乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在高速公路技術(shù)改造中的應(yīng)用

中國交通部交通行業(yè)聯(lián)合科技攻關(guān)項目（乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在高速公路技術(shù)改造中的應(yīng)用孫斌1提

綱1.昌九高速技改工程的實施背景2.基本原理（主要技術(shù)內(nèi)容）3.已應(yīng)用情況4.效益分析5.應(yīng)用前景21.昌九高速技改工程的實施背景1.1昌九高速公路的路面結(jié)構(gòu)1.2實際承受軸載與設(shè)計軸載次數(shù)對比1.3主要損壞類型及維修歷史1.4技改工程的總體思路及技術(shù)路線31.1昌九高速公路的（原）路面結(jié)構(gòu)昌九高速公路雙向4車道，設(shè)計行車速度100km/h，全長約133.4km。一期1993年建成通車，二期1994年通車，三期1996年建成通車。實施技改時，已運營10～13年。1.2實際承受軸載與設(shè)計軸載次數(shù)對比一期（蛟橋至十里鋪）二期（南端連接線）三期（北端連接線）年份自然車輛累計軸載自然車輛累計軸載自然車輛累計軸載（輛/日）（輛/日）（輛/日）次數(shù)（次）次數(shù)（次）次數(shù)（次）19931994199519961997199819992000200120022003526168746238461438961216691931830264249648543224067437288425895104499261263060114970172924275381095911198976233094324887368616861875482899408918115227141380133516247390613985691112913307108051163515691178261921620628827782659814811961540312824241050995769954757176795123198995997398391106014186170691839019730823814040151951636517552115936245原設(shè)計累計軸載Ne=2204350（次）,原設(shè)計軸載遠遠不能夠滿足實際承受軸載的需要1.3主要損壞類型及維修歷史①主要損壞類型主要表現(xiàn)為網(wǎng)裂、水損壞和車轍61.3主要損壞類型及維修歷史②維修歷史養(yǎng)護費

6000用770080006600553440002000034942115153312521998200020022004年

份養(yǎng)護以挖補、罩面為主（反映型養(yǎng)護方式，壞哪里修哪里）

，費用高且治標不治本，已難見成效71.4技改工程的總體思路及技術(shù)路線①瀝青路面再生方式選擇?

瀝青面層銑刨料（RAP）的處置?廢棄

污染、浪費資源?再生

環(huán)保、經(jīng)濟、節(jié)約資源?

RAP的再生方式????冷再生熱再生施工不需要加熱、可以完全利用RAP施工需要加熱、只能利用20～30%RAP現(xiàn)場再生

只能處理較薄的（已損壞）瀝青面層廠拌再生

處理全部（已損壞）路面結(jié)構(gòu)層廠拌冷再生適合我國高速公路瀝青路面的大修或改建81.4技改工程的總體思路及技術(shù)路線半剛性基層柔性化轉(zhuǎn)換（柔性基層）②廠拌冷再生試驗路冷再生路面結(jié)構(gòu)AC-13改性瀝青混凝土AC-20改性瀝青混凝土AC-20重交通瀝青混凝土厚度4cm6cm6cm廠拌冷再生上基層12cm原水穩(wěn)基層22cm33cm原級配碎石層2006年完成15公里廠拌冷再生試鋪路（起訖樁號：K21+247～K27+840、K31+960～K37+750、K40+430～K41+867）91.4技改工程的總體思路及路線半剛性基層柔性化轉(zhuǎn)換（柔性基層）③廠拌冷再生大面積應(yīng)用2007年5月，昌九高速公路瀝青混合料冷再生技術(shù)順利通過專家鑒定；2007年5月～2007年9月，昌九高速公路82公里大面積應(yīng)用廠拌冷再生技術(shù)技改。10提

