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1、可持续的沥青路面大中修方案可持续的沥青路面大中修方案可持续的沥青路面大中修方案可持续的沥青路面大中修方案黄文元黄文元黄文元黄文元 美德维实伟克上海产品应用中心美德维实伟克上海产品应用中心美德维实伟克上海产品应用中心美德维实伟克上海产品应用中心大背景?18亿亩耕地红线没有妥协余地。?生态和景观保护越来越没有商量余地。?资源消耗型模式没有发展余地。小背景?从东向西，我国路网工程由建设为主体转 为维护为主体?高等级道路年大中修里程达到3.5万公里，?标高限制，不能单方面加厚结构。破损结 构需去处，每年相应产生旧料3500万m3。 废弃堆放将占地1.5万亩以上。?全部采用新料将消耗更多的新料。主要大中
2、修病害类型?单纯性面层损坏：水损坏、车辙?结构相关性损坏（分不同阶段）常用面层修复方案常用面层修复方案问题?直接罩面：易于实施，但增加标高较多、 未处置病害，无法避免病害反射。?局部铣刨罩面：保持标高，但病害修复不 彻底，病害反射较快。?重修：标高保持、病害彻除，成本高，废 弃料量大。?均未利用旧料。技术进展?越来越不倾向于不处理直接罩面?局部铣刨罩面现场热再生：处理5cm以内 病害，全部利用旧料，只用于养护?重修厂拌热再生：控制级配，可以再生任 意厚度热再生技术存在问题?现场热再生：能耗较大、二次老化严重、 级配控制难、再生深度仅达表面层。?厂拌热再生：仍然存在二次老化，出料温 度要求高，旧
3、料比例很难突破25%。面层 基层裂缝 半刚性基层 土基面层 基层裂缝 半刚性基层 土基反射裂缝反射裂缝结构损坏类病害发展结构损坏类病害发展结构重建的困局?产生数量巨大的旧料需要弃置；?修复性重建远较新建困难，实施成本也相 应更高昂。?分段实施组织难度大，实施周期长，对交 通干扰大。可持续路面大中修方案的目标?最大限度利用旧路面材料，最少地使用新 料?以最佳方式利用各种类型的旧路面材料?最大限度减少对完好状态的永久性结构物 （桥涵）调整要求?考虑再次大中修的便利性可持续大中修支撑性技术?高旧料利用率的面层再生技术（温再生）?密实型超薄磨耗层技术?柔性化沥青混合料旧料冷再生技术温拌基本定义温拌基本
4、定义?温拌混合料应用于路面面层各层，满足现行沥青温拌混合料应用于路面面层各层，满足现行沥青 路面施工技术规范面层技术要求。路面施工技术规范面层技术要求。?采用热拌全套设备和工艺流程施工，所有工艺操采用热拌全套设备和工艺流程施工，所有工艺操 作温度比热拌显著下降（作温度比热拌显著下降（ 3060 3060 ）。）。?革命性的新工艺技术，非新材料技术。革命性的新工艺技术，非新材料技术。EvothermEvotherm温拌技术的特点温拌技术的特点?添加剂残留少（添加剂残留少（0.40.4- -0.7%0.7% ），配合比设计），配合比设计 结果与热拌逼近，对现有热拌体系改变结果与热拌逼近，对现有热拌
5、体系改变 少。少。?采用表面活性剂类添加剂，起到类似抗剥采用表面活性剂类添加剂，起到类似抗剥 落剂作用。抗车辙能力较热拌有所提高。落剂作用。抗车辙能力较热拌有所提高。?配方工艺作用：拌和、裹覆、施工工作性配方工艺作用：拌和、裹覆、施工工作性 增强。增强。Evotherm温拌技术的工程价值?烟气排放呈数量级减少?更低温度下具有较好的施工工作性?运输和摊铺过程中更慢的降温速率，更长 运距、更长施工季节?工艺过程老化显著减轻?粘附力和高温稳定性改善温拌的应用方向温拌的应用方向?超薄层沥青混合料磨耗层（通用方向）超薄层沥青混合料磨耗层（通用方向）?人口密集城区罩面人口密集城区罩面?长大隧道沥青面层的施
