丁攀

乌鲁木齐汇聚路面工程有限公司 新疆 乌鲁木齐 830000

我国现阶段实体经济和互联网经济突飞猛进的发展对交通运输行业提出了更高更紧迫的要求，高速公路因而必须进行大规模养护和改建扩建，养护工作任务量较为繁重。截至2021年底，全国公路总里程528.07万公里，我国仅干线公路大中修工程，每年产生沥青路面旧料（RAP）达近2亿吨。针对达到设计使用年限的沥青路面，可以通过回收利用RAP，利用RAP再生技术，使其再次满足路面设计要求，节省大量生产成本，实现可持续发展。RAP通过合理的方式加以回收利用，可节省大量的开采原材料成本，有效避免了材料的浪费和环境污染，已成为我国交通运输行业资源循环再利用发展的大势所趋。

1 RAP对热再生沥青混凝土生产工艺影响范围

1.1 RAP热再生沥青混凝土生产工艺过程

第一，铣刨运输：目前均采用铣刨机械对达到使用年限的沥青路面进行铣刨，形成散块状物料装车运出施工现场；

第二，临时存储：经铣刨运输来的散块状RAP临时存储在堆料场；一般工厂根据自身情况将RAP存储在料棚内（南方地区）或露天场地（北方地区）后进行防尘网覆盖；

第三，预处理加工：工厂根据生产需要，提前一定时间对回收来的RAP集料进行破碎、筛分，并分级存放；

第四，输送加热：工厂根据生产需要，将RAP输送至生产设备，并烘干加热至适合温度，临时存储，根生产需要计量后进行下一步加工；

第五，添加拌和：工厂根据生产配比的不同，将RAP集料与原生集料、新沥青、新填料、添加剂等按一定比例进行均质拌和，获得路用性能达标的再生沥青混凝土。

1.2 RAP热再生沥青混凝土生产工艺涉及系统

结合当前RAP主流生产工艺现状，其生产工艺过程主要涉及以下系统：

第一，RAP铣刨运输系统：包括铣刨机、运输车辆等；

第二，RAP存储系统：即棚仓堆场、露天堆场；

第三，RAP预处理系统：包括破碎设备、筛分设备及必要的输送转运设备；亦包含必要的除尘环保设备；

第四，RAP输送加热系统：包括冷料仓、烘干筒、燃烧器及必要的输送机械，如斗式提升机、皮带输送机等；亦包含必要的除尘环保设备；

第五，RAP添加拌和系统：包括暂存仓、称重计量系统、流道系统、保温系统、搅拌系统和必要的除尘环保设备等。

1.3 RAP对热再生沥青混凝土生产工艺影响范围

结合RAP集料的特殊理化性质和生产工艺特点，RAP对再生沥青混凝土生产工艺影响范围主要有以下几个内容：

一是RAP存储系统：受工厂管理者主观因素影响，采取不同的存储方式（棚仓或露天加盖防尘网）即会造成RAP再次变性（如再结块、雨水造成含水率增加等），影响后续加工环节的效率及产成品的路用性能指标，又会产生不利于环境保护的因子，如有毒有害气体释放（尤其在北方高温天气、棚仓堆放时）、有毒有害液体污染土壤（尤其在南方多雨、露天堆放时）；这就造成了，在RAP集料存储过程中，工厂需要根据当地的气候条件对堆场合理设计及建设。

二是RAP预处理系统：由于RAP集料与原生骨料的理化性质的存在差异性,首先体现在破碎环节,RAP即需要打破因沥青粘附在一起的粗细骨料,又要尽量不破坏RAP原始的级配比例,同时尽量保护粗骨料不被破坏。在筛分环节，由于沥青组分的存在，导致筛分时造成筛网粘附沥青，造成堵塞筛网的情况出现，尤其在筛分RAP细集料的过程中此问题更为突出。同时，由于RAP在破碎筛分过程中存在沥青细粉颗粒的存在，这些沥青细粉颗粒会粘附于袋式除尘器的过滤网布上，造成除尘效率的降低，增加更换过滤网布的频率。

三是RAP输送加热系统：由于RAP集料上的沥青存在，且裹附在RAP上的沥青均经过长期使用，已经老化变性。在RAP输送加热系统，主要控制点在于再次加热环节中，即要考虑RAP骨料的加热温度，又要兼顾其表面裹附里的沥青不发生因加热温度过高造成的二次老化。这就要求RAP加热系统不能像原生骨料那样进行火焰直接加热，同时还要经过试验，确定RAP骨料表面裹附沥青不发生二次老化的合适加热温度（一般比原生骨料加热温度低20-30°C）。与此同时，由于随着RAP温度的升高，RAP骨料表面裹附沥青会挥发出一定的有机烟雾，这些有机烟雾会产生对人体及环境有毒有害的影响，这就需要另外辅助设备对这些有机烟雾进行无害处理。

