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再生与温拌技术在湖南的应用,湖南省交通科学研究院吴超凡,一、沥青路面再生,1、沥青路面再生的概念沥青路面再生是指采用专用机械设备对旧沥青路面或回收沥青路面材料（RAP）进行处理，并掺加一定比例的新集料、新沥青、再生剂（必要时）经拌和、摊铺、碾压形成路面结构层的技术。2、沥青路面再生技术分类按照再生混合料拌制和施工温度的不同，沥青路面再生可以分为热再生和冷再生；按照施工场合和工艺的不同沥青路面再生可以分为厂拌再生和就地再生。,2、沥青路面再生技术分类,一、沥青路面再生,用就地热再生机组将路面加热、翻松、添加再生剂、新沥青混合料，然后经搅拌、摊铺、压实。此法可消除车辙，改善横坡，改善原路面级配，改善原路面沥青的老化状况。,复拌再生,2、沥青路面再生技术分类,一、沥青路面再生,用就地热再生机组将路面加热、翻松、添加再生剂，经搅拌、摊铺，同时将新沥青混合料用再生机铺于再生混合料之上，两层同时压实成型。此法可消除车辙、改善横坡，改善原路面沥青的老化状况，加铺层可彻底改善原路面的使用功能。,2、沥青路面再生技术分类,加铺再生,一、沥青路面再生,3、就地热再生简介,（1）、就地热再生技术就地热再生简称HIR，就是指采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铣刨，就地掺入一定数量的新沥青混合料、再生剂等，经热态拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。（2）、沥青路面就地热再生包括两方面的含义：一方面是废旧沥青混合料重新利用;另一方面是对废旧沥青混合料中沥青路用性能的恢复，使之达到或接近新沥青的路用性能。,一、沥青路面再生,（3）、就地热再生技术优势可实现原沥青路面材料100%的再生利用可快速恢复开放交通可提高路面服务水平可纠正和改善原沥青混合料配合比存在的问题纵缝热粘结并实现剥离集料的重粘结，可有效防止水损害节约施工成本，经济效益好,3、就地热再生简介,一、沥青路面再生,就地热再生现场施工图(潭邵高速),加热,铣刨,拌和,摊铺,碾压,再生后路面,3、就地热再生简介,（4）适用条件,一、沥青路面再生,路况调查：车辙、损坏调查、横坡等,路面评价：病害分析及路面评价,热再生技术适用性,采用其他养护方式,NO,YES,详细调查,路面车辙类型及深度、裂缝的类型及性质、湾沉以及层间联结等病害,旧面层材料质量,选择再生方法,横断面设计,再生混合料设计,确定再生剂类型、用量,确定新沥青混合料的级配和用量,检验再生混合料质量,施工,现场调查,资料调查：设计资料、施工资料、养护资料,(5)就地热再生施工工艺,一、沥青路面再生,1、旧沥青性能试验：,1、取样：取具有代表性的原路面面层,2、回收：先抽提，再蒸馏回收沥青,3、试验：测沥青针入度、延度、软化点等指标,2、旧沥青再生试验：,1、再生沥青的技术标准的确定2、选择再生剂，将旧沥青按不同比例添加再生剂测其三大指标，确定再生剂用量，并检验再生沥青的抗老化性能,测定旧沥青混合料级配,3、旧沥青混合料级配试验,（6）、室内试验,一、沥青路面再生,4、再生沥青混合料配合比设计：,2、如果需要掺加新沥青混合料，确定需加入的新沥青混合料的级配和比例，并通过试验确定最佳油石比。,5、再生沥青混合料性能检验：,对再生沥青混合料进行车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、低温弯曲试验，以检验再生沥青混合料的高温、低温性能和水稳性,1、如果不需要加入新沥青混合料，按2确定的再生剂用量加入旧沥青混合料内，做马歇尔试验，看是否需要添加新沥青，以确定再生沥青混合料的最佳油石比。,一、沥青路面再生,（7）、确定再生剂添加量的一些思考,再生沥青要完全达到新沥青的技术要求很困难。新铺路面上的沥青指标与室内短期老化后的沥青指标基本相当。基于此考虑，就地热再生后的沥青指标也宜基本与此相当。