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沥青材料再生利用技术_PPT课件

发布时间:2019-11-07

  沥青路面在服务几年后,由于路面的老化、行车的重载作用,其破坏速度会大大加快。 但进行及时的维修,如重新罩面或循环利用等措施,可以保持路面的质量或进一步延长路面 的使用寿命。 再生前的路面 再生后的路面 本讲主要内容 一、概述 二、厂拌热再生技术 三、就地热再生技术 四、厂拌冷再生技术 五、就地冷再生技术 沥青路面再生技术是一项新的沥青路面修筑技术, 能够节约大量的沥青、砂石等原材料, 同时有利 于处理废料、保护环境, 是一种经济、绿色环保 施工技术。 1.沥青混合料再生的意义 避免了道路翻修、大修工程路面材料废弃造成的环境污染; 大幅降低道路养护的大修、改建成本(节约工、料、运费); 使用范围广:使用于各类道路表面病害处理、补强、改善平整度、微调路拱等场合。 1997年国际经合组织调查(按利用率统计) 75%以上:瑞典3.沥青路面再生方法 按拌和温度和场地分类如下:热再生 (沥青面层) 冷再生 厂拌热再生:世界各国普遍应用 就地热再生:丹麦、芬兰、荷兰、 瑞典、法国 厂拌冷再生 (用于基层、底基层) 掺水泥: 世界各国 普遍应用 掺水泥和沥青: 奥地利、法国、英国 就地冷再生 (用于沥青面层) :法国 沥青路面再生 沪宁高速上海段:1996年建成通车,使用六年后,路面面层存在车辙、松散、坑槽、横向裂缝、泛 油、磨光等病害,采用就地复拌热再生 4cm+2cmAK-13新沥青混合料磨耗层处理。(就地 热再生) 广佛高速公路:15km沥青混凝土面层铣刨后,采用厂拌热再生方法,按80%新料、20%再 生料拌制沥青混合料重铺沥青面层。(厂拌 热再生) 1.概述 厂拌热再生是将旧沥青路面混合料,经铣刨切削回收,集中到沥青混合料拌和厂,再根据再生 料性质变化,掺配新料,拌和成符合路用性质的 混合料后使用。 在旧沥青路面所有的再生方式中,厂拌热再生技术是目前世界上应用最为广泛的沥青路面再生 方法,已经是一种成熟的技术。 2.厂拌热再生设备 连续式拌和设备:中部专设再生料添加口,再生料利用率可>30%(图一) b.间歇式拌和设备:再生料利用率<30%。 再生料加法: 量少:直接加入搅拌器内。 量多:另增加一套烘干加热筒和供料斗(图二) 3.铣刨后再生料的质量判定 对铣刨后的再生料取代表性样品进行抽提试验,判定再生料中沥青含量及老化规律,进行矿料级 配分析,必要时可进行马歇尔技术指标及高、低 温稳定性分析。 沥青老化原因分析如下:i.沥青路面施工过程热老化(沥青加温,混合料拌 铣刨后再生沥青混合料细化原因分析如下:i.施工碾压时大粒径石料破碎 ii.铣刨作业大粒径石料切削细化 (铣刨速度2-3m/min,深度4cm时,废料块5cm) iii.行车过程中颗粒间磨耗和矿料吸水冻融影响 4.厂拌热再生配合比设计 根据再生料的分析结果选定新料,沥青品种、标号,判定是否需掺再生剂 高温稳定性(动稳定度),水稳性(浸水稳定度,冻融劈裂) 低温抗裂性(小梁抗弯),渗水性(透水试验)放行通车 160~240铣刨旧路面 旧料运输贮存 破碎筛分 再生沥青旧料 新旧料热交换 拌和再生混合料 混合料运输摊铺再生混合料 初期养护加热(150~170) 修整原有基层翻拌基层料 间歇式拌和时,再生料从常温状态加入拌和料中,依靠从新集料中吸收热量,实现新旧料相同的拌 和温度,这种新、旧料的热传递时间也是应增加 的拌和时间,再生料掺配数量越多,新料加热温 度要求也越高,热传递时间也越长。 5.小结 厂拌热再生施工包括原路面的处理、压碎、回收料堆放、工厂拌和、现场摊铺和碾压。除了常规 的摊铺和碾压,其他生产过程都需要对现有设备 进行改造或采用新设备。 厂拌热再生使用最广泛的方法是热量传递法,即将外加集料加热很高温度后与常温回收料拌和, 使热量迅速传递至回收料,从而烘干并加热回收 就地热再生技术是将原路面加热、软化、翻松、拌和,并在拌和过程中掺入适量的新集料、新沥 青(或沥青再生剂)或新拌沥青混合料,使其与 旧料充分拌和、摊铺、碾压成新路面。 就地热再生深度通常为:20~50mm,典型深度为25mm。 优点:原路面的高程可以基本保持,并且较其他的维修方式更经济,对交通影响也较小。 就地热再生路面维修的特点 a.主要用于路基完好,路面破损深度小于6cm的沥青 混凝土路面的维修。原有沥青材料经再生处理后, 能恢复其原有性能和寿命; b.就地热再生完成的车道,因100%热结合,可完全避免 车道接缝所产生的纵向开裂; c.就地热再生100%利用现有旧料,可降低施工成本且 无任何废料,为环保性养护; 就地热再生路面维修的特点 d.一次完成的回收再利用方式,比传统的回收方式增 加75%的效益,比传统的路面翻新方式在成本上节 省20%~50%; e.施工结束即可开放交通; f.