QC热再生沥青混凝土在大中修工程中的应用

热再生沥青混凝土在公路大中修工程中的应用据不完全统计，我国每年产生的沥青混凝土废料高达数千万吨，随着公路建设重点逐渐向升级改造及大、中修养护工程转型，每年产生废料将以10-15%的速度递增，数年后将过亿吨，这不仅造成极大地资源浪费，还带来巨大的社会环保问题。环境保护及节约成本的需要现状选定课题由于相关原材料大幅度上涨，公路建设成本大幅度提高。交通部办公厅《组织实施材料节约和循环利用专项行动计划》文件中的重要内容为“重点研究和推广高等级路面再生资源、废旧橡胶轮胎筑路应用技术、聚合物改性水泥混凝土技术、机制砂混凝土技术”。目前，唐山市尚未进行沥青混凝土热再生的铺筑及相关研究。选定再生沥青混凝土在我市大修工程中的铺筑及相关研究。三、选择课题四、确立目标及可行性分析在各项路用性能指标满足规范要求的前提下在我市公路建设中推广应用热再生沥青混凝土达到节约原材料成本、充分利用路面铣刨废旧沥青混合料，保护环境的目的确立目标目标一：目标二：(一）确立目标四、确立目标及可行性分析(二）可行性分析1234我们小组成员均为我处技术骨干。小组成员都已接受培训且进行了多轮PDCA循环活动，质量意识较强。属于创新思路，并得到相关单位的大力支持，认可采用热再生沥青砼。采用技改技革方法经过多次理论验证，并根据各地相关经验借鉴，得到上级领导的肯定。室内试验、生产成品、现场施工、后期检测各个环节，都有充足可靠的人、机、料、法、环条件。有利条件四、确立目标及可行性分析(二）可行性分析热再生沥青混凝土的应用在唐山地区尚属空白，没有经验可供借鉴。如何确定旧沥青混合料合理的掺量，以及不同掺量对沥青混凝土各项性能的影响还是未知。旧沥青混合料本身具有不稳定性，即使同一条路的材料性能也有较大差异，这对用相同材料进行平行对比试验的精度有很大影响。需要对沥青拌合机进行改造。存在难点面对诸多难点，小组成员集思广益，反复论证，抓住主要矛盾，确定两个突破口，以期获得成功。室内确定配合比通过大量试验，确定旧沥青混合料的掺量，完成适用于普通等级道路的热再生沥青混凝土的设计。创新确定沥青混凝土拌合机改造方案，实现热再生沥青混凝土工厂化生产。突破结论：目标能实现四、确立目标及可行性分析(三）确定工作突破口五、提出方案我们QC小组的成员运用“头脑风暴法”，经充分讨论形成以下方案：设计厂拌热再生沥青混凝土配合比方案一：通过采用各种不同的旧沥青混合料掺量直接适配沥青混凝土。方案二：通过检测旧沥青混凝土筛分，根据筛分结果计算掺量。方案三：直接采用旧沥青混合料添加沥青拌和热再生沥青混凝土。改造沥青混凝土拌合机方案一：目前改造沥青混凝土拌合机使之可以生产热再生沥青混凝土主要是改造其加热滚筒。方案二：利用闲置的300型水稳拌合机的进料仓改造成废沥青混合料料仓，通过300型水稳拌合机控制台控制进料质量。在炒油机热提升处加进料口，旧沥青混合料直接提升到热料仓。方案三：购买一台新的热再生沥青混凝土拌合机。项目方案分析内容评估选择设计热再生沥青混凝土级配方案11、工作重复，不能保证质量2、级配不准确，容易造成质量隐患方案1：工作难度大，不可行方案2：施工简便，能够保证质量方案3：施工简便，不能保证质量采用方案2方案21、操作简便2、级配可以控制准确，能够保证质量方案31、工作简便2、级配不准确改造沥青混凝土拌合机方案11、投资大2、旧料直接通过滚筒，易造成“粘料”3、上料速度可控方案1：投资大（约20万元），进度无法保证。方案2：可以保证施工质量，投资小，进度快方案3：投资太大（约400万元），目前条件不满足。