（機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)論文）瀝青路面就地冷再生技術(shù)研究.pdf

摘姜 本文從瀝青路面再生技術(shù)的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā) 首先介紹了路面再生原理 及再生技術(shù)的分類 并對(duì)就地冷再生技術(shù)與就地?zé)嵩偕夹g(shù) 廠拌熱再生技術(shù) 廠拌冷 再生技術(shù)進(jìn)行了方案比較研究 綜合評(píng)價(jià)了就地冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 不僅不需要加熱 節(jié)約了能源 還不需要運(yùn)輸原材料 是我國(guó)道路改建大修的首選 在此基礎(chǔ)上 詳細(xì)闡 述了瀝青路面就地冷再生技術(shù)的原理 特點(diǎn)和適用條件 接著重點(diǎn)分析了就地冷再生技術(shù)的工藝過程及質(zhì)量控制 對(duì)水泥 乳化瀝青 泡沫 瀝青三種添加劑的選擇進(jìn)行分析 對(duì)施工工藝中加水工序的先后進(jìn)行了分析 并以京福 公路的舊路改建工程中鋪筑的2 0 0 m 試驗(yàn)路段采用了水泥為添加劑 先加水施工工藝為 例 證明其工藝簡(jiǎn)便 質(zhì)量可靠 然后重點(diǎn)研究了就地冷再生設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn) 并 對(duì)國(guó)內(nèi)外瀝青就地冷再生設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹 且進(jìn)行了對(duì)比分析 提出了改進(jìn)建議 并進(jìn)一步在選型組合中應(yīng)用排隊(duì)論建立了就地冷再生主機(jī)一初壓壓路機(jī)合理匹配模型 提出就地冷再生主機(jī)經(jīng)選型后與后續(xù)初壓壓實(shí)機(jī)械效率合理匹配關(guān)系 最后 對(duì)就地冷再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)環(huán)境效益進(jìn)行了深入分析 實(shí)踐證明 就地冷再生技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出 不僅施工工序簡(jiǎn)便 而且能節(jié)約2 0 一3 0 的費(fèi)用 經(jīng)濟(jì)效 益可觀 有很好的發(fā)展前景 總之 就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用必將節(jié)約大量的資金 減輕環(huán)境污染 其不僅對(duì)交通 干擾小 改善路面級(jí)配 降低孔隙率 還能延緩路面老化 給我國(guó)舊瀝青路面改建帶來 不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 關(guān)鍵詞 瀝青路面 就地冷再生 施工工藝 設(shè)備性能 a b s t r a c t a tf i r s t b a s e do nt h ec u r r e n ts i t u a t i o no fd e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fa s p h a l t c o n c r e t es u r f a c er e c y c l i n gt e c h n o l o g y t h ep r i n c i p l eo f r o a dr e c y c l i n ga n dt h ec l a s s i f i c a t i o no f r e c y c l i n gt e c h n o l o g i e sa r ei n t r o d u c e d t h et e c h n o l o g i e so fc o l di n p l a c er e c y c l i n g h o t i n p l a c er e c y c l i n g h o tm i xp l a n ti n p l a c er e c y c l i n g c o l dm i xp l a n ti n p l a c er e c y c l i n ga r e b e i n gc o m p a r e da n ds t u d i e d t h ed i s a d v a n t a g e so fc o l di n p l a c er e c y c l i n gt e c h n o l o g ya r e e s t i m a t e ds y n t h e t i c a l l y i td o e s n tn e e dt oh e a tw h i c hc a ns a v ee n e r g y a n di ta l s od o e s n t n e e dt ot r a n s p o r tr a wm a t e r i a l i ti st h ef i r s tc h o i c ef o rr e b u i l d i n ga n do v e r h a u l i n go fo u r c o u n t r y sr o a d t h e nt h ep r i n c i p l e f e a t u r e sa n da p p l i c a b l e c o n d i t i o n so fa s p h a l t p a v e m e n tc o l di n p l a c er e c y c l i n ga r ee l a b o r a t e di nd e t a i l t h i sp a p e rp u t se m p h a s i so nt h ep r o c e s sa n dq u a l i t yc o n t r o lo f c o l di n p l a c er e c y c l i n g t e c h n o l o g y t h ec h o i c eo ft h r e ea d d i t i v e s c o n c r e t e e m u l s i f i e da s p h a l ta n d f o a ma s p h a l t i s a n a l y z e d t h eo r d e ro ft h ep r o c e s so fa d d i n gw a t e ri sa n a l y z e d t h e nt a k et h e p r o j e c to f r e b u i l d i n gt h eo l dr o a do fj i n g f ur o a df o re x a m p l e t h e2 0 0 m o l dr o a df o re x a m i n a t i o nt a k e s c o n c r e t ea sc o n c r e t e a n da d d sw a t e ra tf i r s t w h i c hp r o v e st h a tt h ep r o c e s si ss i m p l ea n d c o n v e n i e n ta n dt h eq u a l i t yi sc r e d i b l