沥青路面再生技术.pptVIP

沥青路面再生技术 山西省交通科学研究院2010年 一 概述 1 资源综合利用是基本国策 1 财政部 国家税务总局关于部分资源综合利用及其产品增值税政策问题的通知 财税 2001 198号 文件规定 在生产原料中掺有不少于30 的废旧沥青混凝土生产再生沥青混凝土 实行增值税 即征即退 规定 2 上海市2002年11月制定 上海市旧沥青混凝土再生利用管理规定 试行 3 我国1991年6月发布 热拌再生沥青混合料施工及验收规程 CJJ43 91 2 沥青混合料再生的意义 1 避免了道路翻修 大修工程路面材料废弃造成的环境污染 2 旧路面沥青 石料和其他路面材料资源充分利用 3 大幅降低道路养护的大修 改建成本 节约工 料 运费 4 工艺简单 施工进度快 开放交通早 5 使用范围广 使用于各类道路表面病害处理 补强 改善平整度 微调路拱等场合 到2010年底 我国高速公路通车里程将达75 000km 按使用寿命15年计 每年平均5000km沥青路面需大修 由于高速公路还在大规模进行建设 需大修的里程还会逐年增加 按沥青面层厚15cm计 每年可再生利用的沥青混合料约有40 000吨以上 中国还有近百万其他等级沥青路面 其设计使用周期更短 可再生利用的沥青混合料数量更多 范围更广 山西省到2010年底高速公路达3000km 其中沥青路面占95 平均每年翻修180km 大修可利用的沥青混合料近1450吨 加上每年中修铣刨罩面混合料及其他等级公路沥青路面 可利用的沥青混合料数量巨大 沥青混合料利用的经济价值取决于再生利用的部位 若用作面层 则可节约400元 吨以上 若用作基层则每吨再生料的价值与当地石料单价相当 美国测算面层利用再生技术可节约材料费53 相当于节约路面总造价25 3 国外沥青路面再生利用简况 1997年国际经合组织调查 按利用率统计 100 利用 比利时 荷兰 德国90 以上 加拿大 丹麦 芬兰 英国80 以上 澳大利亚 奥地利 日本 美国75 以上 瑞典 4 沥青路面再生方法 按拌和温度和场地分类如下 沥青路面再生 热再生 沥青面层 冷再生 厂拌热再生 世界各国普遍应用 就地热再生 丹麦 芬兰 荷兰 瑞典 法国 就地冷再生 用于基层 底基层 掺水泥 世界各国普遍应用 掺水泥和沥青 奥地利 法国 英国 就地冷再生 用于沥青面层 法国 5 外省市部分沥青路面再生技术概况 国内从上世纪70年代开始引进沥青路面再生利用技术 80年代后这项 节约资源 减少能耗 保护环境 的技术逐渐在我国推广应用 1994年以后得到了广泛应用 1 河北省 1998年邯郸市交通局进行冷拌再生试验 99年在邯大线29 5km大修工程中全面应用 近几年路拌冷再生方法在包括石家庄市政工程在内的全省广泛应用 路拌冷再生 2 沪宁路苏州段 65km长沥青路面铣刨后废料超过100万吨 集中到拌合厂后加入二灰 碎石和水泥 搅拌均匀后用作道路底基层 厂拌冷再生 3 沪宁高速上海段 1996年建成通车 使用六年后 路面面层存在车辙 松散 坑槽 横向裂缝 泛油 磨光等病害 采用就地复拌热再生4cm 2cmAK 13新沥青混合料磨耗层处理 就地热再生 4 广佛高速公路 15km沥青混凝土面层铣刨后 采用厂拌热再生方法 按80 新料 20 再生料拌制沥青混合料重铺沥青面层 厂拌热再生 5 京津塘高速公路 采用热再生加热机和热再生复拌机组 对表层5cm原沥青混凝土表面层进行再生处理 就地热再生 6 辽宁省营口市 营 口 大 石桥市 线 全长18 77km 宽23m 