沥青路面再生技术经济性分析

时间:2022-07-13 01:48:59

沥青路面再生技术经济性分析

摘要:本文首先介绍了沥青路面再生技术的概念,然后概述了沥青路面再生技术的分类,最后分析了沥青路面再生技术应用的经济效益。

关键词:沥青路面;再生技术;经济效益

中图分类号:TU535 文献标识码: A

随着交通运输负荷的增加,一些路面出现变形、车辙、磨损、裂纹等损伤,对于这样一些路况老化、恶化严重的路面进行维修改造迫在眉睫。如果用传统的方法将大量翻挖、铣刨的沥青混合料废弃,一方面造成环境污染,另一方面对于我国这种优质沥青较为匮乏的国家来说是一种资源的极大浪费,而且大量剔除的废旧路面材料如何处置也成为越来越突出的问题。针对以上问题,根据国家可持续发展的战略方针,沥青路面再生技术的研究、推广与应用被提上重要的议事日程,成为高等级公路建设的一个新热点。

1沥青路面再生技术的概念

沥青路面再生技术,是将需要翻修的旧沥青路面,经翻挖、回收、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌合,获得满足一定路用性能的再生沥青混合料,并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。

通过路面再生,不仅可以使其重新满足路用性能要求、节约大量材料资源和资金、降低工程造价,也可以避免废弃材料对环境的污染、实现行业循环经济、促进生态环境保护,是实施“节约型社会”战略措施的具体实践,有着非常显著的社会效益和经济效益。

2沥青路面再生技术的分类

在路面大修工程中,常用的再生方案有:现场冷再生、厂拌冷再生、现场热再生和厂拌热再生等。每种再生技术各有特点,各适合于不同状况的路面。在再生利用前,对路面状况进行详细的调查分析,选择最佳的再生方案,以实现效益最优。

2.1就地热再生

沥青路面就地热再生技术也称表面热再生技术,是利用一整套的沥青路面热再生机组对旧沥青路面进行加热、软化、耙松后收集到机组的卧式连续搅拌机上,添加新骨料,补充新沥青(或再生剂),经拌和后倾倒于机组的摊铺器上,然后进行摊铺、捣实、熨平,再用压路机压实,最终实现旧路的就地再生翻新的一项技术。

2.2 厂拌热再生

沥青路面厂拌热再生是将回收沥青路面材料(RAP)运至沥青拌和厂(站),经破碎、筛分,以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂(必要时)等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术。

2.3 就地冷再生

沥青路面就地冷再生技术,是指采用专用的就地冷再生设备,对沥青路面进行现场冷铣刨、破碎和筛分(必要时),然后根据筛分结果和混合料的配合比设计,掺入一定数量的新集料、再生结合料和水,经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术。

2.4 厂拌冷再生

沥青路面厂拌冷再生,是将回收沥青路面材料(RAP)运至拌和厂,经破碎、筛分,以一定的比例与新集料、再生结合料、活性填料(水泥、石灰)、水进行常温拌和,常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术。

3沥青路面再生技术应用的经济效益分析

3.1厂拌热再生技术的经济效益分析

RAP(旧沥青混合料)材料的成本核算:RAP材料可通过对旧沥青面层铣刨后运输至拌和场获取,按现行铣刨2~3 cm油面层价格为2~3元(包括铣刨、运输)计算,每吨RAP材料的生产成本为40.8(100/2.45)元。现以热再生沥青混合料中掺加30%RAP材料的AC-20型再生沥青混合料为基础进行分析,结合当地材料单价对生产每千t普通沥青混凝土和厂拌热再生沥青混凝土进行经济比较,见表1:从表中结果可见,生产每千t热再生沥青混凝土混合料(30%RAP材料),可节约59 413元,每吨节约费用59.41元;按目前沥青混凝土成品价格1 000元/m3计算,可节省生产成本14.56%。

厂拌沥青热再生主要用于路面下面层,现行新改建道路沥青路面下面层多为6 cm厚,按每年的道路维修面积计算,将节约工程投资上亿元。

3.2水泥就地冷再生的经济效益分析

研究成果显示,利用旧路面4~5cm沥青面层与老路基层进行就地冷再生,其抗裂性能大大提高,各项技术指标均能满足规范和设计要求,工程质量稳定。其价格为:添加3cm骨料31元/m2,不添加骨料29元/m2;按目前市场材料平均价格,常规20 cm厚水稳基层单价为39元/m2,再加上老路病害处理费用,老路改建水稳基层单价约为41元/m2。

采用水泥就地冷再生技术实施路面基层每m2节约11元(再生价格按平均30元/ m2)。若某省每年需要维修的沥青道路,铣刨部分沥青面层作为厂拌沥青热再的RAP材料(146万t),剩余面层(剩余261万t,按该省国省道面积2 722万m2计算,平均厚为4 cm,满足就地冷再生需求)与基层均进行就地冷再生(高速公路除外),将节约工程投资27 220 000×11=2.99亿元。