e t h e nt h es t r u c t u r ep e r f o r m a n c ef e a t u r e sa r es t u d i e d w h a t sm o r e a s p h a l tc o l di n p l a c er e c y c l i n ge q u i p m e n t sa th o m ea n da b r o a da r ei n t r o d u c e d s e l e c t i v e l ya n dac o m p a r a t i v ea n a l y s i si sd o n e a n dt h em o d i f i e da d v i c ei ss u g g e s t e d w h a t s m o r e t h er e a s o n a b l em a t c h i n gm o d e lb e t w e e nr o a dr o l l e ra tf i r s tr o l l i n ga n d m a i nm a c h i n eo f c o l di n p l a c er e c y c l i n gi sb u i l tu s i n gt h eq u e u i n gt h e o r y a n dt h er e a s o n a b l er e l a t i o n s h i p b e t w e e nm a i n f r a m eo fc o l di n p l a c er e c y c l i n ga f t e rt y p ec h o i c ea n dr o a dr o l l e ra tf i r s tr o l l i n g i ss u g g e s t e d a tl a s t c o l di n p l a c er e c y c l i n ge n g i n e e r i n gd i v e r t i o na n dc o n t r o la r ee l a b o r a t e d i ti s p r o v e dt h a tt h ea d v a n t a g e so fc o l di n p l a c er e c y c l i n gt e c h n o l o g yi so u t s t a n d i n g a n dt h e c o n s t r u c t i o np r o c e s si ss i m p l ea n dc o n v e n i e n t w h a t sm o r e i tc a ns a v em o n e yb y2 0 3 0 a n de c o n o m i cb e n e f i ti sc o n s i d e r a b l e i nb r i e f t h ea p p l i c a t i o no fc o l di n p l a c er e c y c l i n gt e c h n o l o g yc a ns a v eal o to ff u n d sa n d a l l e v i a t et h ep o l l u t i o no fe n v i r o n m e n t a n dt h ei n t e r f e r e n c et ot r a f f i ci ss m a l l a l s oi tc a n i i i i m p r o v et h er o a dg r a d t i a t i o n a n dr e d u c et h er a t i oo fh o l ea n dc r a c k f o rt h em o r e i tc a n a l l e v i a t et h er o a da g i n g a n dt h e nm a k ei m m e a s u r a b l ee c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i tf o ro u r c o u n t r y sa s p h a l tr o a dr e b u i l d i n g k e yw o r d a s p h a l tp a v e m e n t c o l di n p l a c er e c y c l i n g c o n s t r u c t i o nc r a f t e q u i p m e n tp e r f o r m a n c e i v 論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明 本人所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 獨(dú)立進(jìn)行研究工 作所取得的成果 除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 對(duì)論文的研究做出重 要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體 均己在文中以明確方式標(biāo)明 本論文中不包含任何 未加明確注明的其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的成果 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān) 論文作者簽名 細(xì)3 年j 月 7 日 論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明 本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品 知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬學(xué) 校 學(xué)校享有以任何方式發(fā)表 復(fù)制 公開閱覽 借閱以及申請(qǐng)專利等權(quán) 利 本人離校后發(fā)表或使用學(xué)位論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成 果時(shí) 署名單位仍然為長(zhǎng)安大學(xué) 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定 論文作一 嘶 導(dǎo)師簽名 名擄 沙呦年夕 b o 兮g 辱f 其習(xí)日 1 月卵日 長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 問題的提出及研究意義 第一章概述 1 1 1 問題的提出 目前我國(guó)公路建設(shè)發(fā)展迅速 至2 0 0 7 年底 高速公路總里程已達(dá)到5 3 9 萬公里 居 世界第二位 由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 交通量的不斷增長(zhǎng) 致使車輛大型化及重載超載車 的比例不斷提高 使瀝青路面受到明顯的提前損壞 按照瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命 1 0 1 5 年 和實(shí)際使用情況 從現(xiàn)在起 每年約有1 2 的瀝青路面需要翻修 舊瀝青混合料廢棄量 將達(dá)到2 2 0 萬噸之多 如能對(duì)其加以合理利用 每年可節(jié)省材料費(fèi)3 