6、工与大修长大隧道沥青面层的施工与大修?高海拔山区和交通不便地区高海拔山区和交通不便地区?延长施工季节延长施工季节?再生料大比例用于沥青面层（通用方向）再生料大比例用于沥青面层（通用方向）?高粘度胶结料降温施工（橡胶沥青）高粘度胶结料降温施工（橡胶沥青）温拌温拌/ /热拌碾压温度曲线热拌碾压温度曲线3579115060708090100110120130140150160170180温度温度%现场空隙率现场空隙率HMAEvotherm热拌 气温 = 16CEVOTHERM at Tair= 7CNCAT 测试环道 温拌 PG 67-22 密实型超薄罩面密实型超薄罩面?温拌超薄层施工温度比热拌下降
7、后，摊铺面温度温拌超薄层施工温度比热拌下降后，摊铺面温度 下降速度显著减缓，为压实等操作赢得了时间，下降速度显著减缓，为压实等操作赢得了时间， 密实型超薄层规模化应用成为可能。密实型超薄层规模化应用成为可能。?温拌超薄层施工接缝更加容易，易于分幅摊铺，温拌超薄层施工接缝更加容易，易于分幅摊铺， 保障超薄面层的有效实施。保障超薄面层的有效实施。?运输过程中和超薄摊铺面的温度离析明显减轻。运输过程中和超薄摊铺面的温度离析明显减轻。?厚度方向的集料离析减轻，摊铺面耐久性和稳定厚度方向的集料离析减轻，摊铺面耐久性和稳定 性提高。性提高。?老化减轻，磨耗层寿命延长。老化减轻，磨耗层寿命延长。上海上海A4
8、A4和高架项目和高架项目, , 20072007年年9 92007/5 上海逸仙路高架上海逸仙路高架2007/11 都汶公路都汶公路2.5cm UTAC10 mm, 辉绿岩，辉绿岩，60C软化点改性沥青软化点改性沥青A4摊铺温度摊铺温度100C, 高架高架 120 C同济大学同济大学/上海场道公司上海场道公司2.5cmUTAC10玄武岩74C软化点改性沥青施工气温11C，风力5级摊铺温度120-130C09年项目年项目上海南北高架上海南北高架河北青银高速河北青银高速较低的工作温度 意味着沥青老化减少020406080100120140原沥青回收沥青原沥青回收沥青2年以后回收年以后回收热拌 Ev
9、othermPenetration (dmm)厂拌温再生厂拌温再生?温拌技术要求旧料加热温度低甚至不加温拌技术要求旧料加热温度低甚至不加 热，旧胶结料的老化减轻。热，旧胶结料的老化减轻。 新沥青老化也新沥青老化也 明显减轻，拌合过程中同样与旧沥青充分明显减轻，拌合过程中同样与旧沥青充分 结合，从性能上允许采用更高比例旧料。结合，从性能上允许采用更高比例旧料。?温拌再生拌合温度低，在同样的新料加热温拌再生拌合温度低，在同样的新料加热 条件下，再生料的添加比例可以得到显著条件下，再生料的添加比例可以得到显著 的增加，突破厂拌热再生旧料利用比例的的增加，突破厂拌热再生旧料利用比例的 瓶颈，降低再生面
10、层成本。瓶颈，降低再生面层成本。?市政旧料集中处置势在必行，温再生提高市政旧料集中处置势在必行，温再生提高 旧料比例意义重大。旧料比例意义重大。CASE STUDIES: MISSOURI Interstate 44 HIGH-RAP WMA Data presented by Dale Williams, MO DOT Matls Eng, at MS&T 51stAsphalt Conference, Dec. 9-10, 08CASE STUDIES: MISSOURI Interstate 44 HIGH-RAP WMA Data presented by Dale Williams,