3.3全深式厂拌冷再生的经济效益分析

全深式厂拌冷再生是将旧沥青路面RAP材料掺入基层混合料中,以充分利用原有道路筑路材料,并提高基层的抗裂性能,其经济性主要体现在对原材料的节省和水泥剂量的减少上。根据研究成果,全深式厂拌冷再生混合料中水泥含量一般为3%,20cm厚冷再生水稳基层中可掺入约5cm厚旧路面层材料,即25%RAP材料,每1 000 m2厂拌冷再生基层(20 cm厚)中可掺入110 t RAP材料。RAP材料可通过机械挖除运送至拌和站内破碎获取,每吨成本约15元。现以20cm厚厂拌冷再生水稳碎石掺入25%RAP材料为基础进行分析,结合当地材料单价对生产每1 000 m2普通水稳碎石与厂拌冷再生水稳碎石进行经济比较,见表2从表中结果可见,每生产1 000 m2(20 cm厚)厂拌冷再生水稳碎石(25% RAP

材 料),可节约7 222元;按目前普通水稳碎石39元/ m2计算,掺入RAP材料(25%)可节省生产成本18.51%。折算成RAP材料用于厂拌冷再生水稳碎石直接经济效益,即每使用1 t RAP材料可节约费用72 22/110 =65.65元。若全省每年407万t RAP材料除146万t(33 060 000×0.06×2.45×30%=146万吨)用于厂拌热再生,其余部分261万t均用于厂拌冷再生,将节约工程投资2 610 000×65.65=1.71亿元。

3.4再生技术组合的经济效益分析

沥青路面再生技术研究已取得显著的成果。适合于某省的再生技术方案主要有:厂拌热再生、就地冷再生、厂拌冷再生,如何进行再生技术方案组合,使其在全省范围内产生最大化的经济效益应进行分析。

从以上各再生技术方案的经济效益分析可见,厂拌热再生只利用全省407万t RAP材料中的146万t,可减少2.89亿元工程投资,经济效益最为显著,因此,在全省范围内应尽可能多地利用RAP材料进行厂拌热再生;水泥就地冷再生技术每年可减少工程投资2.99亿元,经济效益明显,同时减少大量的石料开采、节省资源,社会效益显著,亦应在全省范围内大力推广。此2种再生技术方案组合,每年将节约工程投资5.88亿元。对于不适合采用就地冷再生技术的道路,应利用旧路面的RAP材料进行厂拌冷再生,即使按最不利的经济效益考虑,热再生后剩余的RAP材料全部进行厂拌冷再生,每年仍可减少工程投资1.71亿元,与厂拌热再生技术进行组合,每年亦将节约工程投资4.60亿元。

综上所述,全省沥青路面道路维修面层采用厂拌热再生技术,基层采用就地冷再生或厂拌冷再生,每年将节约工程投资4.60~5.88亿元。

3.5资源节约效益

截止2013年底,某省共有沥青混凝土路面6 511 km(其中高速公路2 779 km),沥青碎石及沥青灌入式路面34 087 km,路面宽21 m、12 m、9 m、7 m、6 m不等,面层厚度主要为18 cm、7 cm、5 cm。按照沥青路面使用寿命10年计算,每年需要维修的道路占总里程的10%,共4 060 km。按高速公路路面宽21 m、国省干线沥青混凝土路面宽9 m、沥青碎石及沥青灌入式路面宽7 m计算,每年需维修的道路面积达3 306万m2。

传统的道路维修方法为揭除面层后加铺基层和面层,按高速公路上面层厚4 cm、沥青混凝土厚7 cm、沥青碎石厚5 cm计算,每年将产生旧沥青混合料废料407万t(沥青路面取2.45 t/ m2);加铺一层20 cm基层需混合料1 296万t(除高速公路外的加铺面积为2 722万m2,水稳基层取2.38 t/ m2),新加铺面层和基层,每年需开采石料1 703万t。按添加30% RAP料,RAP料油石比4%计算,每年可节约沥青4.7万t。

4结语

沥青路面再生技术在公路中的应用研究分析显示,沥青路面再生技术综合应用,每年可为该省公路养护维修节约工程投资4.58~5.86亿元,减少废料排放400万t、石料开采1 700万t。这样既可大大降低工程成本,节约工程投资,又可完全利用原有筑路材料,避免环境污染,减少资源开采和生态破坏,具有显著的经济效益和社会效益。沥青路面再生技术的应用,是公路人建设资源节约型、环境友好型公路的真实体现,符合我国公路建设和谐发展、绿色发展和可持续发展的建设新理念,具有广泛的实用价值和广阔的应用前景。

参考文献

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