采用方案2方案21、投资小，利用了报废的水稳拌和机2、旧料不通过滚筒，避免了“粘料”现象3、上料速度可控方案31、投资大2、机械利用率低制表人:葛新春张立五、提出方案六、分析要因、提出对策针对热再生沥青混凝土生产工艺，小组成员经过充分讨论认为其主要影响因素是：怎样确定旧沥青混合料及再生剂的合理掺量控制原材料稳定性根据以上原因，制定以下对策：12加强原材料进场过程检测2制作筛选设备把旧沥青混合料筛分31在室内通过筛分计算初步确定沥青混凝土中旧沥青混合料及再生剂的掺量标定好控制台转速，使上料速度符合配合比要求4热再生沥青混凝土质量不稳定因果分析图各种因素综合作用导致污染环境废料日益增多无专业废旧集料筛选设备制图人：严贺超、徐冰技术交底不到位设备改造难度大经验不足材料机器专业技术人员少无成熟施工经验关键工序把关不严利用废旧材料，掺量不好确定缺少培训学习操作不规范人员料人环机法再生剂掺量不好确定废旧材料质量不稳定存放不规范热再生沥青混凝土质量不稳定序号要因对策目标措施负责人地点时间1确定旧沥青混合料的合理掺量先计算，后试验确定合理掺量，制定有效试验方法。通过筛分计算旧沥青混凝土掺量，根据掺量在试验室内进行拌和试验，检测马歇尔稳定度、流值、车辙赵郁唐山市交通建设试验检测中心2012.32原材料的不稳定性加强控制保证平行试验的可对比性。实地考察，加大进料过程中的检测频率。制作筛子对旧沥青混凝土筛分。郑世强滦县砂石料厂，工地、沥青拌合厂2012.3|2012.63控制旧沥青混合料的上料质量标定控制台转速保证热再生沥青混凝土工厂化生产。改造旧沥青混合料上料系统和控制系统。现场标定控制台转速，使上料速度符合配合比要求严贺超沥青混凝土拌合厂2012.7|2012.84保证沥青及再生剂质量源头控制确保进场材料质量达标由专人负责对进场材料严格把关党晓齐生产厂家2012.2制表人：郑世强党晓齐六、分析要因、提出对策通过成员共同讨论，确定对AC-13C型级配进行配合比设计。检测旧沥青混凝土的筛分结果，通过计算确定AC-13C型沥青混凝土中旧沥青混凝土的掺量。初步确定沥青混凝土中旧沥青混凝土的掺量范围，在实验室内进行拌合及各项沥青砼平行试验。试验结果分析，确定旧沥青混凝土在各类沥青混凝土总的合理掺量范围。沥青混凝土类型AC-13C型掺量（%）30~40七、实施实施1、初试配合比进料之前对滦县的砂石料厂进行实地考察，现场取样进行检测，选定性价比最佳的厂家为供料商。在原材料进场的过程中每200t为一批保证检测频率，按照《公路沥青路面施工技术规范》要求进行检测，杜绝不合格材料进场，确保试验及生产的稳定性。七、实施实施2、全面控制原材料的质量沥青混合料用细集料技术要求实测结果指定高速公路一级公路城市快速路其它公路于城市道路天然砂机制砂视密度不小于（t/m3）2.52.452.6042.818坚固性不大于（%）124.85.2砂当量不小于504090.466.4砂含泥量不大于（%）30.80.7制表人：严贺超徐冰细集料质量控制在粗集料进场的过程中每200t为一批保证检测频率，按照《公路沥青路面施工技术规范》要求的指标进行检测。七、实施制表人：范红艳赵郁指标技术要求粗集料试验结果10-15mm5-10mm集料压碎值(%)≯2614.412.8视密度（t/m3）≮2.502.8112.825毛体积密度（t/m3）实测2.7452.727吸水率(%)≯2.00.81.21对沥青的粘附性（级）≮444细长扁平颗粒含量（%）≯1510.911.6实施2、全面控制原材料的质量细集料质量控制将旧沥青混合料进行筛分实验，进行了多次的平行试验比较，选取筛分结果一致的旧沥青混合料存放在沥青拌合厂院内备用，其筛分结果如下：七、实施制表人：郑世强徐冰实施2、全面控制原材料的质量旧路沥青材料筛孔尺寸（mm)10-20mm5-10mm0-5mm1998.89100.00100.001695.34100.00100.0013.282.86100.00100.009.545.4999.43100.004.7526.8168.8599.172.3618.9329.7172.431.1814.0621.3851.120.610.5316.4835.620.38.0812.7624.130.156.589.8116.260.0753.356.418.92检测沥青拌合厂AH-70道路石油沥青各项指标，检测结果合格。