億元以上 而且這 個(gè)數(shù)字是以每年以1 5 的速度增長(zhǎng)的 2 l 因此 如何利用這些廢棄瀝青混合料 節(jié)省資源 和保護(hù)環(huán)境 就成為近年來道路工程技術(shù)人員研究的重要課題 研究瀝青路面再生技術(shù) 能在提高道路等級(jí) 保護(hù)環(huán)境 節(jié)省資源 重復(fù)利用廢棄 瀝青混合料方面而獲得的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益對(duì)國(guó)家的公路建設(shè)具有重要意義 同時(shí) 這項(xiàng)技術(shù)也是 可持續(xù)發(fā)展 戰(zhàn)略在公路建設(shè)中的具體體現(xiàn) 1 1 2 研究意義 盡管現(xiàn)在我國(guó)許多油田得到開發(fā) 石油工業(yè)有了很大發(fā)展 但生產(chǎn)的瀝青仍然供不 應(yīng)求 瀝青的供應(yīng)量尚不足需求量的2 3 因砂石料的生產(chǎn)地不均 特別是在缺乏砂石材 料的地區(qū) 由于砂石材料都是從外地經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸而來 成本比較高 因此 我們需要找 到一種能夠有效利用大量廢棄路面材料的新技術(shù) 而瀝青路面再生技術(shù)不僅能夠利用舊 路面的廢棄材料節(jié)省瀝青 砂石等筑路材料 還能解決廢棄材料對(duì)空間的占用及對(duì)環(huán)境 的污染 具有簡(jiǎn)化施工工序 節(jié)約工期等優(yōu)點(diǎn) 再生技術(shù)可節(jié)省資源 獲得直接的經(jīng)濟(jì)效益 并可保護(hù)生態(tài)環(huán)境 獲得社會(huì)效益 是一項(xiàng)利國(guó)利民的環(huán)保型新技術(shù) 據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示 瀝青混合料再生利用 可節(jié)約材料 費(fèi)用5 3 4 路面降低造價(jià)2 5 左右 瀝青節(jié)約5 0 如1 9 8 0 年美國(guó)使用了約5 0 0 0 萬 噸舊瀝青混合料 節(jié)約投資達(dá)3 9 5 億美元 3 1 據(jù)預(yù)測(cè) 1 0 年后 瀝青路面的大 中修產(chǎn) 生的舊瀝青混合料將達(dá)到1 0 0 0 萬噸 若采用瀝青路面的再生技術(shù) 每年可節(jié)約材料費(fèi)1 5 億元 2 o 第一章概述 1 2 國(guó)內(nèi)外再生技術(shù)研究概況 1 2 1 國(guó)外再生技術(shù)研究概況 國(guó)外對(duì)舊瀝青路面再生技術(shù)的研究一直頗為重視 而且技術(shù)相對(duì)成熟 歐美國(guó)家先 后出版了 瀝青混合料廢料再生利用技術(shù) 舊瀝青再生混合料技術(shù)準(zhǔn)則 路面瀝青 廢料再生指南 等一系列規(guī)范 提出了適于各種條件下瀝青混合料再生利用的方法 并 且在再生劑開發(fā) 再生混合料設(shè)計(jì) 施工設(shè)備等方面的研究日趨深入 并且取得了相當(dāng) 的成就 1 9 1 5 年瀝青路面再生技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究首先在美國(guó)開始 但以后由于大規(guī)模的新道路 建設(shè) 這項(xiàng)技術(shù)沒有得到足夠的重視 1 9 7 3 年石油危機(jī)爆發(fā) 1 日瀝青路免材料再生利用 作為解決石油危機(jī)的一個(gè)重要對(duì)策措施 又重新引起人們的重視 1 9 7 4 年美國(guó)開始研究 這項(xiàng)技術(shù) 并且迅速在全國(guó)推廣應(yīng)用 據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公路管理局的統(tǒng)計(jì) 1 9 8 0 年2 5 個(gè)州 共使用了2 0 0 萬噸的熱拌再生瀝青混凝土 1 9 8 1 年4 0 個(gè)州使用的數(shù)量就達(dá)到3 5 0 萬噸 到1 9 8 5 年再生瀝青混合料的用量就猛增到近2 億噸 差不多為全部路用瀝青混合料的 一半 由于瀝青路面再生利用大有可為 為此 研究工作得到美國(guó)聯(lián)邦公路局的大力資助 1 9 8 1 年美國(guó)交通運(yùn)輸研究委員會(huì)編制出版了 路面廢料再生指南 同年美國(guó)瀝青協(xié)會(huì) 出版了 瀝青路面熱拌再生利用手冊(cè) 1 9 8 3 年又出版了 瀝青路面冷拌再生技術(shù)手冊(cè) 這些表明美國(guó)的瀝青路面再生技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)成熟的地步 日本從1 9 7 4 年開始進(jìn)行瀝青路面再生技術(shù)的研究 1 9 8 0 年廠拌再生的熱拌混合料 累計(jì)已達(dá)5 0 萬噸 日本高速公路多數(shù)經(jīng)歷的時(shí)間不長(zhǎng) 需要翻修的數(shù)量不多 1 9 8 0 年 路面廢料總量約為2 6 0 萬噸 與同年全國(guó)瀝青混合料總需求量7 0 0 0 萬噸相比 僅占3 5 盡管如此 路面廢料再生利用的數(shù)量已超過5 0 1 9 8 4 年7 月 日本道路協(xié)會(huì)出版了 路面廢料再生利用技術(shù)指南 并且就有關(guān)再生技術(shù)編成了手冊(cè) 歐洲一些國(guó)家對(duì)再生技術(shù)的研究開展相對(duì)較晚 7 0 年代中期 聯(lián)邦德國(guó) 荷蘭 芬 蘭等國(guó)家相繼進(jìn)行小規(guī)模試驗(yàn) 并迅速推廣應(yīng)用 相比之下 聯(lián)邦德國(guó)再生技術(shù)研究的 發(fā)展速度較快 居歐洲首位 聯(lián)邦德國(guó)在1 9 7 8 年已經(jīng)將全部廢棄路面材料加以再生利 用 在芬蘭 現(xiàn)在幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織舊路面材料的收集和儲(chǔ)存工作 過去再生材料 主要用于輕型交通的路面和基層 近年來 在重交通道路上也開始應(yīng)用 法國(guó)公路局現(xiàn) 在對(duì)再生技術(shù)的研究也頗為重視 在高速公路和一些重交通道路的路面修復(fù)工程中開始 2 長(zhǎng)安人學(xué)碩上學(xué)位論文 逐步推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù) 澳洲a u s t r o a d s 在其1 9 9 7 年 瀝青再生指南 中指出 利用6 0 r a p 的瀝青混 合料使用壽命與傳統(tǒng)瀝青相同 而抗車轍能力卻得到增強(qiáng) 日本道路協(xié)會(huì)的 場(chǎng)拌再生 瀝青鋪裝技術(shù)指針 也認(rèn)為 將再生熱拌瀝青混合料應(yīng)用于條件苛刻的重交通道路 d 交通 路面結(jié)果表明 如果對(duì)再生熱拌瀝青混合料進(jìn)行恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制管理 鋪裝后的 性能與只用新料鋪裝的各種性能沒有區(qū)別 前蘇聯(lián)早就對(duì)瀝青路面再生技術(shù)進(jìn)行了研究 而且1 9 6 6 年就出版了 瀝青混凝土 廢料再生利用技術(shù)的建議 一書 但實(shí)際應(yīng)用甚少 1 9 7 9 年又出版了 舊瀝青混凝土再 生混合料技術(shù)準(zhǔn)則 提出了適于各種條件下再生利用的方法 其中規(guī)定再生瀝青混合 料只可用于高級(jí)路面的基層和低級(jí)路面的面層 1 9 8 4 年蘇聯(lián)又出版了 再生路用瀝青混 凝土 一書 并在生產(chǎn)中廣為應(yīng)用 僅列寧格勒市因推廣瀝青路面再生技術(shù)每年就可節(jié) 約瀝青材料達(dá)1 4 0 0 噸之多 可以看出 歐美國(guó)家特別重視舊瀝青再生技術(shù)的研究 他們?cè)谠偕旌狭系陌柚乒?