李從軍

（中交西安筑路機(jī)械有限公司，陜西 西安 710200）

改革開(kāi)放40年中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛史，也是中國(guó)公路建設(shè)爆發(fā)式增長(zhǎng)的發(fā)展史，全國(guó)范圍在“要想富先修路”政策的引導(dǎo)下，工程規(guī)模越做越大，工程質(zhì)量越做越高，工程技術(shù)越做越先進(jìn)。到2019年末，中國(guó)公路總里程已達(dá)484.65萬(wàn)km，其中高速公路達(dá)14.26萬(wàn)km，國(guó)道、省道超過(guò)73.5萬(wàn)km，縣鄉(xiāng)以下公路超過(guò)400萬(wàn)km。而對(duì)于瀝青路面的設(shè)計(jì)使用年限，一般沿用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是高速公路的使用年限15年、 二級(jí)公路12年、三級(jí)公路10年、四級(jí)公路8年。目前，新建與改擴(kuò)建已經(jīng)形成了龐大的筑路市場(chǎng)規(guī)模，筑路事業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，人地相爭(zhēng)、開(kāi)礦取石等也為自然環(huán)境保護(hù)造成了巨大的壓力。在國(guó)家實(shí)施保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的大背景下，筑路事業(yè)如何在既能取得長(zhǎng)足發(fā)展、為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展保駕護(hù)航的前提下，踐行保護(hù)綠水青山就是保護(hù)金山銀山，發(fā)展公路修筑材料的再回收循環(huán)利用顯得尤為重要。

施工企業(yè)的發(fā)展也逐漸從粗放型管理向精益管理轉(zhuǎn)變，通過(guò)精細(xì)化管理，不斷提高施工技術(shù)和工藝研究，不斷挖掘成本潛力。在企業(yè)生存發(fā)展的新階段，公路瀝青修筑材料的再回收循環(huán)利用技術(shù)發(fā)展情況也必然成為公路施工企業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)之一。

以2020年以后中國(guó)公路總里程將達(dá)到500萬(wàn)km為標(biāo)志，已建成的在運(yùn)營(yíng)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)、翻建、改擴(kuò)建的規(guī)模和公路增量建設(shè)規(guī)模相比，已經(jīng)處于市場(chǎng)主體地位。而在舊有公路的瀝青面層翻新重鋪施工中，銑刨出的廢舊路面材料的合理利用與無(wú)害化處理已經(jīng)成為每一個(gè)公路施工企業(yè)必須面對(duì)的重大課題。中交西安筑路機(jī)械有限公司通過(guò)旗下路面工程分公司的大量施工實(shí)踐，對(duì)瀝青拌合設(shè)備和施工工藝不斷進(jìn)行改良、試驗(yàn)研究，針對(duì)不同設(shè)計(jì)要求的舊路面瀝青材料回收再利用中質(zhì)量把控的難點(diǎn)和目前很多施工企業(yè)在進(jìn)行回收再利用施工中出現(xiàn)的失誤，提出了系統(tǒng)解決問(wèn)題的思路。

1 瀝青路面回收材料再利用的現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施和循環(huán)經(jīng)濟(jì)概念從提出到全面推廣也就短短的20多年。在筑機(jī)行業(yè)，中交西安筑路機(jī)械有限公司早在20世紀(jì)90年代以交通部引進(jìn)吸收德國(guó)邊寧荷夫?yàn)r青攪拌站技術(shù)為契機(jī)，就開(kāi)始了舊瀝青路面材料的回收利用工藝及裝備研究。公司調(diào)研考察了西歐和美國(guó)就地冷再生的施工工藝與裝備，針對(duì)舊路銑刨、瀝青、添加劑等新材料添加、就地拌合、鋪筑碾壓等聯(lián)合作業(yè)的“銑刨再生攤鋪列車(chē)”概念性施工工藝和設(shè)備進(jìn)行了跟蹤引進(jìn)和開(kāi)發(fā)等工作。但因?yàn)閲?guó)內(nèi)道路的特殊性和再生施工后路面質(zhì)量等級(jí)降低等問(wèn)題，該工藝沒(méi)有大面積推廣，只有零星的幾條道路采取了此工藝。但該工藝進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)卻打開(kāi)了國(guó)內(nèi)瀝青路面回收材料再利用研究的大門(mén)，就地冷再生、場(chǎng)拌熱再生、泡沫瀝青、改性瀝青、各種添加劑層出不窮，中國(guó)瀝青路面再生循環(huán)利用研究得到迅速發(fā)展。

