拌，此时的混合料温度较高且均匀，对混合料的再生质量比较有保障。但此时为新旧混合料，再生剂不一定能很好的与旧料发生反应，而且搅拌后混合料直接进入摊铺机的料斗进行摊铺，再生剂的作用时间较短。
（2）在新旧混合料混合前将再生剂与旧料先行拌合。森远热再生机组的再生剂添加方式为这种形式。森远热铣刨机的结构简图如下：
热铣刨机工作时，当加热机机组对路面加热达到一定温度后，热铣刨机自带的加热板对旧路面再一次进行加热软化，左右铣刨机先对路面两端进行铣刨，铣削下来的旧料在铣刨鼓螺旋刀具排列的作用下，跟随铣刨鼓表面旋转或者被抛投到旧路面，此时铣削下来的旧料由路边两侧向路面堆积、靠拢。
再生剂系统位于左右铣刨鼓和中间铣刨鼓之间，当铣刨鼓开始工作时，左右铣刨鼓先铣削路面，此时打开再生剂供应系统，使再生剂流入中间未铣刨的沥青路面处。再生剂此时的温度大概为70℃左右，此时的再生剂有良好的流动性，可以较好的与旧路面进行溶合，有利于提高再生质量。
中间铣刨鼓最后铣削路面，此时左右铣刨鼓铣削下来的旧料已经堆置到中间铣刨鼓的铣削宽度范围内。该铣刨鼓的作用有两个：一是对旧路面中间部分进行铣削；二是使旧料和再生剂与新沥青进行初步拌合。在铣刨鼓的作用下，旧料被分批逐步推移到路最后形成一梯形截面的长条形料垄，该梯形料垄是在中间铣刨鼓的收料作用下聚集到路的，此时旧料和再生剂以及新沥青之间已经进行了初步拌合。由于此时铣刨下来的旧料具有一定的温度，大概为90℃至110℃。如果不对旧料采取保温措施，由于风速和环境因素的影响，旧料的温度下降会很快，不但影响再生剂的效果，而且会影响后续复拌机处新旧混合料的温度，进而影响摊铺机的摊铺效果和压路机的压实效果，造成路面质量理由。因此在机组的设计时，设计者利用了铣刨机的收料效果，将旧料收集成梯形截面，大大减少了旧料和空气的对流传热和热辐射，保证了旧料的温度，同时也使再生剂和旧料有充足的溶合时间，提高了再生效果。
4 总结
本文以森远公司生产的SY论文导读：
4500型沥青路面再生机组为对象，对再生剂的添加方式及与沥青的作用方式进行研究，分析了再生剂可能添加的位置，并对其优劣进行了对比分析。为保证更好的再生质量，再生剂系统应该位于左右铣刨鼓和中间铣刨鼓之间，在新旧混合料混合前将再生剂与旧料先行拌合。
【参考文献】
[1]沈金安.沥青及混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2]王永刚.废旧沥青再生[J].石化技术与应用，2003，21.
[3]季节，徐世法，罗晓辉.重复再生沥青混合料及温拌沥青混合料性能评价[M].北京：人民交通出版社，2011，05.
[4]袁堂涛，孙山.SY4500型热再生设备在高速公路沥青路面养护工程中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2007，4.
[5]刘琳琳.沥青路面就地热再生工艺研究[D].大连：大连理工大学，2005，12.
[6]张敏英.沥青热再生材料及设备的研究[D].西安：长安大学，2005，04.
[责任编辑：丁艳]
【摘 要】就地热再生由于其再生速度快、干扰交通小等优点，已经发展为重要的路面养护技术。随着沥青路面使用年限的增加，沥青容易老化，其路用性能逐渐降低，因此如何在较短时间内完成老化沥青的再生，成为道路养护技术的重点。本文以再生剂作用原理为基础，结合SY4500就地热再生机组，按照施工工艺顺序对再生剂可以添加的位置进行了相关分析。
【关键词】就地热再生；沥青路面；再生剂
0 引言
公路养护的核心内容是路面养护，就地热再生作为一种新型的道路养护技术因其再生效果好，开放交通快等特点已经被广大养护单位所接受。对沥青路面再生的首要条件是对沥青的再生，通过加入一定比例的再生剂可以提高或恢复老化沥青的路用性能，沥青的再生是老化的逆过程。就地热再生的施工时间较短，因此有必要对再生剂的添加方式进行研究，以更好的完成路面再生工程。
1 热风循环式就地热再生简介
复拌型沥青路面就地热再生设备通常由两台加热机、一台铣刨机和一台复拌机组成，配合若干运输新沥青混合料的料车、沥青摊铺机与碾压设备，共同组成沥青路面就地热再生机组。
在施工中，加热机首先对旧沥青路面进行预热，使热量沿沥青路面纵向进行传递，软化旧路面。热铣刨机是该技术的第二道工序，铣刨机通过铣刨鼓的铣削作用使旧路面面层旧料被完整的铣削，同时按照工程实际情况添加一定比例的再生剂和新沥青，尽可能恢复老化沥青的路用性能。铣刨系统后是复拌系统，复拌机通过接受新料以转变旧路面不合理级配，并通过双卧轴式搅拌缸强制搅拌新旧混合料，形成再生混合料。最后再生混合料通过摊铺、压实，实现路面的再生。
2 道路沥青的再生机理
在沥青中，分子量很高的沥青质不能直接溶于分子量很小的芳香分和饱和分的介质中。沥青之所以能形成稳定的胶体，是因为强极性的沥青质吸附极性较强的胶质，胶质中极性最大部分吸附在沥青质表面，然后逐步向外扩散，极性逐渐减小，芳香度也逐渐减弱，距离沥青质越远则极性越小，直至与芳香分接近，甚至到几乎没有极性的饱和分，它们的极性时逐步递变的，没有明显的分界线[1]。