綱1.昌九高速技改工程的實施背景2.基本原理（主要技術(shù)內(nèi)容）3.已應(yīng)用情況4.效益分析5.應(yīng)用前景112.基本原理（主要技術(shù)內(nèi)容）2.1長壽命瀝青路面2.2冷再生路面結(jié)構(gòu)（技改后路面結(jié)構(gòu)）確定2.3冷再生路面結(jié)構(gòu)分析2.4冷再生瀝青混合料材料組成設(shè)計122.1長壽命瀝青路面長壽命瀝青路面132.2冷再生路面結(jié)構(gòu)確定冷再生路面結(jié)構(gòu)142.3路面結(jié)構(gòu)分析①路面結(jié)構(gòu)計算參數(shù)（模量為彎沉反算）厚度/cm模量/MPa25992507170631336035315結(jié)構(gòu)層上面層泊松比0.350.350.350.350.246中面層6下面層122233/冷再生上基層基層0.350.4底基層45路基152.3路面結(jié)構(gòu)分析②路面結(jié)構(gòu)分析計算結(jié)果原路面結(jié)構(gòu)冷再生路面結(jié)構(gòu)路基頂面最大壓應(yīng)變/με基層最大面層最大拉應(yīng)變

剪應(yīng)力/MPa路基頂面最大基層

冷再生上基層

面層最大拉應(yīng)變/με最大拉應(yīng)變/με最大剪應(yīng)力/MPa壓應(yīng)變/με/με157（＜280）125（

＜

280）440.21726270.227162.4冷再生瀝青混合料的材料組成設(shè)計①技術(shù)標準項目空隙率單位%技術(shù)要求9～12≥540℃馬歇爾穩(wěn)定度15℃劈裂強度kNMPa%≥0.5≥70凍融劈裂強度比(TSR)動穩(wěn)定度≥1000次/mmμε冷再生混合料的疲勞極限應(yīng)變≥27172.4冷再生瀝青混合料的材料組成設(shè)計②冷再生瀝青混合料的成型方法由芯樣的空隙率變化，可知冷再生層施工時存在兩次壓實過程：冷再生瀝青混合料攤鋪完成后，壓路機的碾壓即是第一次壓實過程；冷再生層上面的熱拌瀝青混合料施工，會對冷再生層產(chǎn)生第二次壓實過程。以空隙率為控制指標。試件的第一次壓實成型：常溫，馬歇爾擊實105次，試件的空隙率與冷再生層第一次壓實過程后的芯樣空隙率相等；試件的第二次壓實成型：試件60℃養(yǎng)生48h后，再馬歇爾擊實50次，試件的空隙率與冷再生層第二次壓實過程后的芯樣空隙率相等。2.4冷再生瀝青混合料的材料組成設(shè)計③冷再生瀝青混合料的級配添加礦粉的RAP級配通過下列篩孔(方孔/mm)的質(zhì)量百分率/%級配類型31.526.599.013.270.94.7541.82.3624.60.34.20.0752.3RAP和礦粉

100工程設(shè)計級配范圍100

90～100

60～80

25～60

15～45

3～201～7192.4冷再生瀝青混合料材料組成設(shè)計④冷再生瀝青混合料的配合比乳化瀝青用量、水泥劑量、外摻用水量分別為2.5%，1.5%，3.5%。冷再生瀝青混合料配合比試驗結(jié)果技術(shù)指標空隙率單位%試驗結(jié)果10.7技術(shù)要求9～12≥540℃馬歇爾穩(wěn)定度15℃劈裂強度凍融劈裂強度比動穩(wěn)定度kN20.6MPa%0.66≥0.5≥7072.11506≥1000≥27次/mmμε20℃疲勞極限應(yīng)變40～8020提

綱1.昌九高速技改工程的實施背景2.基本原理（主要技術(shù)內(nèi)容）3.已應(yīng)用情況及研究成果4.效益分析5.應(yīng)用前景213.已應(yīng)用情況及研究成果①昌九高速技改2006～2007年，昌九高速97公里路段全部采用廠拌冷再生技術(shù)進行技改。??部分路段通車3年，部分路段通車2.5年。每天累計承受自然車輛約2.5萬余輛，根據(jù)計重檢測結(jié)果，重車比例高達37%（交通等級為特重交通），超載現(xiàn)象非常嚴重，至今（根據(jù)養(yǎng)護規(guī)范，以日常養(yǎng)護為主，不需要維修）。3.已應(yīng)用情況及研究成果②九景高速?