十八大以后，國(guó)家把環(huán)境保護(hù)提升到戰(zhàn)略高度，“綠水青山就是金山銀山”的提出，終結(jié)了路面筑路材料取之不盡、用之不竭的神話，筑路地材價(jià)格普遍快速上漲。雖然增加了筑路成本，但客觀上卻起到了倒逼舊路面回收材料再利用的作用。所以，最近5年也是中國(guó)路面材料回收再利用技術(shù)應(yīng)用加速推廣的5年。

總體而言，我國(guó)瀝青路面材料回收利用的實(shí)踐走過(guò)了3個(gè)階段：

第1階段，以就地冷再生工藝的試應(yīng)用階段為代表。這個(gè)階段的特點(diǎn)是不加區(qū)分的全部利用了舊路面銑刨材料，雖然也嘗試了添加新瀝青和新集料，但施工結(jié)果存在的普遍問(wèn)題是再生路面達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。原因有3個(gè)方面：（1）原有老舊路面本身施工質(zhì)量不佳，材料控制不嚴(yán)格。例如早期瀝青公路普遍使用了回收粉，當(dāng)時(shí)的采石場(chǎng)普遍質(zhì)量意識(shí)淡漠，對(duì)表土清理不干凈，造成早期路面材料中含泥量控制不達(dá)標(biāo)，這樣的舊路面材料用做再生路面的質(zhì)量指標(biāo)根本難以保證。（2）就地銑刨材料把原有路面的下面層、中面層、磨耗層等不同功能的混合料層拌合在一起。這種類(lèi)似于不分規(guī)格的通料，不管是添加新瀝青還是增加新骨料，都無(wú)法有效地控制其變化，使路面的混合料級(jí)配不可控，路面的孔隙率、承載力都不可控，所以導(dǎo)致路面使用等級(jí)達(dá)不到原有標(biāo)準(zhǔn)。（3）就地冷再生設(shè)備本身集合了銑刨、添加、拌和、鋪壓等工序，施工組織中各設(shè)備配合銜接難度較大，對(duì)設(shè)備穩(wěn)定性要求也同樣很高，施工局限較大。

第2階段，為了保證新筑路面質(zhì)量不降低，隨著再生料場(chǎng)拌設(shè)備和工藝的不斷優(yōu)化，回收材料添加比例從15%逐步提高到了30%，甚至更高。這個(gè)階段最鮮明的特征就是開(kāi)始不同程度地對(duì)回收路面材料進(jìn)行篩分或分類(lèi)，通過(guò)控制回收料添加比率來(lái)保證新鋪筑路面質(zhì)量。理論界也對(duì)回收的路面材料再利用有了進(jìn)一步的細(xì)分研究。例如重慶交大郭小宏教授經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研以及與中交西筑公司等單位的長(zhǎng)期交流，逐步完善了路面材料回收再利用的細(xì)節(jié)管理理論，分層銑刨，分類(lèi)分倉(cāng)存放，篩分后分類(lèi)存放，新舊料再按試驗(yàn)比例添加使用的方法，舊料新用，從理論上仍然堅(jiān)持沿襲新材料配合比的控制方法和理論。雖然提高了管理要求，但確實(shí)解決了回收材料再利用中的可控性問(wèn)題。長(zhǎng)安大學(xué)焦生杰教授、劉洪海教授長(zhǎng)期研究瀝青攪拌設(shè)備和瀝青攤鋪工藝，對(duì)未來(lái)筑機(jī)機(jī)械的發(fā)展提出了智能辨識(shí)、智能操控、更利于實(shí)現(xiàn)材料粒徑、溫度均勻分布控制的原理，將來(lái)回收材料的添加率可能達(dá)到60%或80%。正是基于中國(guó)公路瀝青路面的回收再利用技術(shù)已經(jīng)取得的長(zhǎng)足進(jìn)步，交通部新版本的JTGT5521-2019《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》，已經(jīng)于2019年11月1日正式執(zhí)行，JTGF41-2008版本同時(shí)廢止。