四是RAP添加拌和系统：主要影响在称重计量和拌和环节。RAP骨料加热再生后，由于温度升高，RAP骨料表面裹附沥青会软化，粘附力增加。在称重计量环节，采用常规计量斗会造成沥青会黏附于计量斗内壁，粘附厚度会随时间的增减不断变厚，影响计量精度，这就需要采取防粘措施；在拌和环节，加热后的RAP骨料在与新骨料和新沥青拌和时，需要增加额外的搅拌时间以抵消粘附力增加造成的不利影响，降低设备的生产效率。同时，需要生产操作人员具备一定的再生沥青混凝土生产经验，即要保证生产成品的质量，又要权衡设备生产效率的最大化。

1.4 RAP对热再生沥青混凝土热再生生产工艺影响现状

再生沥青混凝土热再生生产工艺是目前行业内主流的再生工艺，但由于各区域的RAP组分结构的不同和工厂在RAP再利用过程中的存储、预处理、加热、拌和环节的不规范行为，使RAP再生利用过程中能耗增加、设备维修周期缩短、成品质量问题和全寿命周期较原生成品料段的问题均有存在。

2 RAP预处理技术对热再生沥青混凝土生产工艺影响

2.1 RAP预处理技术工艺原理

目前，对RAP骨料的预处理有以下2种主流生产工艺。

破碎筛分工艺：即采用骨料柔性破碎、高频振筛分级的方式，既不破坏RAP原始级配，又不破坏各级配骨料上的裹附沥青含量，基本保持原始RAP的级配比例。这种预处理工艺获得的RAP骨料中假颗粒组分相对偏高，对产成品的级配有一定的不利影响。

剥离筛分工艺：即采用高速剥离沥青，高频振筛分级，首先将RAP粗骨料外裹附沥青进行剥离，在进行高频筛分，获得较为接近原生的粗骨料和沥青含量较高的细骨料，同时，RAP骨料假颗粒组成较低。但是，在高速剥离过程中，会在一定程度上破坏RAP的骨料级配比例，造成RAP细骨料组分的增加。

2.2 RAP预处理技术对热再生沥青混凝土生产工艺影响因素

RAP预处理工艺的不同，直接关系到后续的输送加热及添加拌和系统的组成，以及RAP掺量的高低和掺加环节。

当采用破碎筛分的预处理工艺时，一般要求工厂预先设定粗细RAP的初始配比（RAP掺量比例40%以下），将RAP粗细料集中混合加热，添加至拌和系统和原生骨料进行均质拌和。

当采用剥离筛分的预处理工艺时，因获得的RAP粗骨料在理化性质上较为接近原生骨料，因此一般工厂根据预先设定粗细RAP的初始配比（RAP掺量比例50%以上），将RAP粗料与原生骨料集中混合加热后进行均质拌和；细骨料不经过加热，按配合比（10%-15%）直接添加至拌和设备，连同RAP粗料与原生骨料一同进行均质拌和。经过验证，这种预处理方式的RAP综合掺量可达到60%-65%及以上。

2.3 热再生沥青混凝土生产工艺RAP预处理工艺的要求

RAP预处理工艺关系到最终RAP循环利用比例高低，结合当前主流的热再生生产工艺，热再生沥青混凝土生产工艺对RAP预处理工艺的要求有以下几个要素：

级配还原比：级配还原率及RAP原始配合比中各骨料组分与处理后个骨料组分的质量比，要求经过预处理后的RAP尽量保持原有的骨料组成比例，最大程度上还原RAP初始的骨料配合比，避免二次破坏骨料造成生产环节成本的浪费。

假颗粒含量：假颗粒即粘接成团的细颗粒骨料未经充分破碎形成的具备一定尺寸和形状的“假骨料”。因未经充分破碎，添加至热再生沥青混凝土的过程中，经过加热二次裂解，从而导致产成品的级配比例的偏差，不利于最终的质量控制。假颗粒含量用结团率衡量，可经由RAP燃烧筛分试验进行测定。这就要求RAP预处理设备能够充分对RAP集料进行破碎，尽量降低RAP结团率，降低假颗粒含量。

沥青相对含量：即预处理后的RAP骨料中沥青质的与骨料的质量比。由于预处理过程中会产生一定的损失和部分组分结构比例的变化，各规格RAP骨料中沥青含量也不同。RAP细骨料中沥青相对含量较高，利用价值高。由于加工中粉状石质部分的产生，会吸附较多的沥青质，这就要求RAP预处理设备尽量降低破碎过程中产生的粉状石质部分，提高沥青相对含量。

