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高速公路改扩建工程中的旧路材料再生利用技术经济探析

程仁泽
  
科创媒体号
2025年8期
河南交投交通建设集团有限公司 471000

摘要:伴随我国交通事业蓬勃发展与可持续发展战略深入推进,高速公路改扩建工程不断涌现。本研究聚焦旧路材料再生利用这一关键环节,深入剖析各类再生技术原理、工艺流程,从直接成本、全寿命周期成本、环境效益与社会效益多维度深度探究价值内涵,并针对现存技术瓶颈、规范缺失及市场推广阻碍提出破局之策,旨在为高速公路改扩建的绿色、高效实践提供坚实理论与实践支撑。

关键词:高速公路;改扩建工程;旧路材料再生利用

高速公路作为国家交通网络主动脉,历经多年高强度运营,诸多路段面临交通拥堵、路面病害频发等困境,改扩建工程势在必行。在此进程中,旧路材料处置关乎资源循环、环境保护与工程效益全局。传统废弃处理模式弊端尽显,而旧路材料再生利用技术恰似绿色发展“金钥匙”,依循循环经济理念,激活旧料潜能,在工程质量提升、生态守护等诸多领域成效斐然,对构建可持续交通基础设施意义深远。

一、旧路材料再生利用核心技术体系深度剖析

(一)沥青路面再生技术

1.热再生工艺细分与原理阐释

一是就地热再生:依托高能效红外线辐射加热、热风循环等先进加热技术,精准且迅速提升旧路面温度,促使沥青软化、集料松散。二是厂拌热再生:旧料转运至专业工厂,先进大型烘干筒以精确控温曲线加热,搭配高精度电子配料秤按精细设计掺配新料,强制式双卧轴搅拌机施以高强度、长时间拌合,保障再生混合料级配高度精准、沥青裹覆均匀。相较就地热再生,其能深挖旧料利用潜能,处理深层病害、灵活适配复杂多变的路面结构层级配设计,再生料用于各结构层皆性能好,耐久性突出。

2.冷再生技术特色与内在机制

一是水泥稳定冷再生:以水泥充当主稳定剂,依据旧料颗粒级配特性精准添加适量水泥浆,常温下多轴强制搅拌机施展强大拌合扭力,使水泥水化产物充分填充孔隙、强力粘结颗粒,逐步构建高承载基层结构。二是乳化沥青冷再生:乳化沥青凭借独特双亲分子结构,常温下迅速裹覆旧料表面,破乳后沥青粘结力渐进释放,协同适量细集料、活性矿粉优化级配,铺筑后形成柔性渐变缓冲结构,有效吸纳行车动荷载,尤其适用于中轻交通道路下面层或应力吸收层,延缓反射裂缝向上扩展。

(二)水泥混凝土路面再生技术

1.破碎再生技术实施路径

一是碎石化技术:综合运用重锤冲击破碎、共振破碎等多元手段,将旧水泥板破碎成“裂而不碎、嵌锁紧密”碎块格局。二是板块破除再生:针对破损严重、结构性病害集中板块,精准切割移除后,经颚式破碎机、圆锥破碎机等多级破碎为适配底基层的集料。通过智能监控系统精准调控破碎设备关键参数,精细调控集料规格,确保基层压实度与排水性达最优平衡。

2.再生混凝土创新应用探索

一是结构混凝土再生:对废弃混凝土施以精细破碎、多级筛分去杂、高压水射流强化清洗流程,运用正交试验、响应面优化等方法精细调配配合比,适量掺加矿物掺合料激发潜在活性,成功配制出高强、耐久再生混凝土。二是功能性再生混凝土:大胆引入微膨胀剂、纤维等功能性改性材料,赋予再生混凝土神奇“特异功能”,如遇微裂缝自动愈合、大幅增强韧性抗冲击,巧妙用于伸缩缝、抗滑表层等特殊部位,深度拓展旧料高附加值应用边界。

二、技术经济综合评价多维度深度挖掘

(一)直接经济成本精细核算

一是材料成本解构洞察方面:聚焦厂拌热再生范例,当旧料替代新集料占比达30%时,每立方米混合料可节省集料采购成本80元、沥青成本30元,依工程规模指数级放大,累积效益蔚为壮观。二是施工成本拆解探秘方面:就地热再生凭借高效集成工艺,大幅削减铣刨、摊铺设备进场频次,人工成本顺势降低20%;冷再生借免加热特性,设备租赁、燃料费节约30%,工期显著缩短同步带动综合管理成本缩减。

(二)全寿命周期成本系统分析

一是建设成本优化谋略方面:再生技术虽前期设备购置、技术引进等一次性投入略高,但长期材料成本减负、施工效率红利摊薄后,全周期建设成本相较新建模式低10%—20%,资金投入规划更趋合理稳健。二是运营维护成本展望前瞻方面:再生路面得益于结构优化、病害延缓特质,养护频次与强度阶梯式削减,如热再生路面预防性养护周期延长2—3年,全寿命维修成本降幅超30%,后期运维压力骤减。

(三)环境与社会效益精准度量

一是生态足迹削减功绩方面:再生利用举措相当于规避每年千万吨级集料开采引发的生态浩劫,冷再生技术更是助力减少二氧化碳排放一半以上,为生态保护立下汗马功劳。二是社会福祉增进善举:施工提速显著缓解交通拥堵,物流成本、公众出行耗时应声而降;旧料产业“变废为宝”,废弃资源华丽转身赋能区域可持续发展,社会效益满溢。

三、现存挑战与应对策略深度探寻

(一)技术规范桎梏与完善方向指引

一是现行标准缺漏洞察:部分再生技术检测指标严重滞后,以冷再生混合料为例,长期性能评价方法近乎空白,难精准预判耐久性,制约工程质量把控。二是改进举措规划:产学研用深度协同,积极引入微观结构分析、加速老化模拟等前沿手段,动态更新规范,接轨国际先进标准,全方位细化材料设计、施工验收流程。

(二)设备效能局限与升级路径规划

一是装备短板剖析:老旧再生设备普遍存在加热不均、拌合低效、智能化程度低等沉疴,面对复杂旧料工况束手无策。二是突破策略拟定:深度融合物联网、大数据、人工智能技术,研发智能温控、自适应配料高端设备,借助远程监控、实时数据分析优化工艺参数,大幅提升再生精准度与稳定性。

(三)市场接纳困境与破局思路探寻

一方面是信任壁垒剖析:业主、设计单位受传统观念禁锢,过度担忧再生质量风险,市场推广举步维艰。另一方面是破冰行动部署:强化第三方权威检测认证,搭建质量追溯区块链体系,用标杆示范工程“实力代言”,高频举办技术论坛、实地观摩活动,打消顾虑,激发市场内生动力。

高速公路改扩建旧路材料再生利用技术已稳健踏出发展征程,虽前路坎坷,但伴随规范革新、装备升级、理念转变,必将在未来交通基建浪潮中勇立潮头、领航前行。未来,跨学科深度融合催生超级再生材料、智能建造平台赋能精准管控、多元主体协同构建产业生态闭环,有望重塑高速公路绿色发展新版图,为全球交通可持续事业贡献力量。

[参考文献]

[1] 徐法政,刘永利,席长友.旧路面热再生沥青混合料综合性能研究[J]. 山东交通学院学报,2013,21(2).

[2]邹晓宏.石安高速公路现场热再生沥青混合料的设计与施工[J]. 内蒙古公路与运输,2012,4.

[3]李刚, 郭艳玲. 高速公路改扩建新旧路基差异沉降影响因素分析[J]. 公路交通科技, 2021,38(07).

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