河南省瀝青路面再生技術(shù)應用與探討

第32卷第7期河南科學(xué)Vol.32 No.72014年7月HENAN SCIENCEJul. 2014文章編號: 1004 -3918(2014)07-1274-05 DOI: 135.s.100 -3918.2014.07.032河南省瀝青路面再生技術(shù)應用與探討蔣玲玲(河南省公路工程監理咨詢(xún)有限公司,鄭州450052)摘要: 介紹了公路瀝青路面再生技術(shù)的總體概況和國內外舊瀝青路面再生技術(shù)研究、應用現狀.結合河南省內典型路段瀝青路面再生技術(shù)的工程應用實(shí)例,對不同路面再生技術(shù)的路用性能進(jìn)行了詳細的試驗研究分析.通過(guò)介紹不同的應用實(shí)例,為瀝青路面再生工程施工工藝的合理選擇提供了有利參考,期望對河南省的瀝青路面再生技術(shù)的研究、應用和推廣提供一定的借鑒作用.關(guān)鍵詞:舊瀝青路面(RAP);再生技術(shù);瀝青路面路用性能中圖分類(lèi)號: U416- -217文獻標識碼: AApplication and Discussion of Asphalt Pavement Recycling Technology in HenanJiang Lingling(Henan Highway Engineering Supervision Consulation Limited Company, Zhengzhou 450052, China)Abstract: The overview of asphalt pavement recycling technology and the current development of the technologiesfor recycling of reclaimed asphalt pavement (RAP) in China and abroad is expatiated in this study. Some asphaltpavement recycling technology engineering application in Henan is introduced, and paverment performances ofdifferent technical are studied in detail. The actual example of diferent con-struction techniques for RAP supplieda good consulation for its reasonable choice. All of them would play a role in the research, application and spread ofthe recycling technologies for RAP in Henan .Key words: reclaimed asphalt pavement (RAP); recycling technology; pavement perormance截至2012年底，河南省公路通車(chē)里程達到2.46x10 km,省內干線(xiàn)公路路網(wǎng)已基本建成.我省公路大多是20世紀80年代至21世紀初修建的公路,距今也有二、三十年了,現都已進(jìn)入大、中修階段,公路養護與維修任務(wù)日益繁重，公路養護與新建工作均已提到同等重要的位置上,加之近年來(lái)我國資源供應的日益緊張(如用于生產(chǎn)瀝青的原油資源是不可再生資源,而我國瀝青路面的上面層使用的集料大多是具有耐摩擦性能好的玄武巖、輝綠巖、安山巖等稀缺材料),人們對環(huán)境意識的增強,使瀝青路面再生技術(shù)越來(lái)越引起公路管理與養護部門(mén)的重視.1瀝青 路面再生技術(shù)的分類(lèi)瀝青路面再生技術(shù)是將原有的路面材料,以不同的方式加以再生或重復使用的一種路面養護維修技術(shù).瀝青路面再生技術(shù)總體上分為4類(lèi)1-51:廠(chǎng)拌熱再生、就地熱再生、廠(chǎng)拌冷再生、就地冷再生.