沥青路面再生技术

第11章沥青路面再生技术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%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，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《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运送至拌和楼路面面层和基层材料的破碎施工区域的准备逐级破碎运送至拌和楼铣刨、破碎路面和基层材料在拌和楼破碎加入新集料、再生剂并拌和再生混合料运输至现场摊铺、碾压加铺一层HMA磨耗层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、基层或底基层厂拌冷再生适用性分析施工区准备单台式铣刨、粉碎、添加稳定剂并拌和，现场摊铺开放交通或根据需要铺设表面层碾压组合式铣刨、粉碎、添加稳定剂并拌和，现场摊铺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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T0658粒子电荷阳离子(+)T0653筛上残留物(1.18mm筛)不大于%0.1T0652粘度恩格拉粘度计法E252-30T062225℃赛波特粘度Vss7-100T0621蒸发残留物残留分含量不小于％62T0651溶解度不小于％97.5T0607针入度(25℃)0.1mm50-300T0604延度(15℃)不小于cm40T0605与粗集料的粘附性，裹附面积不小于2/3T0654与粗、细粒式集料拌和试验均匀T0659常温贮存稳定性1d不大于5d不大于%15T0655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cSt50~175176~900901~45004501~1250012501~3750037501~60000T0619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,≥-3T0609或T061015℃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T06031、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1确定工程设计级配范围2确定RAP特性3确定RAP掺配比例4确定各新集料级配5矿料级配设计6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7马歇尔方法确定最佳新沥青用量8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1RAP材料取样与分析2确定工程设计级配范围3矿料级配设计4确定再生沥青目标标号/再生剂量5马歇尔方法确定最佳新沥青用量6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，全球范围内还没有大家一致认可的冷再生混合料设计方法。混合料设计《规范》设计方法级配设计乳化沥青冷再生混合料级配范围筛孔（mm）各筛孔的通过率（%）粗粒式中粒式细粒式A细粒式B37.510026.580-1001001990-10010013.260-80-90-1001009.5-60