豐賀晨

（北京市政路橋建材集團有限公司，北京 100020）

1 研究背景

20世紀80年代以后，公路工程的建設發(fā)展速度也越來越快，與此同時，由于道路的長期使用，造成了很多路面問題，并產生了大量的廢舊瀝青。這些材料不僅難以處理，而且對環(huán)境造成了很大的影響。關于廢舊瀝青混凝土的利用問題日益受到人們的重視。通常，由瀝青混凝土構成的道路壽命是15年。15年之后，就會產生廢舊瀝青混凝土，合理利用廢舊瀝青混凝土殘渣是解決問題的關鍵。從現(xiàn)有資料可以看出，我國年公路總長位居全球第二，發(fā)展速度居全球首位。瀝青混凝土路占全國公路總里程的80%，而每年約有幾百萬噸的廢舊瀝青混凝土。經(jīng)過長時間的開發(fā)，瀝青混凝土的再利用效率可以達到80%，甚至可以達到100%的使用。瀝青混凝土是由石子、砂子、瀝青等混合而成，成本低廉，結構簡單，其能承受一定的壓力。瀝青混凝土路面在施工期間，會發(fā)生以下情況：在汽車的壓力作用、受到日曬、冰凍等惡劣的外界環(huán)境的影響，一段時間之后，瀝青混凝土路面上會出現(xiàn)裂縫、波浪、松散等問題。這些問題影響汽車的行駛速度，嚴重影響人們的日常出行。所以，在一定的時期內，公路必須進行修復，清除原有問題瀝青混凝土進行再填筑。近年來，廢舊瀝青混凝土的量越來越大，單純的處置方法已無法適應社會發(fā)展的需要。因此，迫切需要對廢舊瀝青的回收利用技術進行深入的研究。

2 研究目標

該試驗首先是通過對路面基礎的各種性能指標的計算，來確定設計強度，并由設計強度為基準計算混凝土、砂石等的混合比例，并制訂嚴格的試驗方法，采用適當?shù)脑囼灧椒▽U舊瀝青混凝土作為粗集料進行試驗，多次試驗之后對比得出最好的配比值。其次進行性能校核，看是否滿足對基礎性能的需求。最后，從合理性、經(jīng)濟性、廢物資源化等角度，對其進行可行性分析。

3 理論依據(jù)

為響應建筑廢料的循環(huán)利用號召，世界各地先后制定了一系列的法律和政策法規(guī)，如日本1977年規(guī)定建筑垃圾盡量不排放，建筑垃圾要盡量再循環(huán)利用，對于再循環(huán)利用有困難的應該適當進行處理；荷蘭政府也有望將建筑廢棄材料的再利用率由目前的70%提高到90%，政府也頒布相應的立法，制定了限制廢棄物傾倒處理以及再利用廢棄材料的質量控制制度。我國1995年頒布了《城市固體垃圾處理法》，如今建筑廢舊垃圾的消納方式主要有：拆除—運輸—中轉場地、再運輸—回填、運輸—填埋處理場等。建筑垃圾的資源化利用率低，很多都是沒有經(jīng)過任何處理便被建設單位運走或直接露天堆放，這種方式不僅浪費土地，而且需支付土地費、垃圾清運費等，還會嚴重污染環(huán)境。近年來，我國政府開始重視建筑垃圾的再利用，上海、武漢等地也曾做過一些有益嘗試，但是，國內建筑垃圾的處理還沒有達到產業(yè)化。根據(jù)建筑垃圾及工程垃圾的申報數(shù)據(jù)來看，將原來的集料與強化的砂漿塊從破碎混凝土中分離出來，若原混凝土具有高強度，可將集料與水泥砂漿塊同時粉碎，并將其用作再生集料。當再生集料的代替率小于30%時，其性能不會受到顯著影響。因此，如何改善再生混凝土的力學性能，尚需深入探討。

4 研究過程

4.1 技術參數(shù)

4.1.1 原料構成

由于舊瀝青混凝土路面的使用年限及面層構造的差異，導致了其顆粒大小、顆粒成分的差異。所以，建立一個“再生基礎”的專有等級制度是不現(xiàn)實的。若嚴格要求滿足極配要求，必然要在銑刨材料中加入或除去某些粒徑材料，從而使瀝青混凝土舊路的使用變得毫無意義。再生基層的最大粒徑為40cm，對于超大型的顆粒，必須進行篩選或手工粉碎。推薦以粒料含量為指標，粗骨料在70%～80%時，可將其作為水泥穩(wěn)定粒料的基層材料；20%左右的時候，可以將其作為水泥穩(wěn)定土基層材料。

