《路面再生技术》PPT课件.ppt

沥青再生技术在高速公路改沥青再生技术在高速公路改扩建和路面重建中的应用扩建和路面重建中的应用报告主要内容报告主要内容 一、再生技术发展概况 二、分类和适用性分析 三、再生混合料设计 四、国内应用情况和实例报告主要内容报告主要内容 一、再生技术发展概况 二、分类和适用性分析 三、再生混合料设计 四、国内应用情况和实例沥青路面再生技术沥青路面再生技术国外概况国外概况 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。国外概况国外概况国家澳大利亚奥地利比利时加拿大 丹麦芬兰法国日本荷兰瑞典英国美国利用率（%）8080100909095-80100759080厂拌热再生GGGGGGGGGGG就地热再生LLLGGGGGLL厂拌冷再生LLGGLL就地冷再生LLGGLL基层沥青LLLGLL基层水泥GGGGGGG基层水泥和沥青GGLG底基层GGLLGGGLG填料GLGL其它GG注:G 表示普遍采用，L表示有限采用97年国际经合组织 道路工程再生利用战略白皮书 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5千多公里递增 目前，高速公路已达 5.4 5.4 万公里，并以每年5千多公里的速度递增，一二级公路也超过3030 万公里。国内概况国内概况 再过1020年，根据公路网发展规划，高速公路将达8.58.5万公里，路网总里程也将达到600600多多万公里。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，北京、辽宁、广东、江苏、上海、河北、江西、陕西、天津、山东、吉林等省市对沥青路面再生技术进行了研究，并铺筑了面积不等的再生工程。沥青路面再生技术在我国公路建设和养护中逐步推广应用。国内概况国内概况 为促进沥青路面再生技术的广泛应用，规范再生应用技术，保证沥青路面再生工程质量，交通部公路司于2006年9月下达了公路沥青路面再生技术规范的编制任务，由交通部公路院等单位负责编写。2008年4月交通部发布了规范,并于7月1日实施。国内概况国内概况报告主要内容报告主要内容 一、再生技术发展概况 二、分类和适用性分析 三、再生混合料设计 四、国内应用情况和实例 再生规范分9章，6个附录。主要内容包括：总则，再生混合料用材料技术要求，旧沥青路面材料的回收处理及试验要求，再生混合料设计及技术要求，各种再生方法的施工工艺及质量控制、验收标准，相关试验方法等。再生规范再生分类沥青路面再生冷铣刨CP热再生HR就地热再生HIR冷再生CR全深再生FDR厂拌冷再生CCPR就地冷再生CIR表层再生复拌再生加铺再生ARRA再生分类沥青路面再生技术包括：1、厂拌热再生 2、就地热再生 3、厂拌冷再生 4、就地冷再生我国规范 就地冷再生技术按照再生材料和厚度的不同分为：1、沥青层就地冷再生 2、全深式就地冷再生再生分类我国规范沥青路面再生沥青路面再生厂拌厂拌厂拌厂拌热热热热再生再生再生再生厂拌冷再生厂拌冷再生厂拌冷再生厂拌冷再生就地就地就地就地热热热热再生再生再生再生就地冷再生就地冷再生就地冷再生就地冷再生沥沥青青层层就地冷再生就地冷再生全深式就地冷再生全深式就地冷再生复拌再生复拌再生加加铺铺再生再生规范分类厂拌厂拌热热再生再生厂拌冷再生厂拌冷再生沥沥青青层层冷再生冷再生再生技术应用场合再生技术应用场合沥沥青表青表层层沥沥青青层层基基层层病害波及病害波及层层位位就地就地热热再生再生再生再生类类型型全深式全深式冷冷再生再生 就地热再生1修复沥青路面表面层 病害；2恢复沥青表面层物理 力学性能；3恢复沥青路面平整度，修复沥青路面车辙。适用性分析就地热再生主要功能：1优点：实现了就地的 沥青路面再生利用，节省了材料转运费用。2缺点：a.再生深度通 常限制在2.5-6cm；b.无法除去已经不合 适进行再生的旧混合 料，级配调整幅度有 限。适用性分析就地热再生优缺点：路面有足够承载能力，沥青路面的病害仅发生在中、上面层(60mm以内)，一般用于高速公路，一、二级公路沥青路面的修复。适用性分析就地热再生适用场合：再生规范 适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用，再生层可用作上面层或者中面层。