藝 以及與之配套的各種挖掘 銑刨 破碎 拌和等機(jī)具的研制方面 都取得了很大成 就 已經(jīng)形成了一套比較完整的再生實(shí)用技術(shù) 并且達(dá)到了規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的成熟程度 有關(guān)資料情況如表1 1 所示 表1 1國(guó)外在舊瀝青路面再生方面的技術(shù)資料 時(shí)間 國(guó)家出版物名稱 1 9 6 6 前蘇聯(lián)瀝青混凝土廢料再生利用技術(shù)的建議 1 9 7 9前蘇聯(lián)舊瀝青混凝士再生混合料技術(shù)準(zhǔn)則 1 9 8 1美國(guó)路面廢料再生指南 1 9 8 l 美國(guó)瀝青路面熱拌再生技術(shù)手冊(cè) 1 9 8 3 美國(guó)瀝青路面冷拌再生技術(shù)手冊(cè) 1 9 8 4日本 路面廢料再生利用技術(shù)指南 1 9 8 4 前蘇聯(lián)再生路用瀝青混凝土 1 9 9 7 澳大利亞瀝青再生指南 縱觀國(guó)外瀝青路面再生利用技術(shù)研究發(fā)展的狀況 在2 0 世紀(jì)8 0 年代之前 瀝青路 面的再生基本上采用廠拌再生工藝 8 0 年代后 隨著路面加熱設(shè)備和就地材料試驗(yàn)檢 3 第一章概述 測(cè)技術(shù)的逐步完善 路面就地再生技術(shù)開始受到各國(guó)的重視 總之 國(guó)外瀝青路面再生 技術(shù)已同趨成熟 不同的再生工藝形成了不同的再生機(jī)械設(shè)備 實(shí)施了全套機(jī)械化作業(yè) 今后的發(fā)展方向是機(jī)械的大功率 高效率 低成本和綜合功能 并通過機(jī)械設(shè)備的不斷 創(chuàng)新而提高再生路面的使用性能 1 2 2 國(guó)內(nèi)再生技術(shù)研究概況 我國(guó)在早期曾不同程度地利用廢舊瀝青料來修路 但都將其作為廢料利用考慮 一 般只用于輕交通道路 人行道或道路墊層 1 9 8 2 年山西省結(jié)合油路的大中修工程鋪筑 瀝青再生試驗(yàn)段8 0 余公里 甘肅省蘭州公路總段從1 9 8 3 年以來采用陽離子乳化瀝青 作再生劑對(duì)夏蘭三路 蘭包路 甘川路進(jìn)行冷法再生瀝青路面 同時(shí)對(duì)蘭空一榆中機(jī)場(chǎng)專 用道路 中川路 西蘭路 蘭三路進(jìn)行熱再生路面施工 云南省1 9 8 3 1 9 8 8 年分別對(duì) 昆洛 貴昆路進(jìn)行再生瀝青路面試驗(yàn)研究 這些舊瀝青路面再生利用工作都取得成功 為我國(guó)舊瀝青路面再生提供了寶貴經(jīng)驗(yàn) 但這些舊瀝青路面再生利用都是在舊渣油路面 或中輕交通量公路上進(jìn)行的 對(duì)于高等級(jí)公路 或重交通公路 上的研究不足 從8 0 年代 中后期我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要 全國(guó)開始進(jìn)行大規(guī)模的公路建設(shè) 特別是高速公路建設(shè) 的展開 人力 物力的不足及對(duì)瀝青再生技術(shù)不夠重視 致使我國(guó)在舊瀝青路面再生技術(shù) 研究的深化方面基本上處于停滯狀態(tài) 近幾年某些公路單位又開始嘗試著將舊瀝青路面 簡(jiǎn)單再生后用于中輕交通量公路或道路基層 如1 9 9 2 年同濟(jì)大學(xué)在淮阜路采用陽離子 乳化瀝青進(jìn)行冷法再生瀝青路面試驗(yàn) 1 9 9 7 年江蘇淮陰市公路處用乳化瀝青冷法再生 舊料后鋪筑路面 取得了一定效果 隨著我國(guó)高等級(jí)瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加 對(duì) 瀝青路面舊料再生技術(shù)有必要進(jìn)行深入 系統(tǒng)研究 2 0 0 0 年沈大高速公路營(yíng)口段再生試 驗(yàn) 黃曉明等針對(duì)克拉瑪依a h 一7 0 瀝青研制出a 型再生劑 輕油與增粘樹脂的混溶物 表 明我國(guó)公路科研生產(chǎn)單位也開始重視高等級(jí)公路舊瀝青路面再生技術(shù)的研究 我國(guó)的實(shí)際瀝青路面再生起步于2 0 世紀(jì)8 0 年代初期 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 瀝青路面再生機(jī)械也逐步發(fā)展起來 經(jīng)過多年努力 我國(guó)的瀝青路面再生技術(shù)已逐步形 成了自己特有的再生工藝 一些路面再生機(jī)械在我國(guó)已能夠生產(chǎn) 有些機(jī)型已逐步形成 系列 近幾年 我國(guó)修筑的高等級(jí)路面大多為瀝青路面 而且進(jìn)口瀝青占很大比例 價(jià) 格昂貴 路用石料價(jià)格也日趨上升 原材料成本在整個(gè)路面工程所占的比例越來越大 對(duì)舊瀝青混合料再生技術(shù)的研究利用就顯得尤為迫切 從2 0 世紀(jì)8 0 年代中期開始 我國(guó)經(jīng)過1 0 多年大規(guī)模建設(shè)高等級(jí)公路 已培養(yǎng)出 4 長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文 了大批瀝青混凝土路面工程的科研 設(shè)計(jì) 施工等各方面的技術(shù)人才 同時(shí) 我國(guó)在瀝 青再生研究方面也已取得了初步成果 因此 我國(guó)具備開發(fā)瀝青再生技術(shù)所需的技術(shù)管 理力量 1 9 8 3 年建設(shè)部下達(dá)了 廢舊瀝青混合料再生利用 的研究項(xiàng)目 由上海市政工程研究 所 武漢市政工程設(shè)計(jì)研究院 天津市政工程研究所等單位承擔(dān) 當(dāng)時(shí)的主攻方向是把 舊渣油路面加入適量的輕油使之軟化 來代替常規(guī)瀝青混合料 鋪筑層次是解決用量較 多的面層下層 拌和設(shè)備方面則應(yīng)用現(xiàn)有設(shè)備作適當(dāng)改裝 經(jīng)過三年的努力 在蘇州 武漢 天津 南京四個(gè)城市鋪筑了3 0 0 0 0m 2 以上的試驗(yàn)路 經(jīng)過路用效果觀測(cè)證明 再 生路面的綜合使用品質(zhì)不低于常規(guī)熱拌瀝青混凝土路面 湖南省將乳化瀝青加入舊渣油 路面處理面層料 并分別用拌和法和層鋪法修筑了再生試驗(yàn)路 也證明了其技術(shù)可行性 和經(jīng)濟(jì)性 幾年來 同濟(jì)大學(xué) 山西省公路局 湖北省公路局科研所 西安公路研究所 河南 省交通廳科研所 河北省交通科研所 山東省濟(jì)寧市公路總段 東南大學(xué) 江西省公路 局以及湖南省公路局等單位 已經(jīng)在再生機(jī)理的理論 再生設(shè)計(jì)方法 再生劑的質(zhì)量技 術(shù)指標(biāo) 熱法和冷法再生的施工工藝 再生機(jī)械設(shè)備等諸多方面的研究 取得了一定的 成果 將我國(guó)瀝青路面再生利用技術(shù)研究提高到了新的水平 相信不久的將來 在公路 養(yǎng)護(hù)工作中 這些再生機(jī)械將大顯身手 給我們帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益 4 捌 目前我國(guó)已建成的高等級(jí)瀝青路面逐漸進(jìn)入大修期 瀝青路面的再生利用必將引起 重視 成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn) 隨著我國(guó)公路交通行業(yè)的發(fā)展 公路通車?yán)锍逃绕涫歉?