检测结果见下表：七、实施制表人：郑世强严贺超序号试验项目质量要求实测结果1针入度（25℃，100g，5s）60~80712延度（15℃，cm）不小于100›100延度（10℃，cm）不小于15›153软化点（环球法）（℃）不小于4348.04闪点（COC）（℃）不小于2452835含蜡量（蒸馏法）（%）不大于30.86密度15℃（g/cm3）实测记录1.0127溶解度（三氯乙烯）（%）不小于99.599.78薄膜加热试验(163℃，5h)质量损失（%）不大于0.80.05针入度比（%）不小于5462.5延度（15℃，cm）不小于20›20延度（10℃，cm）不小于6›6实施2、全面控制原材料的质量沥青回收沥青检测结果见下表：七、实施制表人：郑世强严贺超实施2、全面控制原材料的质量回收沥青项目试验结果试验方法5℃针入度(0.1mm)6.4T0604—201115℃针入度(0.1mm)16T0604—201125℃针入度(0.1mm)40T0604—2011软化点（℃）54.3T0606—201110℃延度（cm）8.3T0605—201115℃延度（cm）13.9T0605—201160℃动力黏度（Pa.s）————135℃运动黏度（Pa.s）1.123T0625—2011回收沥青的组分饱和分（%）沥青质（%）芳香分（%）胶质（%）33.517.011.737.8本次设计根据下列公式：其中：η2——再生沥青的粘度（135℃，Pa.s）；η1——老化沥青的粘度（135℃，Pa.s）；ηO——再生剂的粘度（135℃，Pa.s）ROb——最佳再生剂剂量(%)；k——系数,对于普通沥青K=-5,对于SBS改性沥青K=-6。计算了回收沥青所需添加的再生剂剂量为10%。七、实施实施2、全面控制原材料的质量沥青再生剂8(1)210obobkRRee七、实施实施2、全面控制原材料的质量再生沥青项目试验数据规范值25℃针入度(0.1mm)7760-80软化点（℃）48.3≥4315℃延度（cm）81.4≥4060℃动力黏度（Pa.s）——≥180质量损失（%）2.03≦±0.8针入度比0.45≥0.54残留延度20.9≥15在10%再生剂剂量条件下制备再生沥青，并测试了再生沥青的性能：①选择AC-13C型沥青混合料进行沥青混合料目标配合比设计，采用废旧沥青混合料的通过百分率与实际AC-13C型沥青混合料规范所规定的质量通过百分率中值的差值的方法，进行矿料级配设计，合成级配接近中值。七、实施实施2、全面控制原材料的质量合成级配结果见下表:型号10mm碎石5mm碎石机制砂石屑矿粉旧沥青料AC-1320101418434制表人：赵郁徐冰确定配合比②用抽提法测定出废旧沥青混合料的沥青含量,废旧沥青混合料的油石比为4.35％，经过测定分离出的沥青各项性能指标,不能满足沥青路用性能要求,需要加入热再生剂改性,通过试验加入0.44%的热再生剂后，沥青性能能够满足要求。七、实施实施2、全面控制原材料的质量我们小组选择AC-13C型沥青混合料进行沥青混合料目标配合比设计，上述两种类型混合料实际经验油石比为4.85%，确定在热再生沥青混凝土中加入了0.44%热再生剂和3.2％的沥青。确定配合比③根据以上配合比进行了AC-13C型沥青混合料拌和并对马氏稳定度、流值、动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度等指标进行验证。试验结果如下：七、实施实施2、全面控制原材料的质量确定配合比检测项目AC—13C毛体积平均密度(g/cm3)2.472马氏稳定度(KN)8.65流值（1/10mm）26残留稳定度（%）83.7冻融劈裂强度比（%）96.1动稳定度（次/mm）2442根据室内试验结果比较可知，热再生沥青混凝土路用性能指标满足普通沥青混凝土设计要求七、实施实施3、改造沥青混凝土拌合机我们课题组利用原有的沥青混凝土拌合机，采用技改技革的办法,改造沥青混凝土拌合机,既不耽误普通沥青混凝土的生产，