4.1.2 水泥的加入量

再生基層的強度是指將水泥與細集料黏合在一起，使其具有較高的強度，并將其壓緊，構成基層板體的強度，從而支持和傳遞上部結構和交通負荷。建議使用5%～6%的水泥，以免加入太多引起縮裂。

4.1.3 壓實度、水分含量

由于道路老化情況不同，采用現(xiàn)場材料進行標準擊實試驗是必要的，否則失去標準檢驗的意義。在確定了最大干密度和最優(yōu)含水率后，可以計算出混凝土的摻入量，并檢測施工壓實度和含水度。密實度以98%為宜，施工含水率高于現(xiàn)場實測的2%以上，否則不能達到壓實度的要求。

4.1.4 強度指數(shù)

經(jīng)試驗室測試，其力學性能與普通水泥穩(wěn)定材料基本一致。受氣溫的影響也有一定的差異。兩種廢舊料的強度指標如表1。

表1 廢舊瀝青混合料強度指標匯總

4.2 設計試驗

經(jīng)京哈支線工程試驗段的實施，取得了較好的效果。原有道路是中等交通流量，寬度7m，采用20cm的石灰土基礎和4cm 的細粒瀝青混凝土。改造后的基層采用20cm6%水泥含量穩(wěn)定的廢舊瀝青混合料，表層4cm 的細粒瀝青混凝土。在原有道路上進行了瀝青混合料的室內試驗，結果如表2所示。

表2 試驗道路用水泥（6%）的舊瀝青混合料的試驗結果

由表2的數(shù)據(jù)可知，其強度指標達到了設計要求，可用于普通道路的基礎或底層。

在試驗段施工之前，對原有的路面進行了彎沉測量。對于粉體中存在粒度超過4cm 的粉體，使用18t壓路機進行粉碎，并采用手工篩除未破碎的粉體。首先，用挖掘機開挖路面、基層，深度為24cm。讓土基表層平整、堅固，有規(guī)定路拱。使用18t 三輪壓路機進行3～4 次的碾壓，直到?jīng)]有明顯的輪痕。在道路兩旁的路面上，每10m 左右交叉挖一條排水溝，防止雨天道路的積水。采用支承板法對路基頂表面進行了測試，并對其進行了回彈模量計算。

該工程采用路拌法鋪設基礎，并將物料卸入路槽，首先進行干拌，再進行濕拌。試驗段由鏟車攪拌，對拌和死角進行人工補拌，然后進行二次拌和，以達到更好的效果。在工程實踐中，在最優(yōu)含水的基礎上，增加1%～2%，攪拌好后，馬上用拖拉機整平，并使其達到指定的水平斜率。平整后，立即用8t 的光輪壓路機對整個結構層進行全面的碾壓，直到?jīng)]有明顯的輪痕。碾壓結束后，用草包進行澆灌，封閉道路，禁止各類車輛通過。在養(yǎng)護14d 后，采用承載板方法對基層進行了整體回彈模量測量，對基層頂面進行了計算。試驗結束后，將基層進行清潔，并在第一時間噴上一層黏合瀝青，便于基層與面層結合，接著進行瀝青混凝土的鋪設。在試驗段的頂面和結構層的頂面上，各階段的彎沉量如表3所示。

表3 彎沉測量值（0.01）（平均值）匯總表

5 結果分析

首先，水泥穩(wěn)定舊瀝青混合料用于路面基層，其效益主要表現(xiàn)為降低成本、節(jié)約材料、環(huán)保。采用水泥穩(wěn)定后的舊瀝青混合料，可節(jié)省81900 元/km 的施工費用。同時節(jié)約了大量的石材，對可持續(xù)發(fā)展有著重大的意義。

廢舊瀝青混凝土的回收利用，可有效地協(xié)調環(huán)境發(fā)展中的某些問題，緩解國內集料短缺的問題，對環(huán)境、社會、經(jīng)濟效益都有很大的促進作用。就當前而言，混凝土是人工石材中用量最大的一種，它的原材料在開采和生產中消耗了大量的天然資源，并對自然生態(tài)造成了很大的損害。我國每年都會產生大量的廢舊瀝青混凝土，這是一種既占用了大量的土地，又引起了許多的環(huán)境問題。廢舊瀝青混凝土的回收利用，可以真正地保護長久以來的自然資源與生態(tài)環(huán)境。

其次，中國現(xiàn)有的天然集料產量相對于其他資源匱乏的國家來說不算短缺，但是由于資源的限制，自然集料的生產和開發(fā)將會受到影響。通過對廢舊瀝青混凝土的再利用，可以有效地降低天然集料的開發(fā)，降低了對生態(tài)環(huán)境的損害，有利于國家土地的保護，促進社會的可持續(xù)發(fā)展，促進生態(tài)環(huán)境的和諧穩(wěn)定。