將舊瀝青路面材料再生循環(huán)用于公路建設和養護,變廢為寶,可以避免廢棄材料堆放對土地的占用和對環(huán)境的污染，也可以減少對石料、瀝青、水泥等的需求,降低養護維修成本、延長(cháng)公路使用壽命.1.1 廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)是將舊瀝青路面銑刨后運到瀝青混合料拌和廠(chǎng),通過(guò)試驗測定舊瀝青混合料中的瀝青收稿日期: 2014-03-11中國煤化工作者簡(jiǎn)介:蔣玲玲( 1966-),女,河南鄭州人,高級工程師,主要從事公路試驗.YHCNMHG2014年7月蔣玲玲:河南省瀝青路面再生技術(shù)應用與探討- 1275 -含量、瀝青老化程度、礦料級配等,通過(guò)室內試驗確定摻入多少數量的新集料、新瀝青或再生劑等進(jìn)行加熱拌和,使瀝青混合料達到規定的各項指標,并按現行瀝青混合料的施工技術(shù)規范進(jìn)行施工[6.①優(yōu)點(diǎn):因是集中拌制,可以保證瀝青混合料的拌和質(zhì)量和施工質(zhì)量;廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)難度小，適用范圍廣,質(zhì)量控制較簡(jiǎn)單;因廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)質(zhì)量較易控制,現在其回收瀝青路面材料(RAP)的摻量最高可達80%.②缺點(diǎn):舊瀝青路面上產(chǎn)生的舊料及再生混合料需要往返運輸,對民眾出行影響大;需要建立廠(chǎng)拌拌和樓.③適用范圍:適用于各等級的公路回收瀝青路面材料(RAP)進(jìn)行熱拌再生利用.1.2 就地熱再生技術(shù)就地熱再生技術(shù)是使用專(zhuān)用瀝青路面熱再生聯(lián)合機組對瀝青路面進(jìn)行連續施工，對瀝青路面加熱軟化,用瀝青路面銑刨機將軟化的瀝青混合料銑刨,并收集瀝青混合料輸送到聯(lián)合機組的攪拌機上,添加一-定數量的新集料、新瀝青或再生劑等,經(jīng)攪拌后傳送到該機組的攤鋪器上進(jìn)行攤鋪、碾壓等,一次性實(shí)現對瀝青表面有限深度內的舊瀝青路面再生的一種技術(shù)[7-8).①優(yōu)點(diǎn):同廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)相比節省了銑刨后兩次運輸的環(huán)節;不需建立拌和樓,可節省舊料占用土地;施工速度快;舊料利用率高,可實(shí)現舊路面瀝青層材料的就地再利用.②缺點(diǎn):就地熱再生技術(shù)所使用的聯(lián)合機組設備價(jià)格十分昂貴;因瀝青路面軟化時(shí)溫度較高，使瀝青老化加劇，產(chǎn)生的廢氣和熱量加劇了環(huán)境的污染.③適用范圍:--般適用于瀝青路面表面層病害的修復;適用于基層承載力良好,面層有龜裂、車(chē)轍、破損的路面;多用于瀝青路面的預養護.1.3 廠(chǎng)拌冷再生技術(shù)廠(chǎng)拌冷再生技術(shù)是將回收瀝青路面材料(RAP)運至瀝青混合料拌和廠(chǎng),經(jīng)過(guò)破碎、篩分,經(jīng)過(guò)試驗測定舊料(RAP)中的瀝青含量、瀝青老化程度、礦料級配等指標，加入一定數量的新集料、再生結合料(乳化瀝青、泡沫瀝青等)、再生劑或添加劑進(jìn)行常溫拌和,并按常溫瀝青混合料的施工工藝重新鋪筑,作為路面基層或下面層的-種再生技術(shù)[9.①優(yōu)點(diǎn):再生工藝易于控制,再生料的質(zhì)量穩定;能耗低污染小.②缺點(diǎn):再生瀝青混合料強度的形成需要較長(cháng)的時(shí)間;需要加鋪一定厚度的罩面層.③適用范圍:可用于各等級公路路面大修或改擴建,主要用于基層、路面下面層等;不能直接用于瀝青路面表面層.1.4就地冷再生技術(shù)就地冷再生技術(shù)是指在常溫下,采用專(zhuān)用就地冷再生設備將舊瀝青路面銑刨、就地打碎,并加入--定數量的新集料、再生料(乳化瀝青、再生瀝青等),在常溫下經(jīng)拌和、攤鋪、碾壓,形成以舊路面材料為主的再生技術(shù)[0.①優(yōu)點(diǎn):與傳統的瀝青路面修筑方法相比,就地冷再生技術(shù)能夠縮短工期、提高作業(yè)效率;廢舊材料可完全利用，可大大節省施工費用:常溫下施工，可減少環(huán)境污染。