沥青路面冷再生工艺技术的研究

河北工业大学硕士学位论文沥青路面冷再生工艺技术的研究姓名：贾淑俊申请学位级别：硕士专业：建筑与土木工程指导教师：窦远明;郎光昌20070901河北工业大学工程硕士学位论文i沥青路面冷再生工艺技术的研究摘要随着人们对环保、社会效益的关注及技术的进步，沥青路面再生利用技术愈来愈受到人们的关注，近年来，我国沥青路面维修养护量不断增加，高速公路的改建工程也不断增加，对沥青路面旧料实用再生技术进行深入系统的研究就尤为必要。山西省108国道繁峙-原平段二级公路改建工程沥青路面就地冷再生工艺的应用，在我省内尚属首例，取得了成功的经验，满意的社会效益和经济效益。运城至风陵渡高速公路改建工程在我省也率先将冷再生技术应用于高速公路的改建工程中，缩短了工期，节约了成本，对高速公路的交通影响减到最小，对保证高速公路的畅通具有重要的政治经济意义。本文通过对山西省公路沥青路面冷再生技术的应用研究，总结了沥青路面冷再生工艺的施工机械、施工工艺、施工质量控制。阐述了沥青路面就地冷再生工艺具有施工简便快速、充分利用旧路面层材料、保护环境、质量可靠、路面标高提高少、不中断交通施工、经济效益好等优点，旨在在我国的公路改扩建及养护维修工程中应用冷再生技术起到参考和推动作用。关键词：沥青路面，冷再生技术沥青路面冷再生工艺技术的研究iiRESEARCHONASPHALTPAVEMENTCOLDREUTILIZATIONWORKMANSHIPTECHNOLOGYABSTRACTAlongwiththepeople’sconcernonenvironmentprotectionandthedevelopmentofthetechnology,asphaltpavementregenerationapplicationtechnologyhasbeenpaidmoreandmoreattention.Intherecentyears,thequantityofasphaltpavementmaintenanceandrepairinChinahasgraduallyincreased.Thereconstructionofhighwayhasalsoincreased.Itbecomesseriouslyimportanttodeepensystematicresearchaboutthereutilizationtechnologyoftheexistingmaterialsofasphaltpavement.AsphaltpavementcoldreutilizationworkmanshiphadbeenappliedfortheNationalNo.108TrunkRoadFanshi-YuanpingClassIIRoadReconstructionWorksinShanxiprovince.Itisthefirstcaseinthisprovince.Ithadbroughtaboutthesuccessfulexperience,satisfactorysocialandeconomicalbenefits.ThecoldreutilizationtechnologyhadalsobeenappliedfortheYuncheng-FenglinduExpresswayReconstructionWorksintheProvince.Itshortenedconstructiontimeandsavedcost.Ithadminimizedaffectontheexpresswaytraffic.Itisgreatlyeconomicalandpoliticalsignificanttoassurethattheexpresswayisfreeopentotraffic.Thisessay,throughresearchabouttheasphaltpavementcoalreutilizationtechnologyapplicationintheShanxiprovince,summariesconstructionmachinery,constructionworkmanship,constructionqualitycontroloftheasphaltpavementcoalreutilizationworkmanship.Ithighlightsthattheasphaltpavementin-situcoldreutilizationworkmanshiphasmanyadvantagessuchassimpleandfastconstruction,thebestuseofexistingpavementmaterials,environmentprotection,reliablequality,verylittleriseoftheoriginalpavement,unnecessaryforclosureofhighwaytraffic,goodeconomicalbenefits,etc.Thepurposeistoprovidereferenceforcoldreutilizationtechnologyapplicationandpushitforwardintheroadreconstructionprojectandroadmaintenanceandrepairworks.keywords：asphaltpavement,coldreutilizationtechnology河北工业大学工程硕士学位论文1第一章绪论§1-1沥青路面冷再生技术问题的研究背景近年来，我国公路事业蓬勃发展，给国民经济和人民群众生活带来巨大变化，但随着交通量不断增长、轴载明显增加，给沥青路面带来明显的损坏特别是早期破坏。我国八、九十年代修建的许多高等级路面在巨大应力的作用下不堪重负，出现车辙、表面骨料不足及裂缝等病害。我国的公路基础设施已由以建设为主，转为建设，养护并重，公路的养护技术和养护管理已经得到了人们越来越多的重视。