3 RAP对热再生沥青混凝土生产工艺影响分析

3.1 RAP对热再生沥青混凝土生产工艺影响范围

由于RAP的特殊理化性质和预处理的方式的不同，其对热再生沥青混凝土生产工艺影响范围也表现在以下几个不同方面：

加热工艺方式：采用破碎筛分预处理工艺获得的RAP集料，其加热温度较原生集料温度低，一般不采用同一个烘干加热系统进行加热，需要配套独立的烘干加热系统，增加家人设备成本投入；当采用剥离筛分的预处理工艺时，因无需对RAP骨料独立加热，不需要配套独立烘干加热系统，加热设备投入不增加[1]。

工艺设备组成：因RAP加热过程中的有毒有害物质的挥发，工艺中要设置无害化处理设备，一般将有毒有害烟气通过引风机及管道引入燃烧器进行二次燃烧，或者另外独立设置UV烟气设备进行单独处理后排放[2]。

配合比的设计：RAP热再生沥青混凝土的配合比设计较原生沥青混凝土复杂，原因在于RAP集料的组分结构不一造成的，不同批次的RAP集料中的沥青相对含量随着取料区域、取料分层的不同而呈现不均匀变化，造成RAP集料沥青相对含量值一致性不强，需要多次分批取样测定，取其较低值作为沥青相对含量指标。

3.2 RAP对热再生沥青混凝土生产工艺要求分析

基于RAP集料特殊的预处理和添加方式, RAP对热再生沥青混凝土生产工艺要求包括以下方面:

输送加热环节：当采用破碎筛分预处理工艺时，RAP集料需独立的加热烘干系统；同时需要根据不同批次的RAP集料进行最佳加热温度的实验验证，之后才能进行批量生产；当采用剥离筛分的预处理工艺时，则不需要进行以上步骤。

尾气处理：需要对其进行无害化处理。当采用剥离筛分的预处理工艺时，需考虑粗骨料残余沥青二次加热的挥发气体对除尘器布袋网布的影响，当除尘器进出气负压差值达到2000kPa以上时，就要对除尘器网布进行检查更换，保持网布的通透性能。

配合比设计：在进行RAP热再生沥青混凝土配合比设计时，不仅需要对RAP集料沥青相对含量精准测定，以确定油石比；同时，以往的沥青路面经过多年的使用,使得沥青老化程度比较严重,与新沥青相比，针入度与延度明显下降,年度和软化点显著提高，故需要对RAP集料沥青进行抽提，测定其沥青的的老化程度，并根据测定数据，通过试验确定添加适量再生剂，包括软化剂和活化剂，改善RAP沥青的沥青质的延度和粘度指标，提升RAP集料拌和和易性和摊铺性能[3]。

3.3 RAP对热再生沥青混凝土生产工艺影响控制方法分析

RAP集料的回收和再利用技术，是我国交通道路绿色节能发展之路上的重要技术手段,为逐步提高再利用比例和成品质量，在RAP集料用于热再生沥青混凝土生产时，工厂需要采用不同的控制方法，具体体现在以下几个方面：

根据工厂所在地的气象条件和投资情况，选择合理的RAP集料存储方式，以降低高温、雨雪天气对RAP集料的不利影响。

选择合适的预处理方式。改扩建的工厂，需根据现有拌合设备特点和改造难易程度，合理选择采用破碎筛分预处理工艺还是剥离筛分的预处理工艺。

选择合适的再生拌合设备：新建的工厂，需综合考虑投资额度、RAP集料来源方式（铣刨还是开挖方式）、预处理方式、用能用电等情况，综合选择热再生拌合设备，以提高RAP集料的综合利用率和降低生产成本。

检测检测：要求检测人员应能精准的测定RAP集料的沥青相对含量和残余沥青老化程度，以便确定最优油石比和再生剂用量。

生产拌和：通过生产，生产操作人员根据实验检测数据，确定使RAP集料均质得最佳拌和时间，已达到生产效能和成品质量的最佳均衡。

尾气处理及排放：要求加热拌合设备具备完善的尾气处理设备，以降低RAP集料再生利用过程中对周围环境的不利影响。

4 结语

RAP热再生沥青混凝土技术的发展和应用，很好的切合了《交通运输部关于引发绿色交通“十四五“发展规划的通知》的要求，即时国家战略发展的需求，也是构建绿色环保的工业体系不可或缺的一部分，更是企业技能降耗、提升效益的有效途径。采用科学的配比能提高旧沥青混凝土的路用性能是使用寿命,同时也有助于提高经济效益和控制成本。RAP集料合理高效的利用再次提升行业发展的技术水平，成为企业降低材料成本和能源成本的有效手段。