九景路2008年實施15公里,2009年實施90公里。

目前路況良好。冷再生路面結(jié)構(gòu)AC-13改性瀝青混凝土AC-25改性瀝青混凝土厚度4cm10cm廠拌冷再生層12cm原水穩(wěn)基層20cm30cm原級配碎石層233.已應(yīng)用情況及研究成果③研究成果1.申報交通部課題一項，瀝青混合料冷再生上基層在高速公路大修中的應(yīng)用研究（2007-353-336-150），已通過鑒定，國際先進水平。2.發(fā)表論文4篇（EI收錄）。3.培養(yǎng)博士2名。4.形成江西省行業(yè)標準1部。5.申報國家專利3項。24提

綱1.昌九高速技改工程的實施背景2.基本原理（主要技術(shù)內(nèi)容）3.已應(yīng)用情況4.效益分析5.應(yīng)用前景254.效益分析4.1社會效益4.2經(jīng)濟效益4.3環(huán)保效益264.1社會效益?

廠拌冷再生上基層滿足路面結(jié)構(gòu)的力學性能要求，技術(shù)和施工工藝可行，是解決我國目前半剛性基層高速公路的柔性化轉(zhuǎn)換的較好途徑，尤其對國內(nèi)上世紀90年代建設(shè)的“強基薄面”

高速公路瀝青路面大、中修或改建提供良好借鑒。?

恢復甚至提高了原高速公路的通行服務(wù)水平，方便了人們的出行，是社會發(fā)展的一大需要。?

符合循環(huán)經(jīng)濟“減量化”、“再利用”、“資源化”原則，

是應(yīng)對公路養(yǎng)護日益嚴重的能源與環(huán)境問題的必由之路，也是人類社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，符合國家建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的需要。274.2經(jīng)濟效益冷再生瀝青混合料和ATB-25瀝青混合料的價格混合料類型出廠價格390元/m3681元/m3667元/m3冷再生瀝青混合料ATB-25，結(jié)合料為重交通50號瀝青ATB-25，結(jié)合料為重交通70號瀝青?昌九高速技術(shù)改造97公里，節(jié)約造價3800萬元，每公里節(jié)約40萬元。284.3環(huán)保效益4.1.1減少土地污染4.1.2減少不可再生資源的開發(fā)4.1.3節(jié)能減排4.1.4保障施工人員健康294.1.1減少土地污染?昌九技術(shù)改造全線再生利用的舊瀝青路面材料為24.54萬方，若廢棄至少永久占用并污染土地70畝，約合每公里占地0.72畝。304.1.2減少不可再生資源的開發(fā)?

昌九高速技改，節(jié)約礦山資源48.6萬噸。314.1.3節(jié)能減排CO2排放量對比排放的CO

量

昌九高速技改工程排放的CO

量22使用一噸該材料/公斤/公斤＜9＜4707000冷再生瀝青混合料熱再生瀝青混合料≈18≈9414000（如果采用該材料）9414000（如果采用該材料）18熱拌瀝青混合料注：中國國家環(huán)境分析測試中心檢測數(shù)據(jù)；CO2的密度1.977公斤/立方米。324.1.4保障施工人員健康冷再生瀝青混合料常溫施工，不產(chǎn)生瀝青煙，有利于現(xiàn)場施工人員的健康。熱拌瀝青混合料攤鋪冷再生瀝青混合料攤鋪

33提

綱1.昌九高速技改工程的實施背景2.基本原理（主要技術(shù)內(nèi)容）3.已應(yīng)用情況4.效益分析5.應(yīng)用前景345.應(yīng)用前景高速公路通車里程（公里）