11、 MO DOT Matls Eng, at MS&T 51stAsphalt Conference, Dec. 9-10, 08温再生试验 西安市政乳化沥青冷再生技术体系?旧路的检测与评价?基层的检测和处置?旧料的获取方法与技术要求?旧料的评价与级配?符合施工工作性和强度要求的乳化沥青配方?再生混合料的配比设计?再生拌和楼的技术要求（包括成本）?再生层的施工方法和质量控制?罩面层的设计建议混合料设计旧料分级/分析和试配乳化沥青配方?旋转压实成型?马歇尔稳定度（5.6kN ）?残留稳定度（60%）?劈裂强度比（75%）?劈裂强度（0.3MPa）?空隙率（711%）差强 度 问 题裹覆和工作性配合
12、比调整工 作 性 问 题OK粘 聚 力 问 题 空隙率/强度OK性能验证OK设计完成江西昌九高速改造强度形成重型轮胎压路机完成最终压实、收面重型轮胎压路机完成最终压实、收面养生养生34天，获得完整芯样后，方可通工程车 或实施上面层次的摊铺天，获得完整芯样后，方可通工程车 或实施上面层次的摊铺乳化沥青配方决定强度的形成速度乳化沥青配方决定强度的形成速度粘聚力乳化裹附型再生的外观乳化再生乳化沥青3.5%AC13 沥青5.0%裹附型再生的强度后效最大限度利用旧料，最少采用新料?半刚性基层再生除了水泥，全部采用现场 或场地破碎旧料?沥青旧料再生旧料利用率排行榜：乳化再 生(100%)泡沫再生(85%)
13、厂拌温再生 (50%)厂拌热再生(20%)，推荐乳化沥青再 生+厂拌温再生的组合?只在快速道路采用超薄磨耗层方案。最佳方式利用旧料?材料再生后最大限度接近原有特性?半刚性基层用水泥再生，重新成为半刚性 基层?沥青混合料旧料采用与热拌沥青混合料拌 和原理最接近的裹附型的乳化沥青再生以 及温再生，再生后仍然为柔性材料对原有结构物标高的尊重?最少引入新料。?采用柔性的乳化沥青再生材料，替代下面 层?采用温再生材料，替代上面层或中面层?抗滑表层采用超薄层?基层再生调整基层厚度来最大限度减少对 路面标高的影响考虑再次大中修的必要性?采用乳化再生和温再生，再生材料均最大 限度地保留了原有材料的特性，胶结料
14、、 胶结料附着方式和级配均不发生重大变化 。利于循环利用。?水泥再生半刚性基层材料，硬化后形成水 泥石，可以反复循环利用。可持续大中修方案示例（公路）新路面结构 2cm超薄层 4-5cm温再生 乳化沥青再生 层9cm再生半刚性基 层（厚度调整 适应标高）处理方案3cm铣刨 面层其他部分厂拌或 现场乳化沥青再生基层现场水泥再生老路面结构4cm 上面层6cm 下面层20-40cm基 层可持续大中修方案示例（高速）新路面结构 2cm超薄层 6-7cm温再生乳化沥青再生 层13cm再生半刚性基 层（厚度调整 适应标高）处理方案4cm铣刨 面层其他部分厂拌或 现场乳化沥青再生基层现场水泥再生老路面结构4cm 上面层 5cm 中面层6cm 下面层30-60cm基 层MWVMWV上海产品应用中心上海产品应用中心试验室面积试验室面积1000m2试验室技术人员试验室技术人员11人，沥青组人，沥青组7人人其中，博士其中，博士2人，高工人，高工2人，硕士人，硕士4人人THANKSTHANKS！黄文元黄文元 博士后博士后 技术经理技术经理 手机：手机：1330181705913301817059 邮件：邮件：