②缺點(diǎn):所使用的專(zhuān)用設備價(jià)格十分昂貴;再生混合料的質(zhì)量不如廠(chǎng)拌料;現場(chǎng)施工質(zhì)量難以控制;再生后路面的水穩定性差.③適用范圍:主要用于路面大修或改擴建的路面基層.2瀝青 路面再生技術(shù)在國內外的應用2.1 國外瀝青路面再生技術(shù)的應用歐美發(fā)達國家在上個(gè)世紀70年代開(kāi)始研究瀝青路面再生技術(shù),1981年美國交通運輸研究委員會(huì )編制出版了《路面廢料再生指南》、美國瀝青協(xié)會(huì )出版了《瀝青路面熱再生技術(shù)手冊》和《瀝青路面冷拌再生技術(shù)手冊》,到20世紀80年代末，歐美國家瀝青路面再生技術(shù)已經(jīng)達到相當成熟的地步.到目前為止,其再生技術(shù)舊材料的利用率高達75%~ 100%,大大地降低了維修和改擴建的成本.21世紀初期,歐洲EAPA(歐洲瀝青路面協(xié)會(huì ))在互聯(lián)網(wǎng)上公布,其成員國的舊瀝青路面材料(RAP)100%通過(guò)再生重復利用.表1為1997年國際經(jīng)合組織對其成員國家的路面材料再生利用情況進(jìn)行了調查,發(fā)表了《道路工程再生利用戰略》白皮書(shū),基本反映了西方應用再生技術(shù)的總體情況.從表1可看出:①早在歐美發(fā)達國家,舊瀝青路面的再生利用率為75%~100%;②廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)應用最為普遍,再生材料主要用于路面結構，極少用作回填材料與其他用途;③不管是廠(chǎng)拌還是現場(chǎng)(就地),冷再生技術(shù)推廣程度較低;④現場(chǎng)(就地)熱再生技術(shù)雖得到較多國家采用、但只有少數國家推廣程度較高.對于采用瀝青路面再生技術(shù)修筑的路面路用性能的問(wèn)題，NCAT中國煤化工)的《國家和地方政府路面再生指南》中闡明，利用舊瀝青材料(RAP)的瀝青路面使YH.CN M H G同,抗車(chē)轍能力得到提高，日本道路協(xié)會(huì )《廠(chǎng)拌再生瀝青鋪裝技術(shù)指南》中認為,廠(chǎng)拌熱再生瀝青混合料鋪筑路面,其路面.河南科學(xué)第32卷第7期表1國際經(jīng)合組織對 12個(gè)國家的路面材料再生利用調查表(瀝青路面)Tab.1 Pavement material recycling questionnaire of 12 countries by 0ECD (asphalt pavement)項目澳大利亞奧地利比利時(shí)加拿大丹麥芬蘭法國日本荷蘭瑞典英國美國利用率/%8010)09C9:100759(8(廠(chǎng)拌熱再生G就地熱再生廠(chǎng)拌冷再生就地冷再生L基層(瀝青)基層(水泥)基層(水泥和瀝青)底基層填料其他注:G表示普遍采用,L表示有限采用.路用性能與只用新材料鋪筑的路面路用性能沒(méi)有差別.2.2 國內瀝青路面再生技術(shù)的應用我國對再生技術(shù)的研究是從20世紀80年代開(kāi)始的，1982年原交通部科技局將“瀝青混合料再生利用”作為重點(diǎn)科技項目立項,由科研單位、高等院校與生產(chǎn)部門(mén)相互協(xié)作進(jìn)行研究.從20世紀90年代起，我國陸續從國外進(jìn)口了就地熱再生機組，其中就地熱再生技術(shù)在京津塘高速公路等項目獲得應用;在廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)方面,2004年廣佛大修項目是第- -次大規模應用廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)的高速公路項目;在廠(chǎng)拌冷再生方面，2006年江西昌九高速公路維修工程了采用了乳化瀝青廠(chǎng)拌冷再生技術(shù)對舊路面進(jìn)行了維修.