沥青路面再生技术2

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1、 沥青路面再生技术 再生技术发展概况 分类和适用性分析 再生混合料设计 国内应用情况和实例 将旧沥青路面进行翻挖 回收 破碎 筛分 等方法处理 与再生剂 新沥青材料 新集料等按一定比 例重新拌和成混合料 重新铺筑于路面 沥青路面再生的概念 国外概况 发达国家早在上个世纪初就开始研究沥青路 面的再生技术 但真正的规模应用开始于上个世纪70年代 目前 沥青路面再生利用技术已经成为发达 欧美国家公路建设与维修养护的最常用技术 普及程度高 技术成熟 美国 在上个世纪80年代末 再生沥青 混合料的用量就已占到全部沥青混合料的 50 以上 旧路面材料的再生利用率超过80 技术标准齐全 日本 1981年发布

2、了 再生沥青铺装技 术指针 等技术标准 旧沥青路面的再生利 用率超过80 国外概况 德国 是最早将再生料应用于高速 公路路面维修的国家 早在1978年就实现 了废弃沥青材料的全部回收利用 芬兰 几乎所有的城镇都组织旧路面 材料的收集和储存工作 过去再生料主要 用于低等级公路的路面和基层 近几年已 应用于重交通道路 国外概况 前苏联 对沥青路面再生技术研究 也比较早 1966年起先后出版了 沥青混 凝土废料再生利用技术 旧沥青混凝 土再生混合料技术准则 等规范 提出了 适于各种条件下路面再生利用的方法 国外概况 最近 欧洲沥青路面协会EAPA在互 联网上公布 其成员国的废旧沥青路面材料 已100

3、 通过再生方式得以重复利用 国外概况 上个世纪80年代 我国在不同程度上开 展过旧沥青材料的再生技术研究 再生料一 般只用于轻交通道路 道路的垫层或非机动 车道等 1991年 建设部发布了 热拌再生沥青混 合料路面施工及验收规程 交通部在 公路沥青路面养护规范 中 提到了部分再生技术 国内概况 从上个世纪80年代后期 伴随着高等级 公路的大规模建设 人们的主要精力放在 了新建公路上 路面再生技术的研究基本 处于停滞状态 近几年 伴随着我国公路建设的快速发 展和大量高等级公路沥青路面需要进行翻 修和重建 旧沥青路面材料的再生利用问 题重新得到重视和广泛关注 国内概况 国内概况 随着使用期的延长

4、我国的高等级公 路大量进入维修期 维修养护 翻修重建 的任务越来越重 国内概况 公路建设和路面维修 重建 升级 改造的任务将交织在一起 建设为主 发展阶段 建养并举 发展阶段 国内概况 按照每10年左右翻修一次 路面平均宽度 22m 翻修厚度10cm计算 8 5万km的全国高 速公路网平均每年将产生接近5000万吨的旧沥 青混合料 国内概况 因此我们必须大力推广路面再生应用 技术 充分发挥旧路面材料的 剩余价值 促进旧路面材料的循环利用 保护生 态环境 减少资源浪费 国内概况 近年来 为适应建设资源节约型 环境友 好型社会的要求 全国各地铺筑了面积不 等的再生工程 2008年4月交通部发布了

5、公路沥青路面 再生技术规范 并于7月1日实施 国内概况 厂拌热再生 就地热再生 厂拌冷再生 就地冷再生 全深再生 路面再生的分类 厂拌热再生 获得回收混合料 冷铣刨法 挖掘与破碎法 破碎及贮存 拌和 摊铺 碾压 工艺流程 厂拌热再生施工 厂拌热再生 可以重复使用旧沥青路面材料 具有较高的经济性 可修复路面的绝大多数破坏如松散 泛油 推挤 磨 光 车辙 裂缝等 再生混合料有HMA混合料相同的路用性能 可以用 于沥青路面的表层 运输 摊铺和碾压设备及施工工艺与传统的热拌沥青 混合料基本相同 只需要对现有的拌和设备作较小的 改动 优 点 厂拌热再生 回收的沥青混合料 RAP 用量较少 一般为 混合料