在我国已建成的高级和次高级路面中，沥青路面的数量占有很大的比重。按照这些沥青路面需要翻新，这其中大量是采用铣刨旧面层，然后加铺新面层的措施。预计旧沥青路面材料废弃量将达到每年200多万吨。对于这些被铣刨下来的材料（RAP），如果仅仅采用抛弃这种简单的处理方式，不仅会占用大量的土地、而且还会造成周边环境的污染，就材料本身而言，也是一种极大的资源浪费。采用再生技术，使得旧路面的材料得到重新利用，是一项符合可持续发展规律的有效措施，也是摆在研究人员、工程技术人员面前的一个实际的问题。随着公路建设投资多元化体制的不断深入，公路建设受市场经济制约的特点越来越突出，对公路建设投资效益的要求也越来越高，为了使有限的资金能够发挥最大的效能，新技术、新材料和新工艺逐渐受到建设单位和工程技术人员的重视，也越来越多的应用于公路工程建设中。再生技术由于其快速、经济、环保、节约资源的优点而得到广泛的利用，给公路行业的发展创造了一条快速、节约的途径。旧沥青混合料的再生利用技术属于道路维修的范畴，其分类很多：按照旧料再生方式的不同可以分为热再生和冷再生；按照旧料再生形成路面层位的不同可以分为再生面层和再生基层或底基层；按照再生地点的不同可以分为现场再生和厂拌再生等。厂拌冷再生把旧沥青路面的面层予以铣刨，加入一定规格、数量的新集料、结合剂，然后用厂拌冷再生设备拌和再生后，重新铺筑成新基层的一种新工艺。就地冷再生在旧沥青路面上加入一定规格、数量的新集料、结合剂，然后用就地冷再生设备进行铣刨处理后，就地进行拌和、整形、碾压，使其达到新基层（或底基层）技术要求的施工工艺。沥青路面冷再生工艺技术的研究2§1-2沥青路面冷再生技术的研究意义沥青混合料的再生利用，能够节约大量的沥青和砂石材料，节省工程投资。由于沥青混合料的再生利用，大大减少了筑路材料的用量。特别在缺乏砂石材料的地区，由于砂石材料都是从外地远运而来，成本较高，采用沥青路面再生技术，能过节约大量的材料费用。根据美国联邦公路管理局的调查，沥青混合料再生利用，可节约材料费用53.4%，路面造价降低25%左右。1980年美国使用了约5000万吨旧沥青混合料，节约投资达3.95亿美元。目前我国的公路建设每年以2000亿元投资规模飞速增长。但长期以来，我国沥青路面的设计和施工标准较低，这使路面养护工程和翻修工作量增加，工程材料的需求量大大增高，而且价格增高很快，尤其是沥青的价格成倍翻升。同时，大量废弃路面也给自然环境造成越来越大地影响。因此，沥青路面的再生利用被提上了议事日程上，国家“七五”、“八五”计划均其列入重点科研项目。采用沥青路面再生技术可以有效解决大量沥青路面废料的堆放、资源的有效利用、环保等问题。沥青路面再生技术通过重复利用沥青混合料（主要为砂石料和沥青材料）达到节约资源、保护生态环境、维护自然景观和生态环境的目的。充分利用旧路面材料，解决了旧路面翻修所产生的大量废料的污染；减轻开山采石对环境的破坏：缓解了沥青材料供求的紧张状态。沥青路面废料的再生利用不单单是技术问题，而是一个社会问题。当前，根据国家可持续发展的战略方针，沥青路面再生产技要将成为高等级公路建设的一个新热点。采用沥青路面再生技术能够节约大量的沥青和砂石材料，节省工程投资，降低了工程造价，由于沥青混合料的再生利用，大大减少了筑路材料的用量，获得直接的经济效益。我国高速公路开始修建于1987年，在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期。按照沥青的设计寿命（15-20）年，从现在起，每年有12%的沥青路面需要返修，旧沥青废弃量将达到每年15%的速度递增的。10年以后，沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万吨，届时再生利用每年可节约材料费15亿元。在缺乏砂石材料的地区，由于砂石材料都是从外地远运而来，成本较高，采用沥青路面再生技术，所节约的工程投资是十分可观的。根据美国联邦公路管理局的调查，旧沥青路面再生利用，可节约材料费53．4%，路面降低造价25%左右，沥青节约50%。1980年，美国使用了约5000T旧路面材料，节约投资达3．95亿美元。我国在20世纪80年代的经验表明，由于铺筑再生沥青路面，其材料费平均节省45%-50%。降低工程造价20%-25%，大体上与国外许多国家的经验相当。采用沥青路面再生技术，不存在旧沥青混合料的运输和废料随意弃放的问题，施工过程没有粉尘和废气的污染。因此沥青混合料的再生利用，具有显著的经济效益和社会、环境效益，在公路建设中，被人们称之为“绿色”施工技术。河北工业大学工程硕士学位论文3§1-3国外对沥青路面再生利用技术的研究及发展状况随着公路建设慢慢步出高峰期，随之而来的必定是养护和改建的高潮期，在这一时期，旧沥青混合料是路面废料中的一种，其再生利用技术在发达国家已经受到了普遍的重视，被纳入了可持续发展的范畴，并得到了广泛的应用。旧沥青路面材料再生利用的试验研究，最早是1915年在美国开始进行的，但以后由于大规模的新路建设，对这项技术没有引起足够的重视，故早期进展缓慢。1973年由于石油危机的爆发，燃油供应困难，而且由于严格的环保法制，又使砂石材料的生产受到限制，导致了建设资金的减少和筑路材料供应不足。作为解决上述问题和困难的一个重要对策，旧沥青路面材料的再生利用又引起了人们的重视，在试验协会等部门的大力协助下，还专门成立了沥青路面再生协会，有力地推动了该项研究工作的进展和交流。1981年美国交通运输研究委员会编制出版了《路面废料再生指南》，同年美国沥青协会出版了《沥青路面热拌再生技术手册》，1983年又出版了《沥青路面冷拌再生技术手册》。这表明美国的沥青路面再生技术已经达到了相当成熟的地步，从1976年到现在，路面废料再生利用率已超过70%。日本从1976年开始进行沥青路面再生技术的研究，1980年的路面废料总产量约为260万吨，厂拌再生的热拌沥青混合料累计已达50万吨，路面废料再