目前,我國對于再生技術(shù)的應用特別是在高等級公路并未得到廣泛的應用,雖然我國在2008年頒布了《公路瀝青路面再生技術(shù)規范》(JTG F41-2008),但要真正用于施工,尚缺乏足夠的經(jīng)驗.3河南省瀝青 路面再生技術(shù)的路用性能分析3.1 廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)的路用性能分析3.1.1 廠(chǎng)拌熱再生瀝青混合料配合比的馬歇爾試驗 在室內對廠(chǎng)拌熱再生瀝青混合料進(jìn)行了路用性能的試驗研究.2010年在河南新鄉省道二級公路上的維修工程，采用了90%的RAP再生混合料,再生劑摻量為3%,級配為AC-16的混合料,再生混合料的最佳油石比為4.5%,其AC-16瀝青混合料的馬歇爾試驗結果見(jiàn)表2.表2廠(chǎng)拌熱再生混合料馬歇爾試驗參數及試驗結果Tab.2 Marshall test parameters and results of hot plant- mix recycling asphalt mixture油石比%空隙率/1%飽和度1%VMA/%穩定度AkN流值/0.1 mm4.5.672.514.613.230.1技術(shù)標準.4.0-6.065-75≥13.5815-~40廠(chǎng)拌熱再生的瀝青混合料馬歇爾試驗數據符合《公路瀝青路面施I技術(shù)規范》(JTGF40-2004)的密級配瀝青混合料技術(shù)標準,達到熱拌瀝青混合料路面的要求.3.1.2廠(chǎng)拌熱再生瀝青混合料的性能試驗結果(表3)通過(guò)廠(chǎng)拌熱再生混合料性能驗證試驗,可以看出廠(chǎng)拌熱再生混合料的水穩定性能、高溫性能和低溫抗裂性能均滿(mǎn)足《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》(JTGF40-2004)相應的技術(shù)要求.中國煤化工3.2就地熱再生技 術(shù)的路用性能分析MYHCNMH G3.2.1就地熱再生瀝青混合料配合比的馬歇爾試驗2008年河南漯駐段進(jìn)行的就地熱再生試驗段,其采用RAP.2014年7月蔣玲玲:河南省瀝青路面再生技術(shù)應用與探討- 1277 -料為83%，再生劑摻量為5%,級配為AC-16的表3廠(chǎng)拌熱再生瀝青混合料的性能試驗結果混合料,再生混合料的最佳油石比為4.6%,其Tab.3 Pavement performance test results of hot plant- -mixrecyeling asphalt mixtureAC- 16瀝青混合料的馬歇爾試驗結果見(jiàn)表4.試驗項目再生混合料技術(shù)要求備注從試驗結果上看,再生混合料的馬歇爾試未浸水穩定度/kN12.11驗數據符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》浸水穩定度kN10.31(JTG F40- 2004)的密級配瀝青混合料技術(shù)標殘留穩定度/%85≥80符合要求準，達到熱拌瀝青混合料路面的要求.注;浸水馬歇爾試驗結果.3.2.2 就地熱再生瀝青混合料的性能試驗結果(表5)通過(guò)就地熱再生混合料性能驗證試RT1/MPa0.851驗,可以看出就地熱再生混合料的水穩定性RT2MPa0.710TSR/%83.4≥75能、高溫性能和低溫抗裂性能均滿(mǎn)足《公路瀝青路面施工技術(shù)規范》(JTG F40-2004)相應的注:凍融劈裂強度試驗結果.技術(shù)要求.3.3廠(chǎng)拌冷再生技術(shù)的路用性能分析動(dòng)穩定度(次/mm)2632> 10002009年在河南洛陽(yáng)至三門(mén)峽高速公路路.注:60 C車(chē)轍試驗結果.面維修路段,采用了廠(chǎng)拌乳化瀝青冷再生技術(shù)表4就地再生混合料馬歇爾試驗參 數及試驗結果Tab.4Marshall test parameters and results of hot in-place recycling asphalt mixture密度/(g.cm^")油石比1%一理論實(shí)測空隙率/%飽和度/%VMA/%穩定度/kN流值/0.1 mm2.5672.441.968.0 .15.414.427.9技術(shù)標準4.0-6.065~75>13.5>815~40表5就地熱再生瀝青混合料的性能試驗結果Tab.5 Pavement perfonormanceresulof hot in-place recycling asphalt mixture再生混合料試驗結果技術(shù)要求 備注再生混合料試驗結果技術(shù)要求未浸水穩定度AkN13.48RTIMPa.854浸水穩定度/kN11.910.7328ISR/%85.69≥75符合要求注:浸水馬歇爾試驗結果.