就地热再生 厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生Asphalt Recycling Plant厂拌热再生厂拌热再生Double Drum Asphalt Recycling Plant厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生Double Drum Asphalt Recycling Plant厂拌热再生厂拌热再生1可修复沥青路面的几 乎所有病害；2恢复甚至改善沥青路 面混合料的性能。适用性分析厂拌热再生主要功能：1优点：再生工艺易于 控制，再生后的沥青 混合料性能比较理想，适用范围广。2缺点：铣刨后的旧沥 青混合料需要来回运 输；RAP用量较少，一 本般为10-25%，连续 式拌和楼可为30-50%。适用性分析厂拌热再生优缺点：适用性分析厂拌热再生适用场合：适用于各等级公路沥青路面经铣刨、挖除下来的沥青层材料的再生利用，再生后的沥青混合料可用于各等级公路沥青路面的建设和维修养护工程。再生规范 适用于对各等级公路RAP进行热拌再生利用，再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况，可用于各个等级公路的沥青面层及柔性基层。厂拌热再生场拌冷再生场拌冷再生 场拌冷再生现场铣刨场拌冷再生拌和场拌冷再生拌和现场厂拌冷再生的摊铺适用性分析主要功能：厂拌冷再生1以冷拌沥青混合料的 形式实现旧路面沥青层材料的再生利用；2恢复和改善旧沥青混合料路用性能。适用性分析优缺点：厂拌冷再生1优点：a.再生工艺易于控制，再生混合料性能较好；b.适用范围广；c.能耗低、污染小。2缺点：a.再生混合料强度的形成需要较长的时间；b.需要加铺一定厚度的罩面层。适用性分析适用场合：厂拌冷再生 可用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用，再生后的混合料适用于沥青路面的中、下面层及柔性基层。再生规范 适用于对各等级公路的RAP进行冷拌再生利用，再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况，可用于高速公路和一、二级公路沥青路面的下面层及基层、底基层，三、四级公路沥青路面的面层。当用于三、四级公路的上面层时，应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。厂拌冷再生沥青层就地冷再生沥青层就地冷再生Mix-in-place-Recycling沥青层就地冷再生沥青层就地冷再生沥青层就地冷再生沥青层就地冷再生沥青层就地冷再生沥青层就地冷再生适用性分析主要功能：沥青层就地冷再生 实现旧沥青路面的翻修、重建。再生混合料可用于中下面层或柔性基层。适用性分析优缺点：1优点：a.实现了就地的再生利用，节省了材料转运费用；b.施工过程的能耗低、污染小；c.适用范围广。2缺点：a.施工质量控制的难度较大；b.一般需要加铺沥青罩面层。沥青层就地冷再生适用性分析适用场合：一般用于病害严重的一、二级公路沥青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。沥青层就地冷再生全深式就地再生全深式就地再生全深就地式再生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全深式就地再生适用性分析主要功能：全深式就地再生 将全部的沥青面层和一定厚度的基层进行再生处理，再生后的混合料可用于沥青路面的中、下面层或稳定基层。适用性分析适用场合：全深就地式再生 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。再生规范 适用于一、二、三级公路沥青路面的就地再生利用，用于高速公路时应进行论证。沥青路面就地冷再生分为沥青层就地冷再生和全深式就地冷再生两种方式。对于一、二级公路，再生层可作为下面层、基层；对于三级公路，再生层可作为面层、基层，用作上面层时应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。