最后，在處理建筑廢棄物時，要考慮到國家的政策和法規(guī)，通常會根據(jù)與垃圾處理場的距離來決定相關的費用，而堆垛的地點和數(shù)量則會對處理成本產生一定的影響。廢舊瀝青混凝土不需要在附近或就地進行處理，可以將其再利用，以減少其在運輸、裝卸等過程中的費用，減少對集料再回收的費用，減少對建筑廢料處理的費用，降低社會負擔。為了鼓勵和增加廢舊瀝青混凝土的經(jīng)濟價值，各國都制定了一系列的優(yōu)惠政策。通過政策、經(jīng)費等方面的支持，促進廢舊瀝青混凝土的開發(fā)和應用，加快和提高廢舊瀝青混凝土的回收。我國瀝青混凝土的生產能力已經(jīng)很高，回收利用大量的廢舊瀝青混凝土可以提高再生集料的利用率。

除此之外，再生基層施工能實現(xiàn)廢棄物的回收利用，具有不產生廢棄物污染，能節(jié)省土方、有更好的強度、道路有更長的使用壽命等優(yōu)點。在大型銑刨機工況下，可推廣使用再生基層，具有很好的前景。與水泥路基層相比，再生基層的技術性能更好，更接近水泥穩(wěn)定粒料基層，可作為底層用于二級以下道路的翻修材料。對再生基層的最終評價指標應該是強度指標。不論哪種基層，顆粒的含量都要符合設計強度的規(guī)定。再生基層在中小車流量和軸載較小的道路上能作為基層運用。在車流量大以及軸開較重的路段上宜采用作為底層。總的來說，廢舊瀝青混凝土的路面再生基層構造是切實可行的。

6 對廢舊瀝青混凝土的應用

瀝青路面的再生利用技術主要有冷熱兩種。熱再生的主要作用是對瀝青進行再黏結，從而達到對瀝青資源的再回收；采用冷熱再生技術將路面材料重新利用，使原有的道路起到骨料作用。根據(jù)混合場地的不同，可將其分為廠拌再生混合料和就地再生混合料。

6.1 廠拌熱再生混合料

廠拌再生混合料要求將磨刨后的廢舊瀝青混凝土運至工廠然后再破碎篩分，根據(jù)原有瀝青的含量和集料的比例加入一定的新的瀝青，進行再混合，以使混合后的瀝青更加符合使用要求。

6.2 就地熱再生混合料

在就地熱再生混合料中，主要采用加熱、翻松、拌和等技術。目前，由于工藝的不同，就地熱再生分為表面、復拌和加輔再生。第一種是指通過加入再生劑，將再生混合料攪拌后壓實；第二種指通過翻松材料，與新的瀝青混合，再壓實；第三種是在復拌生的基礎上加新的瀝青，最后與再生層和新混合料加輔層一并壓實。但這些方法都主要用于淺部輕度問題的路面。

6.3 廠拌冷再生混合料

廠拌冷再生混合料是將回收的瀝青混凝土物料運送至混合料拌和場，在常溫下加入一定比例的新集料，在常溫下進行混合。在高溫環(huán)境下進行瀝青路面材料的再利用。它的基本應用覆蓋范圍涵蓋各種級別的道路。

6.4 就地冷再生混合料

就地冷再生混合料是利用現(xiàn)場冷再生裝置對原有的瀝青進行回收利用。道路的篩分和冷銑加工，加入一定數(shù)量的新骨料。采用溫拌和、碾壓等方法對老瀝青路面進行再利用。就地冷再生技術按不同的材料厚度分為原位低溫再生和全深層低溫再生。其主要應用領域包括一、二、三級公路的瀝青混凝土的回收。在高速公路鋪面工程中，一、二級公路，再生層可充當下面層；在三級道路中，可再生層起到表層作用，而在上層就必須通過砂石封層、微表處等來形成上封層。

7 結語

廢舊瀝青混凝土的處置應遵循“減量化，循環(huán)再生，循環(huán)利用”的原則。廢舊瀝青瀝青混凝土是一種可再生的資源，它的再生集料在建筑過程中會產生反應，并且會產生各種新的“綠色產品”。利用廢舊瀝青混凝土開發(fā)利用，促進城市自然生態(tài)環(huán)境的改善，是促進國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。所以，廢舊瀝青混凝土的再利用不僅能提高環(huán)境、社會效益和經(jīng)濟效益，而且能促進下一代的健康發(fā)展，使得可持續(xù)發(fā)展的資源與環(huán)境得以創(chuàng)建與保護。