第3階段，以近年來(lái)路面回收材料多途徑被利用為特征。

第1個(gè)途徑是從高等級(jí)路面上回收的銑刨材料降級(jí)使用到較低等級(jí)的道路上。部分高速路在改擴(kuò)建中，設(shè)計(jì)階段已經(jīng)考慮到了回收的銑刨瀝青面層材料應(yīng)用問(wèn)題，將其場(chǎng)地?zé)嵩偕笥糜阡佒忝裆a(chǎn)路，百分之百得到了利用。

第2個(gè)途徑是將回收材料經(jīng)過(guò)篩分按配比添加到新材料中，用于鋪筑各個(gè)等級(jí)的公路瀝青路面，并且隨著技術(shù)、工藝、設(shè)備的不斷改進(jìn)，回收材料參配率也在不斷提高。西筑、鐵拓、瑪連尼等裝備公司的再生設(shè)備都在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中不斷改進(jìn)。隨著回收料使用比例的提高和新材料添加比例的減少，2016年以后，西筑為克服回收料加熱后粘性大、側(cè)向輸入拌缸不暢的問(wèn)題，已經(jīng)將主樓設(shè)計(jì)為再生的回收料系統(tǒng)，側(cè)樓為新料添加系統(tǒng)，有效解決了設(shè)備工藝上的瓶頸，促進(jìn)了路面材料的回收利用，使工作效率得到提升。

第3個(gè)途徑是針對(duì)瀝青路面的不同功能區(qū)塊，采取不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行利用施工。例如2018年動(dòng)工的京哈高速改擴(kuò)建工程，設(shè)計(jì)方案中就將舊路銑刨料用于鋪筑應(yīng)急停車(chē)帶的中粒式泡沫瀝青冷再生柔性基層，采用了發(fā)泡瀝青場(chǎng)地冷攪拌工藝，以不低于150°的瀝青，發(fā)泡加注2.8%的水，瀝青體積膨脹8～10倍，形成體積半衰期12s以上的發(fā)泡瀝青進(jìn)行冷拌和。經(jīng)檢測(cè)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，拌合成品料含水率控制在5.1%時(shí)，取芯效果最好?；厥詹牧蠀⒂帽嚷蔬_(dá)到了82.2%。其中回收材料篩分為0～9.5、9.5～33.5兩檔，具體級(jí)配見(jiàn)表1。

表1 回收材料的具體級(jí)配

伴隨國(guó)內(nèi)道路大規(guī)模建設(shè)成長(zhǎng)起來(lái)的眾多施工單位、設(shè)備制造單位和老牌的各科研院所在新工藝新設(shè)備研究方面不斷創(chuàng)新，不斷深化，使得路面回收材料再利用的方法和途徑得到了全面拓展。同時(shí)，市場(chǎng)主體的多元化也使得從改擴(kuò)建項(xiàng)目單一應(yīng)用向回收材料市場(chǎng)化流轉(zhuǎn)，回收材料被多數(shù)固定瀝青拌合站所回收利用，每噸回收價(jià)格在20～60元不等。他們通過(guò)對(duì)回收瀝青路面材料的篩分、精細(xì)化利用，結(jié)合面對(duì)的市場(chǎng)服務(wù)對(duì)象不同，將適量參比、滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混凝土推廣應(yīng)用到了市政道路、縣村道等路面上，既有效利用了回收路面材料，又有效降低了新石場(chǎng)的采挖需求，減輕了環(huán)境壓力。

2 瀝青路面回收材料循環(huán)利用的精細(xì)化管理、系統(tǒng)性解決方案及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值