就地冷再生报告主要内容报告主要内容 一、再生技术发展概况 二、分类和适用性分析 三、再生混合料设计 四、国内应用情况和实例再生混合料设计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一、原路面调查与分析二、材料三、混合料设计再生混合料设计再生混合料设计一、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。再生混合料设计再生混合料设计1、调查与分析内容（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）技术经济性分析再生混合料设计再生混合料设计2、RAP取样（1）方法一：现场取样（2）方法二：拌和场料堆取样再生混合料设计再生混合料设计二、材料1、乳化沥青厂拌冷再生：慢裂型就地冷再生：中裂或慢裂型 再生混合料设计再生混合料设计试验项目单位质量要求试验方法破乳速度慢裂或中裂T 0658粒子电荷阳离子(+)T 0653筛上残留物(1.18mm筛)不大于%0.1T 0652粘度恩格拉粘度计法E252-30T 062225赛波特粘度Vss7-100T 0621蒸发残留物残留分含量 不小于62T 0651溶解度 不小于97.5T 0607针入度(25)0.1mm50-300T 0604延度(15)不小于cm40T 0605与粗集料的粘附性，裹附面积 不小于2/3T 0654与粗、细粒式集料拌和试验均匀T 0659常温贮存稳定性1d 不大于5d 不大于%15T 0655 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再生混合料设计再生混合料设计甲甲甲甲乳化乳化乳化乳化沥沥沥沥青青青青乙乙乙乙乳化乳化乳化乳化沥沥沥沥青青青青再生混合料设计再生混合料设计甲甲甲甲乳化乳化乳化乳化沥沥沥沥青青青青乙乙乙乙乳化乳化乳化乳化沥沥沥沥青青青青再生混合料设计再生混合料设计3、泡沫沥青再生混合料设计再生混合料设计项目项目技术要求技术要求试验方法试验方法膨胀率膨胀率 不小于不小于10本规范附录本规范附录E半衰期（半衰期（s）不小于不小于8本规范附录本规范附录E再生混合料设计再生混合料设计泡沫沥青技术要求 必须进行发泡试验，确定沥青的发泡性能，并不是所有的沥青都有良好的发泡特性。再生混合料设计再生混合料设计4、再生剂再生剂的作用：溶解与分散沥青质再生混合料设计再生混合料设计检验项目检验项目RA-1RA-5RA-25RA-75RA-250RA-500试验试验方法方法60粘度粘度 cSt50175176900901450045011250012501375003750160000T0619闪点闪点 220220220220220220T0663饱和分含饱和分含量量%303030303030T0618芳香分含芳香分含量量%实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录T0618薄膜烘箱薄膜烘箱前后粘度前后粘度比比333333T0619薄膜烘箱薄膜烘箱后质量变后质量变化化%4,-44,-43,-33,-33,-33,-3T0609或或T061015密度密度实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录实测记实测记录录T0603各项指标的意义：l芳香分指标l饱和分指标lRTFOT后残留物质量变化、粘度比 l闪点再生混合料设计再生混合料设计1、厂拌热再生混合料设计三、混合料设计再生混合料设计再生混合料设计 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。设计步骤 确定工程设计级配范围 确定RAP特性 确定RAP掺配比例 确定各新集料级配 矿料级配设计 估计总沥青量，估算新沥青用量Pnb 确定目标沥青标号，选择新沥青和再生剂 新沥青标号的选择 RAP含量建议新沥青等级回收沥青等级P30P=2030P=1020沥青选择不需要变化20%15%30%25%15%再生混合料设计再生混合料设计2、就地热再生混合料设计 就地 厂拌RAP新材料新材料新材料新材料RAP再生混合料设计再生混合料设计设计步骤 RAP材料取样与分析 确定工程设计级配范围 矿料级配设计 确定再生沥青目标标号/再生剂量 马歇尔方法确定最佳新沥青用量 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l 根据目标再生标号进行试配试验，绘制变化曲线，用内插法初定再 生剂用量。