等級(jí)公路通車?yán)锍桃蜒杆偬岣?公路的維修量將迅速增加 采用瀝青再生技術(shù)進(jìn)行大面 積公路維修是必然趨勢(shì) 1 3 論文的研究目的及內(nèi)容 1 3 1 論文的研究目的 進(jìn)行瀝青路面再生技術(shù)的研究 對(duì)施工工藝過程 質(zhì)量控制及設(shè)備結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn)進(jìn) 行深入地分析 目的是為大量的瀝青路面翻修及養(yǎng)護(hù)工程應(yīng)用冷再生技術(shù)提供科學(xué)的依 據(jù) 本課題的研究對(duì)提高我國(guó)道路等級(jí) 合理利用資源 保護(hù)環(huán)境 維持我國(guó)龐大的高 速公路網(wǎng)的通行能力 提高公路的服務(wù)質(zhì)量和保障安全運(yùn)營(yíng) 具有十分巨大的社會(huì)意義 和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 5 第一章概述 1 3 2 論文研究的主要內(nèi)容 本文研究的主要內(nèi)容如下 l 分析了瀝青路面再生原理 并對(duì)就地冷再生技術(shù)與就地?zé)嵩偕夹g(shù) 廠拌熱再 生技術(shù)與廠拌冷再生技術(shù)進(jìn)行了方案比較分析 進(jìn)行了優(yōu)劣性闡述 2 重點(diǎn)分析了瀝青路面就地冷再生的技術(shù)原理 適用范圍 施工工藝過程質(zhì)量控 制和添加劑的選擇問題 并闡述了就地冷再生的方案設(shè)計(jì)方法 3 闡述了就地冷再生工程中再生機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)性能特點(diǎn) 對(duì)國(guó)內(nèi)外就地冷再生 機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)性對(duì)比分析 并在此基礎(chǔ)上應(yīng)用排隊(duì)論建立了就地冷再生 主機(jī)一初壓壓路機(jī)合理匹配模型 4 闡述了就地冷再生技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性及社會(huì)環(huán)境效益 6 長(zhǎng)安人學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章瀝青路面再生技術(shù)的對(duì)比分析 2 1 舊瀝青材料的老化與再生 2 1 1 舊瀝青材料的老化 瀝青路面在使用過程中逐步脆硬老化 其實(shí)只是其中的瀝青結(jié)合料發(fā)生老化 引起 瀝青組分變化的原因是多方面的 如瀝青中的輕質(zhì)組分 飽和分和芳香分 揮發(fā) 以及 由氧及光照引起的氧化 縮合作用等 主要原因是氧化縮合作用 由于瀝青路面中礦質(zhì) 集料對(duì)瀝青中輕質(zhì)組分的吸附 促使高分子化合物的增加 瀝青中飽和分比較穩(wěn)定 變 化不大 而芳香烴分子量增大 向膠質(zhì)轉(zhuǎn)化 膠質(zhì)向?yàn)r青質(zhì)轉(zhuǎn)化 瀝青中的低分子聚合 為更大的分子 這種組分轉(zhuǎn)化從對(duì)舊瀝青路面材料的抽提試驗(yàn)可以看出 表現(xiàn)為芳香分 減少 膠質(zhì)和瀝青質(zhì)增加 由于瀝青化學(xué)組分移行 因而引起瀝青物理 化學(xué)性質(zhì)的變 化 通常表現(xiàn)為針入度變小 延度降低 軟化點(diǎn)和脆點(diǎn)升高 瀝青變硬 變脆 延伸性 降低 6 隨著瀝青路面使用年限的延長(zhǎng) 瀝青質(zhì)的濃度相對(duì)增大 老化加重 瀝青材料各組 分之間配伍失調(diào) 其膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化 作為溶劑的軟瀝青質(zhì)和作為溶質(zhì)的瀝青質(zhì)溶 度參數(shù)也發(fā)生變化 這就破壞了它們之間的相容性 造成瀝青性質(zhì)的變化 和性能優(yōu)良 的初始瀝青結(jié)合料相比 老化嚴(yán)重的瀝青結(jié)合料在常規(guī)路面性能上的差距主要體現(xiàn)在兩 方面 一是粘性過高 二是柔韌性不足 其中 柔韌性不足是瀝青結(jié)合料路用性能不良 的主要原因 2 1 2 舊瀝青材料的再生 舊瀝青再生 在某種意義上說 是瀝青老化的逆過程 因此 從流變學(xué)的觀點(diǎn)來看 舊瀝青再生的方法可以歸結(jié)為以下兩點(diǎn) 一是將舊瀝青的粘度調(diào)節(jié)到所需要的粘度范圍 內(nèi) 二是將舊瀝青的流變指數(shù)予以適當(dāng)提高 使舊瀝青重新獲得良好的流變性質(zhì) 經(jīng)過 再生 性能就能得到一定程度的恢復(fù) 重新可以利用 7 1 其示意圖見2 1 所示 現(xiàn)在歐美國(guó)家都應(yīng)用粘度指標(biāo)來控制再生瀝青的性能 只要是老化瀝青的年度恢復(fù) 到正常狀態(tài) 那么瀝青的其他性能指標(biāo)也可以得到恢復(fù) 7 第二章瀝青路面再生技術(shù)的對(duì)比分析 現(xiàn)有的舊瀝青混合料 上 i i 摻加的新集料現(xiàn)有的舊集料現(xiàn)有的舊瀝青摻加的新瀝青和再生劑 l 上上 形成新的級(jí)配 形成再生瀝青 i 上 拌和 再生瀝青混合料 2 2 再生技術(shù)的分類 圖2 1i e l 瀝青材料的再生 瀝青路面再生技術(shù)屬于道路維修的范圍 按再生形成的層位不同可分為再生面層 再生基層和再生底基層 按再生方式的不同可分為熱再生和冷再生 按拌和地點(diǎn)的不同 可分為現(xiàn)場(chǎng)再生和廠拌再生 我國(guó)再生形式主要是廠拌熱在生 就地?zé)嵩谏?廠拌冷再 生 就地冷再生四種 8 1 2 2 1 廠拌熱再生 所謂廠拌熱再生技術(shù) 是將舊的瀝青路面混合料切削回收 集中到再生拌和廠 再 根據(jù)舊混合料性能的變化 摻入不同的熱添加材料 然后拌和成符合路面技術(shù)性能要求 的再生混合料 最后運(yùn)入施工現(xiàn)場(chǎng) 攤鋪并碾壓成為新的瀝青路面 廠拌熱再生技術(shù)在 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用非常普遍 其施工機(jī)械為多臺(tái)功能單一的再生設(shè)備如銑刨機(jī) 或沖擊鎬 破碎篩分機(jī) 再生拌和機(jī) 運(yùn)輸廠拌設(shè)備 路面攤鋪機(jī)及壓路機(jī)等共同配合 完成全部 再生作業(yè) 再生混合料的級(jí)配 新舊料的摻配比例 溫度及拌和均勻程度等均由再生拌 和設(shè)備進(jìn)行控制 2 2 2 就地?zé)嵩偕?