“全国市政行业市政工程科学技术奖”获奖项目展示--厂拌冷再生施工技术优化研究
“厂拌冷再生施工技术优化研究”项目于2011年1月立项，2011年12月完成,2011年12月通过了西安市市政公用局组织的项目成果鉴定。该项目研究由西安市市政设施管理局完成。该研究项目成果获2013年度“全国市政行业市政工程科学技术奖”二等奖，其成果主要应用于城市市政道路养护维修工程中废旧沥青路面材料的重复再生利用。
废旧沥青混合料破碎系统
项目研究技术原理
该项目的总体技术方案为：通过对旧路面回收料的研究，将沥青路面RAP（旧路面回收料）作为一个整体，从混合料再生机理及微观结构的角度出发，通过适当的方法，使沥青路面RAP不仅充分发挥本身所具备物理性能，同时使再生后的再生混合料达到新的路面结构层对混合料的要求。通过该项目研究，找到一个针对不同道路RAP进行性能评价的方法，以便进行项目级别的精细化设计，并根据西安地区实际情况设计开发出能够依据混合料设计成果进行合格生产的冷再生设备以及控制旧料结团情况的破碎筛分设备，以冷拌方法将其实现并应用。在此基础上，制定了相应的冷再生生产施工工艺以及质量控制手段，通过实验路段的实施，验证上述全套施工工艺优化的科学性。
CRS-300型厂拌冷再生混合料生产设备
关键技术及创新点
该项目的关键技术及主要创新点如下。
1）在混合料设计方法研究方面，本项目的创新点为：
（1）提出了评价沥青道路回收旧料结团（结块、块状物）状况的细度模数比指标（FMR）。
（2）提出了基于细度模数比指标的冷再生混合料成套设计方法。
上述2个创新点已经过教育部科技查新工作站进行查新，检索到的国内文献中除本项目组成员参与撰写的论文外，未见采用细度模数比指标进行冷再生研究的文献报道，查新报告编号为201236000G010028。
2）再生设备的研究方面，根据厂拌冷再生工程工艺的要求，研究并开发了既可生产厂拌乳化沥青冷再生混合料，又可生产厂拌水泥冷再生混合料的CRS-300型厂拌冷再生混合料生产设备并成功对该设备申请了国家实用新型专利（专利号：ZL 2010 2 056120.2）。
3）旧料破碎设备方面，研究并开发了废旧沥青混合料破碎系统。申请了国家实用新型专利（专利号：ZL 2008 2 0028218.8）。
厂拌乳化沥青冷再生混合料摊铺作业现场
与国内外同类技术的比较
国际上目前没有统一的冷再生设计方法，国内没有形成成熟的系统理论。在影响再生路面性能的最基本的旧路面材料性能的结构状态（如不同旧料的结团情况等）等方面尚未见研究报道和国家规范要求。该项目从原材料、设计方法、破碎设备开发、混合料生产设备开发、施工工艺等方面对厂拌冷再生施工技术进行系统性优化研究，其技术特点如下。
1）厂拌冷再生混合料设计方面。混合料设计方法研究时，对旧料的结团状况及其对冷再生沥青混合料性能的影响进行了研究和评价，提出了评价旧料结团状况的细度模数比指标（FMR）以及采用细度模数比对旧料进行评价时的级配分段分析法。同时，该项目结合北美普遍采用的设计流程进行创新，将细度模数比级配分段结团控制方法引入，形成一种更为可靠的、科学、可行的配合比设计方法。经过配合比设计及试验路段的铺筑，相关实验数据证实了细度模数比级配区段分段分析法这一旧料结团控制方法的理论科学性和实用性。
2）再生设备研发方面，其技术的独特性体现如下。
（1）基于上述结团控制方法的理论指导性和西安市当地道路回收旧料的地区特性，本项目研究并开发了废旧沥青混合料破碎系统，该设备已申请了国家实用新型专利（专利号：ZL 2008 2 0028218.8）。与现有的相关技术相比，该实用新型具有工艺先进、生产效率高、碎料均匀、结构合理、操作方便、资金投入小等优点。应用该破碎系统设备，可在保证旧道路材料成份不变的情况下最大幅度的提高对旧料的回收和利用，同时破碎后旧料的结团状况得到了很好的控制，提升了冷再生混合料的品质。
（2）研发了CRS-300型厂拌冷再生混合料生产设备。改设备申请了国家实用新型专利（专利号：ZL 2010 2 056120.2）。该设备既能生产厂拌乳化沥青冷再生混合料，又能生产厂拌水泥冷再生混合料，可满足路面再生所需的柔性再生混合料和道路基层所需的半刚性再生混合料的多重需要，有利于全面推广厂拌冷再生技术，另外，设备计量准确、可靠性高，通过试验路段的铺筑，验证了CRS-300型厂拌冷再生混合料生产设备的设计科学性与可行性。
项目应用成果与效益
西安市政设施管理局在西安市城市道路新建与维修工程项目中，对该项目的厂拌冷再生技术成果进行了大力推广，获得了巨大的经济及社会效益。
经济效益情况 截止目前，西安市政在西延路、东二环、长乐路、西二环、西三环、大庆路、丰庆路、劳动路、土门、三桥、子午大道、雁塔路、长安路、长胜街、文景路、北二环、太华路、方正街、渭北新区等道路路段的市政道路修建与养护中应用厂拌水泥冷再生的工程量总量为5.34万t，在学院路、长乐路等道路路段的市政道路修建与养护中应用厂拌乳化沥青冷再生混合料8500t，以25cm基层计算，约10.8万m2。与采用传统技术与材料相比较，应用厂拌冷再生技术累计节约材料费约195万元，节约投资总比例约30%。
社会效益情况 该项目应用的社会效益主要体现在以下几方面。
1）减少建筑垃圾处置。在已应用的5.34万t厂拌水泥冷再生混合料中，按照本项目的配合比设计，旧料使用量为70%，即5.34×70%=3.74万t，8500t厂拌水泥冷再生混合料全部使用旧料，共计消纳建筑垃圾量4.59万t。以石料堆积密度1.5为例，共消纳建筑垃圾量为3.06万m3。消纳垃圾比例约为74.2%，消纳垃圾效率显著。
2）减少填埋占地。按弃填旧料平均5m计算，使用的废料可减少填埋占地将近6120㎡,约9.2亩。
3）减少开山取石。以乳化沥青冷再生旧料用量100%，乳化沥青用量3.5%，水泥冷再生旧料用量70%，水泥用量6%为例计算，可减少的开山取石量约为18300m3。 （ 西安市市政设施管理局 供稿）
注：本文刊载于《市政技术》2015年第5期，第1、2页。