l 在满足再生沥青技术指标的前提 下，宜少用再生剂。再生混合料设计再生混合料设计再生剂用量的确定方法：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。再生混合料设计再生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B37.510026.580-1001001990-10010013.260-80-90-1001009.5-60-8060-8090-1004.7525-6035-6545-7560-802.3615-4520-5025-5535-650.33-203-216-256-250.0751-72-82-92-10泡沫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37.510026.585-10010019-90-10010013.260-85-90-1009.5-60-85-4.7525-6535-6545-752.3630-5530-5530-550.310-3010-3010-300.0756-206-206-20设计指标 试验项目试验项目技术要求技术要求空隙率空隙率914劈裂试劈裂试验验15劈裂强度劈裂强度 MPa 不小于不小于0.40（基层（基层/底基层）底基层）0.50（下面层）（下面层）干湿劈裂强度比干湿劈裂强度比 不小于不小于75马歇尔马歇尔稳定度稳定度试验试验40马歇尔稳定度马歇尔稳定度kN 不小于不小于5.0（基层（基层/底基层）底基层）6.0（下面层）（下面层）浸水马歇尔残留稳定度浸水马歇尔残留稳定度 不不小于小于75冻融劈裂强度比冻融劈裂强度比TSR 不小于不小于70乳化沥青冷再生混合料乳化沥青冷再生混合料试验项目试验项目技术要求技术要求劈裂劈裂试验试验15劈裂强度劈裂强度 MPa 不小于不小于0.40（基层（基层/底基层）底基层）0.50（下面层）（下面层）干湿劈裂强度比干湿劈裂强度比 不小于不小于75马歇马歇尔稳尔稳定度定度试验试验40马歇尔稳定度马歇尔稳定度kN 不小于不小于5.0（基层（基层/底基层）底基层）6.0（下面层）（下面层）浸水马歇尔残留稳定度浸水马歇尔残留稳定度 不小于不小于75冻融劈裂强度比冻融劈裂强度比TSR 不小于不小于70泡沫沥青冷再生混合料泡沫沥青冷再生混合料设计步骤 RAP及其它材料的分析 级配设计 确定最佳含水量 确定最佳沥青用量试样成型方法的问题 再生混合料设计再生混合料设计马歇尔击实旋转压实4、无机结合料全深式冷再生混合料筛孔尺寸（mm）通过各筛孔的质量百分率（%）12337.510090-10031.510026.590-10066-1001972-8954-1009.547-6739-1004.7529-4950-10028-842.3617-3520-701.1814-570.68-2217-1008-470.0750-70-300-30再生混合料设计再生混合料设计检测项目检测项目再生结合料类型再生结合料类型水泥水泥石灰石灰高速公高速公路和一路和一级公路级公路二级及二级及二级以二级以下公路下公路高速公高速公路和一路和一级公路级公路二级及二级及二级以二级以下公路下公路无侧限无侧限抗压强抗压强度度（MPa）基层基层 不小不小于于352.53-0.8底基层底基层 不不小于小于1.52.51.52.00.80.50.7再生混合料设计再生混合料设计报告主要内容报告主要内容 一、再生技术发展概况 二、分类和适用性分析 三、再生混合料设计 四、国内应用情况和实例国内应用就地热再生京津塘高速公路：200多万平方米成渝高速公路：150多万平方米京福高速（山东）：30多万平方米京石高速公路：15多万平方米沪蓉高速、石太高速、石黄高速、长平高速、长营高速、应用面积超过500万平方米！