就地?zé)嵩偕菍⑴f路面鋪層材料通過使用現(xiàn)場(chǎng)加熱機(jī)和再生機(jī)進(jìn)行就地加熱軟 化 并以機(jī)械方式翻松 銑刨 增加適當(dāng)?shù)男掳铻r青混合料和再生劑進(jìn)行機(jī)內(nèi)熱攪拌 并 將所形成的再生混合料就地?cái)備?壓實(shí) 從而達(dá)到消除路面病害 恢復(fù)路面性能的維修 技術(shù) 8 長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 2 3 廠拌冷再生 廠拌冷再生先將舊瀝青混凝土路面材料運(yùn)回穩(wěn)定土攪拌廠 經(jīng)過破碎作為穩(wěn)定土骨 料 加入水泥或石灰 粉煤灰 乳化瀝青等一種或多種穩(wěn)定劑和新料進(jìn)行攪拌 然后鋪 筑于基層或低基層 2 2 4 就地冷再生 所謂道路的就地冷再生 就是充分利用現(xiàn)有舊鋪層材料 面層甚至基層 必要時(shí) 加入部分新骨料 并按比例加入一定量的添加劑 包括水 在自然環(huán)境溫度下就地連 續(xù)地完成材料的銑刨 破碎 拌和 攤鋪及壓實(shí)成型 從而修筑出具有所需性能質(zhì)量的 新混合料的作業(yè)過程 2 3 再生技術(shù)的方案比較 2 3 1 就地冷再生與就地?zé)嵩偕桨副容^ 1 兩種方案相似之處 1 施工工藝上 兩種方案的施工工藝上 基本都有如下的工藝過程 充分利用現(xiàn)有舊鋪層材料 都是在必要時(shí)加入部分新骨料 都是按比例加入一定量 的添加劑 并且都是就地連續(xù)地完成材料的銑刨 攪拌 拌和 攤鋪及壓實(shí)成型 一次完 成 2 方案設(shè)計(jì)上 兩種方案的方案設(shè)計(jì)上 基本都有如下的過程 都要對(duì)原路況進(jìn)行充分的調(diào)查 需選擇再生劑的種類 數(shù)量 并對(duì)混合料進(jìn)行配比 設(shè)計(jì) 3 相對(duì)于傳統(tǒng)方案存在的優(yōu)勢(shì)上 原材料的利用上 兩者都是基本上完全利用舊料 解決了舊料的運(yùn)輸問題 可以降低工程費(fèi)用和維修成本 如原材料費(fèi) 運(yùn)輸費(fèi)用等 經(jīng)濟(jì)效益可觀 環(huán)境保護(hù)上 兩者都是由于舊料的利用 減小了對(duì)新材料的開采量 也解 決了舊料的堆放 棄置問題 減少了廢棄物對(duì)環(huán)境的污染 符合世界環(huán)保與資源再 生利用的發(fā)展趨勢(shì) 無異于是綠色的道路維修改造技術(shù) 對(duì)路基的損壞上 由于就地?zé)嵩偕途偷乩湓偕┕ざ紴橐淮涡宰鳂I(yè)方式 再生機(jī)組在暴露的路基上只通過一次 所以 與傳統(tǒng)施工方法比較 這兩種方案中 9 第二章瀝青路面再生技術(shù)的對(duì)比分析 機(jī)組對(duì)路基的損壞較小 對(duì)交通的干擾方面 兩種再生方案都可以半幅施工 半幅開放交通 對(duì)交通 的干擾比較小 改善交通的中斷情況 使交通阻塞及危險(xiǎn)降低 具有相當(dāng)?shù)纳鐣?huì)效 益 2 兩種方案的不同之處 1 對(duì)骨料的加熱方面 就地?zé)嵩偕夹g(shù) 是指通過加熱軟化舊路面 并以機(jī)械方式翻松 銑刨 對(duì)其進(jìn) 行攪拌 根據(jù)需要添加新瀝青 再生劑 新混合料或骨料 并將所形成的再生混合料 就地?cái)備?壓實(shí) 從而達(dá)到消除路面病害 恢復(fù)路面性能的維修技術(shù) 很顯然 此種方 案需要對(duì)骨料進(jìn)行加熱 而對(duì)于就地冷再生技術(shù)來說 通常情況下 是以泡沫瀝青為穩(wěn)定材料 向熱瀝青中 加入精確計(jì)量的水時(shí) 將產(chǎn)生泡沫 并大大增加瀝青的體積和表面張力 在發(fā)泡過程中 瀝青粘度顯著降低 可以很容易地分散在骨料中 與具有一定含水量的冷骨料進(jìn)行充分 混合 而不必對(duì)骨料進(jìn)行加熱 很顯然 此種方案不需對(duì)骨料進(jìn)行加熱 2 再生機(jī)械的配置上 對(duì)就地?zé)嵩偕鷣碚f 其再生機(jī)械設(shè)備主要由兩大系統(tǒng)組成 加熱系統(tǒng)和再生系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)主要由燃燒裝置 加熱裝置 燃料罐 液壓裝置 發(fā)動(dòng)機(jī) 操縱裝置 基礎(chǔ)車 等組成 再生系統(tǒng)主要由新料接料斗 供料裝置 路面耙松裝置 攪拌裝置 添加劑噴 灑裝置 熨平裝置 輔助加熱裝置 行走裝置等組成f 9 1 而對(duì)就地冷再生來說 再生機(jī)械設(shè)備主要由瀝青路面銑刨裝置 瀝青噴灑裝置 螺 旋分料裝置 熨平裝置及行走系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成 很顯然 就地?zé)嵩偕c就地冷再生 在機(jī)械設(shè)備上 要多出燃燒裝置 加熱裝置 輔助加熱裝置等機(jī)械設(shè)備 3 對(duì)氣候的依賴性上 就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)氣候的依賴性較大 一般不適合在寒冷的季節(jié)施工 而就地冷再 生技術(shù) 對(duì)天氣條件的依賴程度有所降低 就地冷再生技術(shù)具有在不確定的天氣條件下 保證連續(xù)施工的優(yōu)點(diǎn) 下雨時(shí) 可以暫停施工 一旦雨停 即可恢復(fù)施工 4 適用范圍上 就地?zé)嵩偕夹g(shù)處理厚度小 僅適合處理車轍 泛油 麻面和磨光等表面缺陷 對(duì) 需要進(jìn)行中 下層結(jié)構(gòu)性再生大修無能為力 而就地冷再生既可進(jìn)行路面面層再生 也 可進(jìn)行深層復(fù)拌再生 適用范圍遠(yuǎn)大于就地?zé)嵩偕?1 0 長(zhǎng)安大學(xué)碩上學(xué)位論文 3 就地冷再生方案相對(duì)于就地?zé)嵩偕桨傅膬?yōu)越性 綜上所述 與就地?zé)嵩偕O(shè)備相比 瀝青就地冷再生設(shè)備不需配置加熱系統(tǒng) 不需 要對(duì)骨料進(jìn)行加熱 不僅節(jié)省了燃料 還減少了瀝青加熱過程中所造成的環(huán)境污染 減 少了對(duì)氣候的依賴性 尤其是給筑路工人也帶來了極大的切身利益 眾所周知 冷再生施工時(shí)不存在瀝青煙氣 筑路工人不用擔(dān)心通過皮膚吸收或呼入 瀝青煙氣中所含的大量有害物質(zhì) 另外 與就地?zé)嵩偕夹g(shù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)相比 筑路工人可 以在較適宜的環(huán)境溫度下工作 不必在想方設(shè)法克服艱苦的高溫工作環(huán)境 所以 利用 冷再生設(shè)備進(jìn)行就地冷再生施工對(duì)施工條件的改善是不言而喻的 這對(duì)就地?zé)嵩偕菬o 法逾越的 優(yōu)勢(shì)十分明顯 2 3 2 就地冷再生與廠拌冷再生方案比較 1 兩種方案相同之處 1 施工工藝上 兩種方案的施工工藝上 基本都有如下的工藝過程 都是要加入新集料 填充物 都是按比例加入一定量的新瀝青和添加劑 都不需要 加熱 減少了環(huán)境污染 2 方案設(shè)計(jì)上 兩種方案的方案設(shè)計(jì)上 基本都有如下的過程 都要根據(jù)舊料的老化程度 