采用WR2500冷再生机对原路14cm沥青面层进行再生处理 内掺4 2 乳化沥青 沥青55 1 1 5 水泥 2 水 10 0 5mm石屑 15 10 30mm碎石 用作沥青柔性基层 上铺5cmAC 20 4cmSMA 13罩面层 就地冷再生 7 天津市 2001年京沪高速代用线11cm沥青面层 30 石屑 8 42 5普硅水泥 就地铣刨拌和 要求7天强度 2 5MPa 就地冷再生 6 本省沥青路面再生工程例 1 太原市滨河西路 在旧沥青路面上加铺10 15 骨料 1 3cm 平均厚度5cm 6 32 5水泥 采用WR 2500冷拌再生机再生用作基层 混合料要求7天强度 3 5MPa 养生7天后加铺沥青面层 就地冷再生 2 108国道繁峙 原平段 22km旧路沥青面层厚5 5 9cm 原基层为水稳砂砾或砾石灰土 采用掺5 32 5水泥就地冷再生用作基层 养生7天后加铺沥青面层 就地冷再生 3 太旧 原太 太原绕城东段高速公路 近年沥青面层养护逐年铣刨再生料 统一运到养护中心拌和厂 经分析后按10 30 不同比例掺入罩面层沥青混合料中使用 厂拌热再生 4 2004年以后 省内高速公路和一般公路改造工程广泛推广应用就地冷再生方法铺筑道路基层 底基层 获得了良好的使用效果 质量 社会和经济效益 二 沥青路面再生技术简介 1 厂拌热再生厂拌热再生是将旧沥青路面混合料 经铣刨切削回收 集中到沥青混合料拌和厂 再根据再生料性质变化 掺配新料 拌和成符合路用性质的混合料后使用 1 厂拌热再生设备a 连续式拌和设备 中部专设再生料添加口 再生料利用率可 30 图一 b 间歇式拌和设备 再生料利用率 30 再生料加法 1 量少 直接加入搅拌器内 2 量多 另增加一套烘干加热筒和供料斗 图二 对铣刨后的再生料取代表性样品进行抽提试验 判定再生料中沥青含量及老化规律 进行矿料级配分析 必要时可进行马歇尔技术指标及高 低温稳定性分析 山西省对太旧线旧关 寿阳段 太原绕城东段松庄 杨家峪段 原太高速忻州 原平段铣刨再生料分析结论如下 a 沥青材质老化施工标准使用8年后针入度 25 100g 5s 0 1mm 80 10040 49延度 5cm min 15 cm 10025 30软化点 42 4558 62 2 铣刨后再生料的质量判定 各段再生沥青混合料中沥青技术指标如表一所列 沥青老化原因分析如下 I沥青路面施工过程热老化 沥青加温 混合料拌和 摊铺 Ii长期使用过程中光侯老化 紫外线 氧化 水作用 沥青中组分变化规律 油分 树脂 沥青质b 六段沥青路面再生料矿料级配变化如表二所列 表二沥青路面再生料矿料级配表 铣刨后再生沥青混合料细化原因分析如下 i 施工碾压时大粒径石料破碎ii 铣刨作业大粒径石料切削细化 铣刨速度2 3m min 深度4cm时 废料块 5cm iii 行车过程中颗粒间磨耗和矿料吸水冻融影响 3 厂拌热再生配合比设计 根据再生料的分析结果选定新料 沥青品种 标号 判定是否需掺再生剂结合再生料分析资料确定新料矿料规格及配合比根据马歇尔试验确定沥青用量及混合料技术指标按规范要求作路用性能检验 高温稳定性 动稳定度 水稳性 浸水稳定度 冻融劈裂 低温抗裂性 小梁抗弯 渗水性 透水试验 太旧线养护工程掺不同比例再生料时的新料配合比如表三所列 表三掺再生料时沥青混合料配合比例表 AC 16 图三厂拌热再生施工工艺流程 间歇式拌和时 再生料从常温状态加入拌和釜中 依靠从新集料中吸收热量 实现新旧料相同的拌和温度 这种新 旧料的热传递时间也是应增加的拌和时间 再生料掺配数量越多 新料加热温度要求也越高 