再生剂是一把双刃剑，就目前的研究水平，仍然不充分、难已完全满足需求。,一、沥青路面再生,1、沥青混合料分类及特点热拌沥青混合料：在150-180下拌和，耗能、废气大，施工性能好，混合料性能好；冷拌沥青混合料：在常温下拌和，节能环保、施工成本低、混合料性能难以保证；温拌沥青混合料：在110-130或更低的温度下拌和，节能、施工性能好、混合料性能高,二、温拌技术,2、温拌技术的起源与发展,温拌技术起源于欧洲，是20世纪90年代发展起来的新技术。其原理是使用专用添加剂或其他方法，降低沥青在给定温度下的粘度，使沥青混合料能在相对较低的温度下进行拌和及施工。随后在美国、日本、欧洲进行了深入的研究，并铺筑了大量的实体工程。以目前的技术水平，WMA的施工温度比HMA可以降低2050，同时，WMA又具备与HMA相当的施工和易性与使用性能。,二、温拌技术,温拌技术2005年进入国内，随后国内多个省市进行了相应的试验研究，我们于2007年由省交通厅与省科技厅立专题进行了试验研究，在常吉高速公路桃源联络线进行了1km的试验路，课题于2010年进行了鉴定，取得了一些研究成果与经验。,3、温拌技术分类,调和沥青法：如WAM-Foam；表面活性剂法：如Evotherm一种乳化沥青；有机添加剂剂法：如Sasobit；添加矿物法：如Aspha-min，一种人工合成沸石类硅酸盐；硫磺改性剂，如SEAM，一种硫磺改性剂。,二、温拌技术,（1）混合料在拌和过程中加热沥青与集料的燃油消耗减少，降低成本，节约能源；（2）混合料在生产和施工的过程中的排放减少，有利于生产式人的身体健康，保护环境。（3）施工温度的降低，间接地降低混合料施工对环境温度的要求，从而延长可施工的季节与时间。4）降低生产过程中沥青的老化程度，增加沥青混合料的使用寿命，减少与延缓沥青路面裂缝的产生；5）减少混合料拌和时间，减少拌和机械的磨损，增加设备生产效率；6）降低摊铺、碾压温度，提早开放交通；,4、温拌技术的特点,二、温拌技术,原则上讲，只要是HMA使用之处，温拌都可以使用；北京、上海均已出台政策，在市区施工必须采用温拌，且温拌混合料的使用比例每年均有目标值，在2015年后基本上完全使用温拌混合料；温拌混合料最宜采用之处：（1）人口稠密区的市政工程、小区道路；（2）长大隧道工程、地下工程；（3）点多线长面广的高速养护工程；（4）低温施工工程、需延长施工季节的工程；（5）再生工程。,5、温拌技术最适宜的使用地点,二、温拌技术,项目来源：2007年湖南省科技厅与交通厅分别立项进行“温拌沥青混合料应用试验研究”。项目的试验研究工作主要包括室内试验和依托工程现场试验两大部分：（1）室内试验采用了70号石油沥青、SBS聚合物改性沥青，石灰岩、玄武岩，Sasobit、EC120、Aspha-min、SEAM四种温拌添加剂；沥青混合料包括AC-25、AC-20石油沥青石灰岩混合料，AC-13SBS改性沥青玄武岩混合料，共三种沥青混合料进行了性能试验。（2）现场试验选在常吉高速桃源连接线的一段，使用了掺Sasobit、EC120、SEAM的AC-20、AC-13沥青混合料，共四个方案。长1.55km。,6、温拌课题研究成果,二、温拌技术,研究结论（1）加入添加剂的方法生产温拌沥青混合料不需要对拌和设备进行大的改造，工序与热拌沥青混合料相同，有利于成果的推广；（2）与热拌沥青混合料相比，温拌沥青混合料的主要区别在拌和与压实温度，不在体积指标。试验方法与施工方法基本与HMA相同；（3）温拌混合料可降低施工温度20-40，其施工性能不低于HMA，个别混合料反比HMA好；（4）温拌混合料的力学参数、使用性能不低于HMA，其高温性能比同类型的HMA还好；,6、温拌课题研究成果,二、温拌技术,（5）在一定程度上，道路石油沥青WMA可以节约成本，聚合物改性沥青WMA可能增加成本，试验的各种混合料平均可以净节约成本0.45%；（6）添加剂型温拌沥青混合料在生产过程中可以平均节约燃油消耗13.4%；（7）添加剂型温拌沥青混合料在生产过程中的CO2排放可以减少45%，与国家目标适应；其他有害废气排放减少50%以上，粉尘排放减少35.9%，平均48.9%。