確定所要摻加再生劑的種類和新瀝青材料 并確定其摻 加的數(shù)量 都要根據(jù)再生路面結(jié)構(gòu)類型和舊料級(jí)配情況調(diào)整再生混合料的集料級(jí)配 以 滿足混合料在強(qiáng)度 抗滑 防滲 穩(wěn)定等方面的要求 3 存在的優(yōu)勢(shì)上 因兩種方案都不需要加熱 不僅節(jié)省了燃料 還大大地減少了環(huán)境污染 2 兩種方案不同之處 1 運(yùn)輸原材料上 廠拌冷再生需將舊瀝青混和料回收 運(yùn)輸?shù)皆偕S加工拌和后 在經(jīng)運(yùn)輸返回 到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攤鋪碾壓成型 雖然節(jié)省了材料費(fèi)用 但卻增加了回收和 運(yùn)輸費(fèi)用 獲得的經(jīng)濟(jì)效益大打折扣 而就地冷再生是現(xiàn)場(chǎng)直接在舊路面上進(jìn)行混合料的切削 回收 拌和 攤鋪 并直 接碾壓成型 不僅節(jié)省了大量的材料費(fèi)用 更能簡(jiǎn)化施工程序 提高作業(yè)效率 經(jīng)濟(jì)效益極 第二章瀝青路面i 辱生技術(shù)的對(duì)比分析 好 具有強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 2 適用范圍上 廠拌冷再生設(shè)備生產(chǎn)的成品料可以長(zhǎng)期存放 對(duì)于小的工程應(yīng)用起來非常方便 而 就地冷再生更適用于場(chǎng)地較大 維修工程量大的項(xiàng)目當(dāng)中 因?yàn)榫陀协h(huán)保 可移動(dòng)性好 生產(chǎn)能力大以及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn) 3 再生機(jī)械配置上 對(duì)就地冷再生來說 再生機(jī)械設(shè)備是一組再生列車 主要由瀝青路面銑刨裝置 瀝 青噴灑裝置 螺旋分料裝置 熨平裝置及行走系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成 而廠拌冷再生設(shè)備主要是由功能單一的多臺(tái)機(jī)器組成 有路面銑刨機(jī) 再生拌合機(jī) 分間歇強(qiáng)制式和連續(xù)滾筒式 運(yùn)料車 瀝青混和料攤鋪機(jī)和各類壓路機(jī)等 3 就地冷再生相對(duì)于廠拌冷再生方案的優(yōu)越性 施工過程一次完成 節(jié)約工期 開放交通快 用于再生材料 即回收瀝青攤鋪材料 的運(yùn)輸 還有成品料的運(yùn)輸 這樣可以減少可觀 的運(yùn)輸費(fèi)用 拌和廠的安裝和拆遷及所必需的堆放 保存場(chǎng)地也節(jié)約下來 2 3 3 就地冷再生與廠拌熱再生方案的比較 1 兩種方案相同之處 1 施工工藝上 都是要加入新集料 填充物 都是按比例加入一定量的新瀝青和添加劑 2 方案設(shè)計(jì)上 兩種方案都要對(duì)原路況進(jìn)行充分的調(diào)查 需選擇再生劑的種類 數(shù)量 并對(duì)混合料 進(jìn)行配比設(shè)計(jì) 3 存在的優(yōu)勢(shì)上 原材料的利用上 兩者都是基本上完全利用舊料 2 兩種方案的不同之處 1 運(yùn)輸原材料上 廠拌熱再生需將銑刨的廢舊材料運(yùn)輸?shù)焦S進(jìn)行加工 而就地冷再生不需運(yùn)輸這項(xiàng) 費(fèi)用 2 對(duì)骨料的加熱上 廠拌熱再生需對(duì)骨料加熱 而就地冷再生不需加熱 常溫施工即可 不僅節(jié)約了能 源 還減少了對(duì)環(huán)境的污染 1 2 長(zhǎng)安大學(xué)碩七學(xué)位論文 3 再生機(jī)械的配置上 廠拌熱再生地施工機(jī)械為多臺(tái)功能單一的再生設(shè)備如銑刨機(jī) 破碎篩分機(jī) 再生拌 和機(jī) 運(yùn)輸設(shè)備 廠拌設(shè)備 路面攤鋪機(jī)及壓路機(jī)等共同配合 完成全部再生作業(yè) 而 就地冷再生設(shè)備是一組機(jī)組 一次完成材料的銑刨 破碎 拌和 攤鋪及壓實(shí)成型 3 就地冷再生相對(duì)于廠拌熱再生方案的優(yōu)越性 就地冷再生過程不需要加熱 所以不需配置加熱系統(tǒng) 還節(jié)省了能源 現(xiàn)場(chǎng)再生一 次完成 不需要運(yùn)輸原材料 簡(jiǎn)化了施工工序 從而節(jié)約了工期 本章小結(jié) 本章通過對(duì)就地冷再生技術(shù)與就地?zé)嵩偕夹g(shù) 廠拌熱再生技術(shù) 廠拌冷再生技術(shù) 進(jìn)行方案比較 證明了就地冷再生技術(shù)的優(yōu)勢(shì)強(qiáng)大 其不僅不需要加熱 環(huán)保 節(jié)約投 資 對(duì)交通干擾小 還能改善路面級(jí)配 降低孔隙率 延緩路面老化 更適合我國(guó)國(guó)情 發(fā)展前景很好 1 3 第三章就地冷珥生施工工藝及方案設(shè)計(jì) 第三章就地冷再生施工工藝及方案設(shè)計(jì) 3 1 就地冷再生技術(shù)特點(diǎn) 3 1 1 就地冷再生技術(shù)的定義 所謂道路的就地冷再生 c o l di n p l a c e r e c y c l i n g 就是充分利用現(xiàn)有舊鋪層材料 面 層甚至基層 必要時(shí)加入部分新骨料 并按比例加入一定量的添加劑 水泥 石灰 粉煤灰 泡沫瀝青 乳化瀝青等 和水 在自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)地完成材料的銑刨 破碎 拌和 攤鋪及壓實(shí)成型 重新形成具有所需承載能力結(jié)構(gòu)層的一種工藝方法 l o 其流程圖見圖3 1 圖3 1 就地冷再生工藝圖 就地冷再生主要有三種類型 1 1 1 1 淺層現(xiàn)場(chǎng)冷再生一針對(duì)就路面層 冷再生厚度在8 0 1 5 0 m m 之間 形成瀝青面 層 底面層 2 無鋪面公路的升級(jí)一針對(duì)舊路基層 以泡沫瀝青或乳化瀝青為添加劑時(shí) 冷再 生層厚度在1 0 0 1 5 0 m m 之間 以水泥 石灰或粉煤灰為添加劑 冷再生層厚度多為 2 0 0 r a m 3 深層現(xiàn)場(chǎng)冷再生一針對(duì)舊路基層和面層 冷再生層厚度在1 5 0 m m 以上 形成基 層或低基層 其中 第一種又被稱為路面面層冷再生技術(shù) 后兩種被稱為深層復(fù)拌冷再生技術(shù) 1 4 妊女大學(xué)頂 學(xué)位皓女 其工作示意圖如3 2 所示 再生層 基層 圖3 2 深層復(fù)拌冷再生技術(shù)原理 312 就地冷再生技術(shù)適用條件 就地冷再生技術(shù)總的來說可分為路面面層和深層復(fù)拌兩大類 對(duì)于路面面層就地冷 再生技術(shù) 其適j i 條件足 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合承載要求和道路排水設(shè)施完好 如果道路 結(jié)構(gòu)層變形或受到破壞 冷再生日口就應(yīng)首先對(duì)路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理 路面面層就地 冷再生維修適用的路面厚度約為6 1 3 m m 下面三種情況都適 e l 1 由于路面老化 高溫?fù)p害 疲勞和反射裂紋而造成的路面裂紋 2 由于混合料的不穩(wěn)定性 