沥青的化学性质和使用性能很大程度上取决于其胶体体系的性质，而能否形成稳定的胶体体系又与其化学组成密切相关[2]。因此，性能优良的沥青，其化学组分之间应保持适度的匹配，以形成稳定的胶体体系。从化学组分的角度分析沥青的老化机理可以看出：要使老化沥青恢复原有性能、即将老化沥青和原沥青的组分进行比较后，向老化沥青中加入所缺少的组分，使组分重新协调。但沥青的化学结构极其复杂，即使化学组分相同的沥青，因为它们的油源基属及生产工艺不同，化学结构可能会相差很远，其路用性能可能有很大变化。同时要合成某种固定组分的再生剂，工艺上有相当大的难度.对设备和工艺都有很高的要求，成本也高。所以用化学组分为指标来制约旧沥青的再生不现实。
3 再生剂添加方式对再生质量的影响
通过施工工序发现，对既有沥青混凝土面层的再生首先是对沥青的再生，它是老化的逆过程。通过加入再生剂，使沥青质相对含量降低，从而提高沥青针入度和延度，使其恢复或接近原来的性能。旧路面老化沥青的再生是真正作用的再生，是整个技术的重点。
影响再生剂再生效果的因素有两个：首先，保证再生剂与旧料的结合时间。其次，在时间充足的情况下沥青与再生剂要达到近似均匀混合物必须满足以下三个条件：
（1）老化沥青与再生剂必须达到机械混合均匀。
（2）老化沥青与再生剂有较好的相容性。
（3）再生剂能在老化沥青中很好的扩散。其中扩散速率受多方面因素的影响，例如：温度、沥青层与再生剂层的厚度等[3]。
在热风循环式就地热再生施工过程中再生剂的添加方式按工序可以有两种：第一种是新旧料混合后，在复拌机的搅拌缸内进行添加。另一种则在新旧料混合前，对旧料单独加再生剂。
（1）在搅拌缸内添加再生剂。这种方式类似于厂拌热再生再生剂的添加方式。此时旧料经过复拌机螺旋布料器布开，由加热板获得一个较为均匀的温度后由刮板刮料器输送新旧料进入双卧轴式强制搅拌缸强制搅拌，此时的混合料温度较高且均匀，对混合料的再生质量比较有保障。但此时为新旧混合料，再生剂不一定能很好的与旧料发生反应，而且搅拌后混合料直接进入摊铺机的料斗进行摊铺，再生剂的作用时间较短。
（2）在新旧混合料混合前将再生剂与旧料先行拌合。森远热再生机组的再生剂添加方式为这种形式。森远热铣刨机的结构简图如下：
热铣刨机工作时，当加热机机组对路面加热达到一定温度后，热铣刨机自带的加热板对旧路面再一次进行加热软化，左右铣刨机先对路面两端进行铣刨，铣削下来的旧料在铣刨鼓螺旋刀具排列的作用下，跟随铣刨鼓表面旋转或者被抛投到旧路面，此时铣削下来的旧料由路边两侧向路面堆积、靠拢。
再生剂系统位于左右铣刨鼓和中间铣刨鼓之间，当铣刨鼓开始工作时，左右铣刨鼓先铣削路面，此时打开再生剂供应系统，使再生剂流入中间未铣刨的沥青路面处。再生剂此时的温度大概为70℃左右，此时的再生剂有良好的流动性，可以较好的与旧路面进行溶合，有利于提高再生质量。
中间铣刨鼓最后铣削路面，此时左右铣刨鼓铣削下来的旧料已经堆置到中间铣刨鼓的铣削宽度范围内。该铣刨鼓的作用有两个：一是对旧路面中间部分进行铣削；二是使旧料和再生剂与新沥青进行初步拌合。在铣刨鼓的作用下，旧料被分批逐步推移到路最后形成一梯形截面的长条形料垄，该梯形料垄是在中间铣刨鼓的收料作用下聚集到路的，此时旧料和再生剂以及新沥青之间已经进行了初步拌合。由于此时铣刨下来的旧料具有一定的温度，大概为90℃至110℃。如果不对旧料采取保温措施，由于风速和环境因素的影响，旧料的温度下降会很快，不但影响再生剂的效果，而且会影响后续复拌机处新旧混合料的温度，进而影响摊铺机的摊铺效果和压路机的压实效果，造成路面质量理由。因此在机组的设计时，设计者利用了铣刨机的收料效果，将旧料收集成梯形截面，大大减少了旧料和空气的对流传热和热辐射，保证了旧料的温度，同时也使再生剂和旧料有充足的溶合时间，提高了再生效果。
4 总结
本文以森远公司生产的SY论文导读：
4500型沥青路面再生机组为对象，对再生剂的添加方式及与沥青的作用方式进行研究，分析了再生剂可能添加的位置，并对其优劣进行了对比分析。为保证更好的再生质量，再生剂系统应该位于左右铣刨鼓和中间铣刨鼓之间，在新旧混合料混合前将再生剂与旧料先行拌合。
【参考文献】
[1]沈金安.沥青及混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.
[2]王永刚.废旧沥青再生[J].石化技术与应用，2003，21.
[3]季节，徐世法，罗晓辉.重复再生沥青混合料及温拌沥青混合料性能评价[M].北京：人民交通出版社，2011，05.
[4]袁堂涛，孙山.SY4500型热再生设备在高速公路沥青路面养护工程中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2007，4.
[5]刘琳琳.沥青路面就地热再生工艺研究[D].大连：大连理工大学，2005，12.
[6]张敏英.沥青热再生材料及设备的研究[D].西安：长安大学，2005，04.
[责任编辑：丁艳]