,6、温拌课题研究成果,二、温拌技术,（1）常吉高速桃源联络线做了1.55km的试验路，到目前为使用良好，无任何病害；（2）2010年，利用温拌技术，在衡枣高速设计了31km掺抗车辙剂的铣刨重铺SMA-13路面，在比正常施工温度降低10左右的情况下施工，取得了良好的效果，路面平整密实，未产生任何病害。（3）2010年6月，利用温拌技术，设计了25km单车道（4m）温拌再生路面，于2010年8月施工完毕，从现场施工来看，达到了较好的效果。,7、温拌研究成果的应用,二、温拌技术,三、温拌再生技术,1、常规就地热再生存在的问题目前我省上面层普遍采用改性沥青沥青老化后软化点升高，从而致使改性沥青RAP的再生更加困难再生过程中的二次老化问题寻找新的能在较低温度下进行沥青混合料再生的途径就刻不容缓，温拌再生技术也就应运而生。,2、温拌再生混合料技术温拌再生就是把温拌与再生技术结合起来，充分利用温拌的优势，使再生能在相对较低的温度下完成沥青路面的再生过程。温拌再生既可以用于厂拌再生，也可以用于现场再生。这一技术在国外也还处于研究与试验性应用阶段。,三、温拌再生技术,3、就地温再生的技术优势保证压实，提高再生质量；提高再生沥青混合料的施工和易性，便于操作；温拌表面活性成分改善新老沥青的融合程度，提高再生沥青与集料之间的粘结，使得现场再生过程更为彻底、全面；有效延长现场热再生的施工季节和场合；具有较好的经济效益。,三、温拌再生技术,4、就地温再生技术研究2009年湖南省交通厅对“温拌再生沥青混合料技术研究”项目进行立项；同年“沥青路面温拌再生技术研究”项目在省科技厅以重点项目进行立项，课题已取得初步成果。课题成果在湖南的衡大高速、监长与潭邵高速的就地热再生中进行了部分推广应用。,三、温拌再生技术,1、沥青再生在湖南的应用情况,湖南沥青路面建设：湖南高等级公路沥青路面发展比较滞后，1999年长沙绕城高速才开展建设，2001年耒宜高速才正式修建高速公路的沥青路面，目前高等级公路绝大部分为沥青路面，到13年底高速达5084km。再生在湖南的发展：因沥青路面发展较慢，相应的再生也较慢，2004年湖南交科、长沙理工与浙江兰亭联合承担了部西部课题“沥青路面再生关键技术研究”才正式涉足路面再生领域，2010年才正式在湖南进行再生试验路工作，暂时以现场热再生为主，2012年进行了少量的厂拌冷再生试验路,长沙市云中沥青公司有一套厂拌热再生设备，进行了部分厂拌热再生路面施工。再生相关研究：交科院在科技厅、交通厅立项了相关的再生研究项目：温拌再生、废旧路面材料资源化利用等5个项目。,四、再生技术在湖南,2、湖南近年来高等级路面就地热再生情况,四、再生技术在湖南,3、就地热再生在湖南使用情况,中修工程首次使用：为检验就地热再生技术在我省的适用性与就地热再生机组的性能，2010年在我省衡大高速公路上做一个就地热再生试验路，试验路共铺筑25.26车道km。大修工程首次使用：2013年耒宜高速大修改造工程中采用就地热再生对原路面病害进行处治，处治后加铺4cm改性沥青SMA-13和6cm改性沥青AC-20（另半幅只加铺4cm改性沥青SMA-13），约77车道km。加铺再生的首次使用：临长高速2012年采用加铺再生工艺对路面病害进行处治，再生后加铺2cmSMA-13，再生层和加铺层一起压实。2013年耒宜大修改造中采用维特根再生机组进行了约3车道公里的加铺再生试验路（加铺层为6cm改性沥青AC-20）。,四、再生技术在湖南,再生前路面车辙,再生前路面车辙,现场热再生在湖南省从2010年开始试验性应用，已连续4年在湖南进行了逐步推广，主要在京珠高速的临长段、潭邵高速公路进行，到目前为止，现场热/温再生的面积超过了100万平米以上，其使用效果还可以；但在大流量特重交通的路上使用要慎重，疲劳性能有待更进一步的研究与提高。温再生的应用：根据原路面所用沥青的不同采用了不同的温拌技术：如益路DAT温拌剂、Sasobit温拌剂。在京珠高速的耒宜段提质改造工程中，其中有一个标段采用了热/温再生后再加铺的设计方案，从施工过程来和