瀝青路面回收材料再利用的主流趨勢(shì)是最大程度地利用舊路面回收材料，減少?gòu)U舊料污染環(huán)境同步減少路面材料的新增需求量，實(shí)現(xiàn)路面材料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。在碎石集料、機(jī)制砂等地材生產(chǎn)、石油瀝青各類(lèi)化工添加劑、筑路施工工藝管理等全要素、全過(guò)程都要不斷加大認(rèn)知程度，通過(guò)精細(xì)化、科學(xué)化的方法措施，提供系統(tǒng)性的工藝解決方案和系統(tǒng)性的質(zhì)量管理、組織管理。

按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，可以從一個(gè)循環(huán)的開(kāi)始來(lái)解析瀝青路面材料循環(huán)再利用的過(guò)程和其帶來(lái)的綜合社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

方案（1）：對(duì)于病害到一定程度的舊瀝青路面翻新重修，要基于原有路面材料本身無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，基于水害、路基塌陷、車(chē)轍、磨耗層損壞等不同原因，結(jié)合計(jì)劃利用的方式途徑不同，確定不同的銑刨方案。比如降級(jí)使用到村道的，就可以將可利用瀝青層厚度1次銑刨，回收材料場(chǎng)拌再生后直接利用，再生材料鋪筑的村道每噸材料直接成本在100元以下，降低材料成本60%以上，6m寬6cm厚村道材料成本僅8萬(wàn)余元/km。

方案（2）：對(duì)于計(jì)劃利用到新建較高等級(jí)公路上的瀝青面層回收材料，則需要分層銑刨，然后分類(lèi)篩分，得出不同的材質(zhì)、粒徑規(guī)格的材料，在試驗(yàn)檢測(cè)的基礎(chǔ)上確定回收利用時(shí)各類(lèi)面層的級(jí)配和添加比例，舊料中的骨料重復(fù)利用，瀝青等膠凝材料通過(guò)添加改性劑等恢復(fù)其物理性能指標(biāo)，在新路面中予以利用。每重復(fù)利用1t回收料，在不計(jì)運(yùn)費(fèi)，粗集料100元/t、瀝青3000元/t的情況下，減去加工費(fèi)可節(jié)約新路面材料費(fèi)約200元。按照全國(guó)每年500萬(wàn)km縣鄉(xiāng)以上道路，保守估算每平均15年重修一次計(jì)，每年重修路面30萬(wàn)km以上，按照道寬10.5m、均厚0.12m估算，每年循環(huán)利用瀝青路面約9億t，按照200元/t成本差價(jià)計(jì)算，節(jié)約材料費(fèi)用1800億元?？梢?jiàn)，循環(huán)利用避免污染的同時(shí)，節(jié)約的廢舊瀝青筑路材料處置費(fèi)也相當(dāng)可觀。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，推動(dòng)瀝青路面材料的循環(huán)利用是符合我國(guó)發(fā)展環(huán)保經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)性發(fā)展的重要內(nèi)容、在確保瀝青路面建設(shè)質(zhì)量的前提下，不僅能保護(hù)自然環(huán)境，有效降低礦山開(kāi)采需求，同時(shí)也能夠減少?gòu)U棄物排放堆積，變廢為寶節(jié)約工程成本。因此，從新建路面的設(shè)計(jì)施工階段就應(yīng)充分考慮將來(lái)路面材料循環(huán)再利用的客觀要求，并采取積極地措施為將來(lái)的路面材料回收循環(huán)利用創(chuàng)造條件。在現(xiàn)有路面改造或重修設(shè)計(jì)中，也應(yīng)充分考慮舊路面材料的再利用方案。總之，隨著現(xiàn)階段理論研究及施工技術(shù)工藝、施工設(shè)備的不斷改進(jìn)，我國(guó)已經(jīng)初步具備了系統(tǒng)性的推進(jìn)瀝青路面材料循環(huán)利用的技術(shù)和設(shè)備基礎(chǔ)，這種循環(huán)利用技術(shù)的全面應(yīng)用和推廣必將促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的更好發(fā)展。