擠壓和粗糙的材料使路面形成車轍而造成的路面變形 3 由于斷裂 瀝青泛油以及層面之間的粘接力降低而造成的路而完整性破損 深層復(fù)拌就地冷再生技術(shù)的適用條件是道路穩(wěn)定層的再生改造工程 與面層就地冷 再生相比 就地復(fù)拌冷再生技術(shù)的主要特點(diǎn)是能夠適應(yīng)道路深層的再生改造要求 對(duì)路 面基層進(jìn)行再生處理時(shí) 拌和深度范圍一般為i o 2 0 e m 處理土基穩(wěn)定層時(shí) 拌和深度 可逃4 0 e r a 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 只要混合料中5 m m 以上的粒料占3 0 以上 該舊路就有利用其作為再 生基層的可能 因?yàn)橛凶銐虻拇蠊橇暇湍軌蛐纬稍偕鶎拥墓羌芙Y(jié)構(gòu) 使再生基層具備 一定的承載能力 在現(xiàn)場(chǎng)方而 瀝青混凝土路面的就地冷再生需使用大型的專用機(jī)械 進(jìn)行連續(xù)機(jī)械 化施工 施工時(shí)候機(jī)組陳達(dá)5 0 1 0 0 m 所以旃工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)滿足以下條件 l 要具有發(fā)揮就地冷再生特k 的足夠的工程規(guī)模 不適合用于小型維修工程 以 及難以確保連續(xù)機(jī)械化施工的工程 2 要確保現(xiàn)場(chǎng)的施工條件 一組施丁機(jī)械通過時(shí)間約需6 0 9 0 m i n 還要加上養(yǎng) 生時(shí)間 需要中斷施工地點(diǎn)一個(gè)車道的交通 3 要對(duì)實(shí)行就地冷再生路段進(jìn)行舊路檢測(cè) 看該路段是否莉合瀝青路面就地冷再 1 5 第三章就地冷再生施工工藝及方案設(shè)計(jì) 生的技術(shù)條件 檢測(cè)的主要內(nèi)容包括 瀝青路面變形類 車轍 擁包 沉陷 病害調(diào)查 路面抗滑性能調(diào)查 強(qiáng)度調(diào)查 4 現(xiàn)場(chǎng)冷再生層作為路面基層時(shí) 路面標(biāo)高一般比舊路提高8 1 0 c m 作為路面 底基層時(shí) 路面標(biāo)高一般比舊路提高2 3 2 8 c m 1 2 就地冷再生技術(shù)不僅適用于高等級(jí)公路的維修與改造 也適用于一般道路及鄉(xiāng)間公 路的維修與改造 主要是用于結(jié)構(gòu)層的翻修 其再生工藝選擇見表3 1 l3 1 應(yīng)用廣泛 表3 1 瀝青混凝土路面再生工藝選擇 基層情況面層厚度 n u n再生工藝 損壞 廠拌再生 6 0就地再生 3 1 3 就地冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 瀝青路面就地冷再生技術(shù)之所以能夠廣泛應(yīng)用 主要取決于以下優(yōu)點(diǎn) 1 環(huán)保 瀝青混凝土路面就地冷再生技術(shù)的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是其環(huán)保功能 在對(duì)環(huán)保要求日益 嚴(yán)格的今天 大量的道路需要養(yǎng)護(hù)維修 采用就地冷再生技術(shù) 一方面我們不需要從自 然界開采大量的砂 石 瀝青等原材料 另一方面也不向自然界傾倒大量的廢舊瀝青混 合料 大家知道 瀝青混合料是有毒物質(zhì) 靠自然分解時(shí)間比較長(zhǎng) 將對(duì)環(huán)境造成極大 的影響 因此 就地冷再生技術(shù)可以帶來非常顯著的社會(huì)效益 2 節(jié)約投資 目前 傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)方法是將舊路面冷銑刨 撒一層粘層油 然后 用全新的瀝青混合料攤鋪 瀝青混凝土路面的就地冷再生百分之百利用了舊瀝青混合 料 再生維修時(shí)只添加再生劑和部分新瀝青混合料 使得路面的維修的成本顯著降低 根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和京津塘高速公路2 0 0 2 年的中修的經(jīng)驗(yàn) 其費(fèi)用僅占傳統(tǒng)維修方式的 7 0 8 0 左右 因此 就地冷再生技術(shù)可以帶來非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益 對(duì)業(yè)主來說 可 以減少資金的投入和減少風(fēng)險(xiǎn) 3 交通干擾小 瀝青混凝土路面的就地?zé)嵩偕梢灾粚?duì)一個(gè)車道進(jìn)行維修 維修時(shí)只需封閉一個(gè)車 1 6 長(zhǎng)安大學(xué)碩上學(xué)位論文 道 其余車道可以開放交通 最大限度地減少了路面維修給交通帶來的干擾和影響 特 別是對(duì)收費(fèi)的高速公路 其優(yōu)越性更加顯著 4 路基損壞大大減少 典型的冷再生施工 均為一次性作業(yè) 高附著力的輪胎僅在路基上通行一次 而且 再生機(jī)可靠的深度控制能夠有效避免對(duì)再生層以下結(jié)構(gòu)層的擾動(dòng)和破壞 所以路基的損 壞會(huì)大大減少 5 保證再生層的質(zhì)量 再生料 水和水泥穩(wěn)定劑連續(xù) 充分的攪拌確保了再生曾材料的生產(chǎn)質(zhì)量 冷再生 劑微機(jī)控制的精確的輸送和計(jì)量裝置為獲得優(yōu)質(zhì)再生材料提供了保障 6 連續(xù)拌和 保證了舊路材料與新骨料和穩(wěn)定材料的充分拌和 水和其它液態(tài)穩(wěn)定材料通過微機(jī) 控制經(jīng)一系列噴嘴在整個(gè)轉(zhuǎn)子寬度范圍內(nèi)均勻的撒布 7 降低了對(duì)天氣條件的依賴程度 就地冷再生技術(shù)具有再不確定的天氣條件下保證連續(xù)施工的優(yōu)點(diǎn) 只要不降雨或者 降雪 不管多寒冷的天氣 都可以進(jìn)行施工 8 結(jié)構(gòu)的完整性 冷再生施工產(chǎn)生的較厚鋪層內(nèi) 不存在傳統(tǒng)施工方法中有時(shí)出現(xiàn)的較薄鋪層間的薄 弱界面 9 施工周期短 由于不存在舊料的運(yùn)輸問題 不需要其他機(jī)械對(duì)舊料的耙松和破碎 不需要大塊材 料的去處和專門破碎 更重要的是施工過程的一次性作業(yè)特點(diǎn)大大簡(jiǎn)化了施工工序 從 而縮短了施工時(shí)間 1 0 不需要加熱 常溫條件下就能實(shí)現(xiàn) 節(jié)約了大量的能源 還減少了環(huán)境污染 1 1 適用范圍廣 1 4 適用于所有需要提高等級(jí)的舊路改造工程 高等級(jí)公路及部分城市道路的維修改 造 3 2 就地冷再生技術(shù)施工工藝 由于冷再生工藝屬于新工藝 就地冷再生機(jī)組有多種類型 目前還沒有相關(guān)的施工 1 7 第 帝就地a 生施t t 藝發(fā)方寨挫計(jì) 規(guī)范對(duì)其進(jìn)行管理與控制 但其基本流程總的來說包括了四項(xiàng)主要工序 堤準(zhǔn)各舊路 面的再生材料包括破碎和翻松舊路 二是加入添加荊和水并加以拌和 三是成型和壓實(shí) 最后是在再生的路面上加鋪磨耗層 i 其施工工序圖如圖3 3 新的路面壓實(shí)再生材料 縫 舊的路面 圖3 3 就地冷在生捕工工序 32 1 施工前的準(zhǔn)備工作 進(jìn)行就地冷i i f 生施工 首先是瀝青