6、总量的10 30 连续式拌和楼RAP最 高用量可以超过50 混合料生产效率低 工期长 施工对交通的干扰较大 运输费用较高 出料温度略低 再生混合料比热拌混合料硬 可供碾压的时间略有减少 缺 点 厂拌热再生 可用于处理表面缺陷 变形 荷载与非荷载引起的 开裂以及养护补丁 RAP可在拌和楼与其它材料混合 以获得合适的混 合料 配合比设计 施工质量控制 质量保证都比较成熟 便于推广应用 中国目前使用的拌和楼需要进行改造才可使用 生产率较低 适用性分析 就地热再生施工工序 表面再生 只添加再生剂 充分拌和松散的 再生混合料 然后摊铺压实 复拌再生 翻松后的材料与新沥青混合料在 复拌机中拌和均匀 然后摊

7、铺压实 重铺再生 在表面再生或复拌再生的基础上 再铺设一层新沥青混合料加铺层 最后再 生层与新混合料加铺层一起同时碾压 就地热再生 分 类 机组加热旧路面 就地热再生施工 旧路铣刨翻松 就地热再生施工 新料添加 就地热再生施工 复拌加热 就地热再生施工 收料 就地热再生施工 摊铺碾压 就地热再生施工 工序少 工期短 节约运输成本 降低工程造价 能保证路面的高程和桥梁的净空 就地热再生 优 点 只能处理表层病害 要求有大的工作平面 污染环境 就地热再生 缺 点 就地热再生 仅限于路面有足够承载能力时使用 适合对表面25mm 50mm的路面进行再生 不适合老路有明显基层破坏 不规则的频繁修补 沥青

8、面层至少应有75mm厚 过薄的沥青面层容易使 基层被翻松齿轮产生的横向剪切应力撕开 打散 施工气温应大于15 且路表面应没有积水 适用性分析 厂拌冷再生再生现场工艺流程 厂拌冷再生现场铣刨 厂拌冷再生拌和 厂拌冷再生的摊铺 可用于修复面层和基层的病害 不改变路面几何特性 生产率高 RAP材料用量大 节约能源 减少空气污染 厂拌冷再生 优 点 主要用做基层或底基层 需要加铺一定 厚度的罩面层 再生混合料强度的形成需要较长的时间 工对交通的干扰较大 运输费用较高 厂拌冷再生 缺 点 可用于修复面层和基层的病害 可处治横向裂缝 车辙 坑洞 表面不规则 破坏等 需要考虑沥青与旧料的配伍性 可用于下面层

9、 基层或底基层 厂拌冷再生 适用性分析 现场冷再生再生现场工艺流程 沥青层就地冷再生施工流程 Mix in place Recycling 就地冷再生施工 水泥 新集料的撒布 就地冷再生施工 再生 就地冷再生施工 收料 就地冷再生施工 摊铺 就地冷再生施工 碾压 就地冷再生施工 再生后的路面 就地冷再生施工 沥青层就地冷再生施工 沥青层就地冷再生施工 比较彻底地解决各种路面病害 如纵横缝 坑洞 车辙 不规则裂缝 旧料利用率高 节约运输成本 降低工程造价 节约能源 减少了烟尘 废气对环境的污染 减少沥青路面的反射裂缝 延长路面的使用寿命 提高行车舒适性 现场冷再生 优 点 质量控制和质量保证不可

10、靠 施工气候条件要求高 需要相对温暖 干燥的施工 条件 再生后的路面水稳定性差 需加铺热拌沥青混凝土罩面层 再生后的路面通常需经过一段时间的养护 现场冷再生 缺 点 可用于处治表面层以下的沥青层车辙 荷载引起的 块裂 温度开裂以及养护补丁 对交通的影响较小 适用于交通量大 封闭时间不 能过长的路段 需要一定的养护期 然后再摊铺上面的结构层 可用于下面层 基层或底基层 现场冷再生 适用性分析 一种特殊的冷再生技术 将全部的沥青面层和设定厚度的下卧层进行再 生处理 形成稳定基层 全深再生 概 念 全深式就地再生示意图 全深就地式再生 化学稳定 水泥 石灰 粉煤灰 沥青稳定 乳化沥青 泡沫沥青 全深

11、式就地再生施 工 可以消除龟裂 横向 纵向以及反射裂缝 提高路面行驶质量 可以提高路面的抗冻能力 节约材料和能源 消除粉尘 烟尘 避免材 料废弃 工艺环保 工程造价低 全深再生 优 点 施工气候条件要求高 再生后的路面水稳定性差 需加铺热拌沥青 混凝土罩面层 再生后的路面通常需经过一段时间的养护 没有成熟的经验 全深再生 缺 点 一般用于病害严重的 二 三级公路沥青路面 的翻修 升级改建 再 生材料可用于沥青路面 的基层及轻交通量道路 的下面层 适用性 再生种类适用病害形式可再生结构层再生料可应用结构层 厂拌热再生 表面缺陷 变形 荷载与非荷 载引起的开裂以及养护补丁 沥青面层沥青面层 现场热