热传递时间也越长 表四 注 上表按20 常温 混合料温度150 计 表四掺配不同比例再生料时新料加热温度和热传递拌和时间 2 就地热再生 HIR 厚度20 50mm 适用于中 小交通量道路 将原路面加热 软化 翻松 拌和 并在拌和过程中掺入适量的新集料 新沥青 或沥青再生剂 或新拌沥青混合料 使其与旧料充分拌和 摊铺 碾压成新路面 可分为三类 表面再生工艺 AR 不掺或少掺新料 适用于小交通量道路 重拌再生工艺 RM 掺入30 左右新料 适用于中 小交通量道路 重铺再生工艺 RP 再生层作为下面层 上面层新铺沥青混合料 适用于中等交通量道路 由于沥青导热性能差 特别是路面中有水份时 导热性能更差 因此就地热再生工艺仅适用于浅层再生处理 1 就地热再生设备 大规模施工时的就地热再生设备如图四 图五所示 图五英达就地热再生机 局部就地热再生设备如图六所示 图六英达局部就地热再生机 2 前期工作 a 原路调查 通过弯沉 回弹模量或FWD检测确认原路强度足够 路拱合适 仅限于沥青表面层病害 松散 脱粒 坑槽 开裂 车辙 泛油等 b 通过原路面取样抽提试验确定外掺材料 沥青老化 加热沥青或沥青再生剂沥青不足 增加沥青沥青偏多 增加粗集料 规格 级配 数量 加入外掺剂后沥青混合料性能验证 马歇尔技术指标 使用性能验证 3 再生工艺 就地热再生工艺包括以下内容 对旧路面进行烘干和加热 采用热辐射和红外预热器 耙松加热软化后的沥青路面 气压或液压齿耙 耙松深度20 40mm 根据需要加入沥青再生剂拌和松散的再生沥青混合料 螺旋搅拌器 通过刮板或整平梁摊铺再生沥青混合料 配合螺旋输料装置 刮板可加热和预压 常规碾压机具压实成型 轮胎压路机初压 双钢轮压路机复压 3 就地冷再生 用作基层或底基层 就地冷再生是利用专用的再生机械 对原路面进行翻拌 再生和重新摊铺的沥青路面再生工艺 用以修复各种道路病害 1 就地冷再生设备有单机和多机再生列车等不同类型 国内多用单机再生机 图六 2 选定外掺材料及配合比 按预计的就地冷再生深度 包括沥青面层和基层 用小型铣刨机或 15cm钻机采集试样 并破碎至粒径 26 5mm 外掺材料选取原则如下 a 用作半刚性基层 底基层时 掺配水泥 并按以下7天强度要求决定水泥掺量 基层 3 4MPa 高速 一级公路及城市主干道用高限 底基层 2 2 5MPa 高速 一级公路及城市主干道用高限 b 原路冷再生为沥青层 再生后用作柔性基层时 可掺乳化沥青 泡沫沥青和水泥 冷再生混合料设计流程如图七所示 图七冷再生混合料设计流程框图 不利用沥青的再生工程 无需测定回收沥青性质 大部分冷再生工程不需添加新集料 当需增加再生层厚度或想改变旧路级配组成时 可外掺粗集料 冷再生基层 底基层再生剂除水泥外 也可根据需要在试验基础上 采用石灰 水泥 石灰 粉煤灰混合料 冷再生沥青混合料再生剂除乳化沥青外 也可采用聚合物改性乳化沥青 泡沫沥青 为提高再生混合料抗水性和早期强度尚可同时加入1 2 水泥 3 施工工艺 作为道路基层 底基层 的就地冷再生施工工艺如图八所示 就地冷再生时 液态再生剂由再生车自带或另配液罐车存放 旧料粒径可由铣刨速度控制 速度越慢 粒度越细 采用维特根MR2500再生机每次翻拌宽度2 45m 翻拌深度25 30cm时 行驶速度可选择5 8m min 作业段长度120 150m为宜 拌和时的加水量可由冷拌再生机自动计量控制 翻拌接茬宽度纵向20 30cm 横向50 100cm 轮胎压路机稳压后 可用30t以上重型压路机碾压 最终宜用18 21t三轮压路机静压成型 就