再生混合料試驗結果技術(shù)要求備注抗彎拉強度MPa14.53總變形量/mm1.988破壞應變μ82200>2000符合要求3833勁度模量/MPa8532.7注:低溫彎曲性能試驗.(主要用于下面層),使用殼牌乳化瀝青,全部采用舊瀝青路面料(RAP). RAP料破碎后篩分成0~9.5 mm和9.5~19mm兩種料。在使用過(guò)程中0~9.5mm占總料的65%、9.5~19mm占總料的32%,摻加新的礦粉3%，水泥外摻為1.59%,最佳乳化瀝青含量為3.0%+0.2,乳化瀝青冷再生混合料室內試驗各項試驗結果如表6.從上述試驗結果上看,乳化瀝青冷再生混合料試驗結果達到了《公路瀝青路面再生技術(shù)規范》(JTGF41-2008)的技術(shù)要求.因其空隙率較大,故用于路面基層、底基層和路面的下面層.從熱再生和冷再生的試驗結果上看,熱再生技術(shù)的路用性能試驗片V讓而中國煤化工，5青混合料路面的試驗結果,與只用新材料鋪筑熱拌瀝青路面路用性能沒(méi)有差別.冷THCNMH結果符合《公路瀝青路面再生技術(shù)規范》(JTG F41-2008)的要求,因其空隙率較大,不適冊于班修的初月跆m的面層..-..1278-河南科學(xué)第32卷第7期表6廠(chǎng)拌乳化瀝青冷再生混合料室內試驗結果Tab.6 Pavement perormance test results of plant-mix cold recyeling mixture of emulsified asphalt試驗項目技術(shù)要求(下面層)再生混合料試驗結果馬歇爾穩定度,(40 C)/kN不小于6.010.24浸水馬歇爾殘留穩定度1%不小于7593劈裂強度(15 C)/MPa不小于0.5.0.54干濕劈裂強度比(15 C)MPa78空隙率/%9~1412.24河南省瀝青 路面再生技術(shù)應用的一些建議1)我國目前還沒(méi)有建立完備的舊瀝青混合料再生利用標準體系,國外瀝青混合料再生技術(shù)的引用還處于研究階段,并未大規模使用。建議可編制適合本地區使用的地方性再生技術(shù)標準.2)建議建立廢舊瀝青混合料再生利用相關(guān)行業(yè)的規范化程序,如建立廢舊材料發(fā)生、收集、處理、再生利用的規范化程序和相關(guān)制度.3)廢舊瀝青混合料再生利用需要國家和行業(yè)的大力支持和政策的鼓勵、引導,希望河南交通行業(yè)能給予政策上的支持.4)我國高速公路、特別是河南的高速公路現己大多到了大、中修階段,通過(guò)對河南省高速公路檢測的路況來(lái)看,其高速公路的整體承載能力基本沒(méi)變,個(gè)別路段出現了局部的路面病害,只需要對路面進(jìn)行維修,依據再生技術(shù)的適用范圍,我省高速公路應該采用廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)或就地熱再生技術(shù)對舊瀝青路面進(jìn)行維修.5)建議加強河南省路面再生瀝青混合料技術(shù)的研究,對高等級公路應加強廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)、就地熱再生技術(shù)的研究;對二級以下的舊瀝青路面,可重點(diǎn)研究廠(chǎng)拌熱再生技術(shù)或廠(chǎng)拌冷再生技術(shù)的研究,尤其是對再生瀝青混合料的路用性能及耐久性的研究,使廢舊瀝青混合料再生利用技術(shù)在河南省得到廣泛的應用.參考文獻:[1]黃建躍, 劉先淼談發(fā)展瀝青再生技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[J].公路, 2003(8): 102-107.[2] 季節.再生瀝青及其混合料路用性能的評價(jià)技術(shù)[D].上海:同濟大學(xué)博士論文, 2007.[3] 杜騁,曹榮吉, 符冠華.我國瀝青路面再生技術(shù)適用性分析[J].公路交通科技, 2008, 25(9): 134-138.[4] 中華人民共和國交通部. 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