就地热再生就地热再生就地热再生就地热再生国内应用厂拌热再生 北京、上海等城市 广佛高速改扩建工程厂拌热再生厂拌热再生 1989年广佛高速公路建成通车 1993年加铺40mm厚PE改型沥青混合料 1999年扩建为6车道（局部8车道）2001年路面严重破损，需重建广佛高速厂拌热再生厂拌热再生广佛高速厂拌热再生厂拌热再生广佛高速4cm改性SMA-135cm改性AC-206cm再生沥青AC-25I再生沥青LSM-25或素混凝土 原路面基层路面结构厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生在RAP材料掺量不超过40%的范围内，再生混合料的高温性能优于非再生混合料，RAP材料掺量越大，高温性能越好；在RAP材料掺量不超过40%的范围内，再生混合料的疲劳性能略低于非再生混合料，但经过老化之后的再生沥青混合料的疲劳性能与新料沥青混合料无明显差异；广佛高速试验结论厂拌热再生厂拌热再生在RAP材料掺量不超过40%的范围内，再生混合料的低温性能劣于非再生混合料，RAP材料掺量越大，低温性能损失越多；在RAP材料掺量不超过40%的范围内，热再生沥青混合料的水稳定性略低于非再生混合料。广佛高速试验结论北京厂拌热再生设备国内应用宁沪高速、昌九高速、京沪高速（沧州段）、西阎高速、西潼高速、西户高速、京珠高速、连霍高速等应用面积超过500万平方米！厂拌冷再生厂拌冷再生厂拌冷再生沪宁高速改性沥青SMA13 4.0cm改性沥青Sup20 8.0cm普通沥青Sup25 8.0cm普通沥青LSM25 10.0cm乳化乳化沥沥青冷再生混合料青冷再生混合料层层 10.0cm级配碎石 20.0cm二灰碎石再生二灰碎石再生层层 16.0cm路基老路沥青面层铣刨料再生后用于柔性基层下基层老路二灰碎石基层铣刨料再生后用于底基层路基二灰碎石基层老路沥青面层厂拌冷再生厂拌冷再生沪宁高速4cm改性沥青AK-13A8cm重交沥青SUP208cm重交沥青SUP20）沥青面层（15cm）二灰碎石基层（15cm）土基乳化沥青冷再生基层（10cm）土基4cm改性沥青改性沥青AK-13A8cm重交沥青重交沥青SUP208cm重交沥青重交沥青SUP20）沥青面层（沥青面层（15cm）二灰碎石基层（二灰碎石基层（15cm）土基土基乳化沥青冷再生基层乳化沥青冷再生基层（10cm）土基土基沪宁高速公路镇江支线试验路乳化沥青冷再生试验段前后路面结构图 厂拌冷再生厂拌冷再生沪宁高速厂拌冷再生厂拌冷再生 乳化沥青冷再生试验段使用总体情况良好，路面平整密实，基本没有病害，也没有产生车辙。试验段通车一年后的情况沪宁高速厂拌冷再生厂拌冷再生沪宁高速厂拌冷再生厂拌冷再生沪宁高速标段结构形式工程量（m2）单价（元/m2）金额（元）HN-LM4标10cm乳化沥青冷再生下基层96369533.2632,052,49610cm LSM2596369553.1051,172,205结构替代所节省的材料费用19,119,709 将HN-LM4标沥青面层经乳化沥青冷再生后用于新路下基层，厚度为10cm，以取代10cm的沥青碎石下基层，造价节省了1911.971911.97万元万元万元万元。节省造价约6.67。柔性基层沥青路面经济效益分析厂拌冷再生厂拌冷再生昌九高速沥青罩面？cm细粒式 4cm中粒式 6cm水稳基层 22cm级配碎石 33cm改性沥青AC13 4cm改性沥青AC20 6cm普通沥青AC20 6cm冷再生层 10-12cm原水稳基层 20cm老路面结构重建后路面原级配碎石厂拌冷再生厂拌冷再生昌九高速厂拌冷再生厂拌冷再生昌九高速厂拌冷再生厂拌冷再生昌九高速厂拌冷再生厂拌冷再生西阎高速AK-16 4cmAC-20 5cmAC-25 6cm二灰稳定砂砾 20cm二灰稳定土 28cm AC-13 4cm AC-20 6cm泡沫沥青再生层 14cm原二灰稳定砂砾 20cm原二灰稳定土 28cm老路面结构重建后路面厂拌冷再生厂拌冷再生西阎高速就地冷再生就地冷再生营大路沥青层 12-15cm手摆拳石 16cm石灰土 30cm老路结构重建方案1天然砂砾 15cm手摆拳石 16cm石灰土 30cmSMA13 4cmAC20 6cm水稳碎石 36cm冷再生层 15cm手摆拳石 16cm石灰土 30cmSMA13 4cmAC20 6cm重建方案2就地冷再生就地冷再生营大路就地冷再生就地冷再生营大路就地冷再生就地冷再生营大路通车四年后，路况良好。就地冷再生就地冷再生营大路结语再生技术在国外是一项成熟技术，已有三十年的应用经验，使用状况良好。近几年，我国对再生技术也进行了研究，取得了较多经验，实践证明可以推广应用。不同再生技术各有适用场合，没有优劣之分，是互补关系，不能相互替代。应用时要根据道路实际情况进行综合分析，选用最适宜的技术。请提宝贵意见谢谢！谢谢！