12、再生有足够承载力路面的表层病害表面层表面层 厂拌冷再生 横向裂缝 车辙 坑洞 表面不规则破坏 沥青面层 基 层 下面层或基层 现场冷再生 表面层以下的沥青层车辙 荷载引起的块裂 温度开裂以及养护补丁 沥青面层 基 层 下面层或基层 全深再生 深度车辙 荷载型裂缝 温度开裂 反射裂缝和坑洞 面层 基层 底基层 基层 几种再生方法对比分析 上次课关键知识点回顾 沥青路面再生技术分类 限制厂拌热再生旧料掺量的主要影响因素 就地热再生典型的优缺点 再生混合料设计 搅拌 新添沥 青或再 生剂 老化沥青 RAP 回收集料 新添集料 再生沥青混合料 再生混合料设计示意图 再生混合料设计步骤 原路面调查与分析

13、 原材料检测与评价 混合料设计 原路面调查与分析 沥青路面再生工程实施前 应对原 路面历史信息 原路面技术状况 交通量 工程经济等方面的内容进 行调查和综合分析 为再生设计提 供依据 1 调查与分析主要内容 1 原路面历史信息调查与分析 2 原路面状况调查与评价 3 交通量调查 4 技术经济性分析 原路面调查与分析 2 RAP取样 1 方法一 现场取样 2 方法二 拌和场料堆取样 原材料检测与评价 1 乳化沥青 厂拌冷再生 慢裂型 就地冷再生 中裂或慢裂型 原材料检测与评价 试验项目单位质量要求试验方法 破乳速度慢裂或中裂T 0658 粒子电荷阳离子 T 0653 筛上残留物 1 18mm筛

14、不大于 0 1T 0652 粘度 恩格拉粘度计法E252 30T 0622 25 赛波特粘度Vss7 100T 0621 蒸发残留物残留分含量 不小于 62T 0651 溶解度 不小于 97 5T 0607 针入度 25 0 1mm50 300T 0604 延度 15 不小于cm40T 0605 与粗集料的粘附性 裹附面积 不小于2 3T 0654 与粗 细粒式集料拌和试验均匀T 0659 常温贮存稳定性 1d 不大于 5d 不大于 1 5 T 0655 不同集料 RAP化学活性差异较 大 与不同乳化沥青的配伍性也 有较大差别 必须进行有针对性 的材料选择和配方设计 2 集料 RAP 原材料检

15、测与评价 3 泡沫沥青 原材料检测与评价 项目技术要求 膨胀率 不小于10 半衰期 s 不小于8 泡沫沥青技术要求 4 再生剂 再生剂的作用 溶解与分散沥青质 原材料检测与评价 检验项目RA 1RA 5RA 25RA 75RA 250RA 500 试验 方法 60 粘度 cSt 50 175 176 90 0 901 4500 4501 12500 12501 37500 37501 60000 T0619 闪点 220 220 220 220 220 220T0663 饱和分含 量 30 30 30 30 30 30T0618 芳香分含 量 实测记 录 实测记 录 实测记 录 实测记 录 实

16、测记 录 实测记 录 T0618 薄膜烘箱 前后粘度 比 3 3 3 3 3 3T0619 薄膜烘箱 后质量变 化 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 T0609 或 T0610 15 密度 实测记 录 实测记 录 实测记 录 实测记 录 实测记 录 实测记 录 T0603 1 厂拌热再生混合料设计 其本质与热拌混合料一致 指 标 性能要求与热拌混合料相同 但是由于增加了RAP 再生剂等变 量 变得更加复杂 混合料设计 设计步骤 确定工程设计级配范围 确定RAP特性 确定RAP掺配比例 确定各新集料级配 矿料级配设计 确定目标沥青标号 选择新沥青和再生剂 确定再生沥青目标标号 再生剂量 马歇尔方法确定最佳新沥青用量 根据新沥青用量与新集料用量的比确定新混合料的 油石比 2 就地热再生混合料设计 就地 厂拌 RAP 新材料 新材料 RAP 混合料设计 设计步骤 RAP材料取样与分析 确定工程设计级配范围 矿料级配设计 确定再生沥青目标标号 再生剂量 马歇尔方法确定最佳新沥青用量 根据新沥青用量与新集料用量的 比确定新混合料的油石比 3 沥青类冷再生混合料设计 目前 全球范围内