施工产生的振动、噪音比其它施工方法小,在市区 也可进行夜间作业。 2.就地热再生设备 英达就地热再生机局部就地热再生设备如图六所示。 英达局部就地热再生机3.就地热再生施工前期工作 原路调查:通过弯沉、回弹模量或FWD检测确认原路强度足够,路拱合适,仅限于沥青表面层病 害(松散、脱粒、坑槽、开裂、车辙、泛油等)。 通过原路面取样抽提试验确定外掺材料:沥青老化:加热沥青或沥青再生剂 沥青不足:增加沥青 沥青偏多:增加粗集料(规格、级配、数量) 加入外掺剂后沥青混合料性能验证:马歇尔技术指标,使用性能验证。 4.就地热再生工艺 分类:a.表面再生工艺(AR):不掺或少掺新料,可以用 来消除表面裂缝或不规则变形,适用于小交通量 道路。 b.重拌再生工艺(RM):掺入30%左右新料,通过 加入新集料或沥青混合料将路面修复,并获得较 高的厚度,适用于中、小交通量道路。 c.重铺再生工艺(RP):再生层作为下面层,上面 层新铺沥青混合料,可以用来消除车辙、收缩开 裂和剥落,适用于中等交通量道路。 由于沥青导热性能差,特别是路面中有水份时,导热性能更差,因此就地热再生工艺仅适用于浅 层再生处理。 就地热再生工艺包括以下内容 a.耙松加热软化后的沥青路面(气压或液压齿耙,耙松深度20~40mm) b.根据需要加入沥青再生剂 c.拌和松散的再生沥青混合料(螺旋搅拌器) d.通过刮板或整平梁摊铺再生沥青混合料(配合螺 旋输料装置,刮板可加热和预压) 常规碾压机具压实成型(轮胎压路机初压,双钢轮压路机复压) 5.就地热再生施工的优势和关键质量控制 (1)优势: 技术优势:a.有利于沥青混凝土路面层间连接 b.改善路面级配,降低空隙率,延长路面寿命 c.恢复沥青的性能和沥青混凝土路面的柔韧性 d.有利于沥青混凝土路面深层裂纹的愈合 e.没有接缝漏水的问题 (2)为了保证就热再生工程的质量,应对热再生施工 进行可靠的质量控制,主要体现在: a.再生剂喷洒计量要准确,这是保证沥青再生质量 的关键之一; b.加热温度要适度; c.再生路面厚度要均匀; d.保证纵缝质量; e.确保压实质量。 6.小结 就地热再生技术一方面降低了新拌沥青混合料的需用量,另一方面保持了路面的原有坡度,道路 的安全性可以得到保障。 与传统的设计方案相比,实施就地热再生的工程项目在造价上还具有良好的优势。 就地热再生和重铺沥青层的各方面的性能没有大的差别,诸如粘度、针入度、空隙率、重度、集 料级配以及回弹模量。 1.概述 乳化沥青厂拌冷再生技术是将旧沥青路面的沥青混合料经过加工和处理,并掺入适当比例的新集 料、再生结合料、活性填料(水泥、石灰等)及 水后经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,重新铺 筑成新的路面,实现旧沥青路面再生的技术。 该工艺适用于高速公路和一、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 面的中下面层。当用于三四级公路的中下面层时, 需要采用稀浆封层、碎石封层、微表处等作为表 面磨耗层。 技术特点及施工依据 铣刨的旧沥青混合料(同基层一起铣刨时,含基层材料)可以全部回收利用,旧料再生率达到90% 以上,降低了原材料成本,且不产生环境污染。 乳化沥青作为有机再生结合料及水泥或石灰作为无机再生结合料,同细料形成一种复合有机水硬 性材料,提供足够的承载力。 由于采用乳化沥青改善了施工条件,延长了可施工季节。 与就地冷再生相比,对冷再生混合料配合比控制更为准确,路用性能更有保证。 2.厂拌冷再生施工设备 维特根KMA200移动式厂拌冷再生设备 维特根KMA200移动式厂拌冷再生设备是目前技术与性能较为先进的养护工程设备,它使用铣刨回 收的旧路沥青层做为主要原料,采用泡沫沥青冷 拌工艺,解决了热拌再生高温对沥青老化的影响, 同时也很好的降低了沥青混合料生产过程中对周 围环境的影响 4.厂拌冷再生施工工艺施工流程图 1.概述 就地冷再生是利用专用的再生机械,对原路面进行翻拌、再生和重新摊铺的沥青路面再生工艺, 用以修复各种道路病害。用作基层或底基层。 乳化沥青就地冷再生技术优势: 减少环境污染。2.选定外掺材料及配合比 按预计的就地冷再生深度(包括沥青面层和基层)用小型铣刨机或φ15cm钻机采集试样,并破碎至 粒径<26.5mm,外掺材料选取原则如下: a.用作半刚性基层、底基层时,掺配水泥。并按 以下7天强度要求决定水泥掺量: 基层:3~4MPa(高速、一级公路及 城市主干道用高限) 底基层:2~2.5MPa(高速、一级公 路及城市主干道用高限) b.原路冷再生为沥青层,再生后用作柔性基层时, 可掺乳化沥青、泡沫沥青和水泥。 从现场采集旧沥青路面材料(以下简称旧料)试验 确定旧料中集料的级配及结合料的含量和老化程度 如需要添加新集料,则需确定其用量和级配 确定再生剂的种类和用量 确定使再生剂充分裹覆旧料所需的拌和用水量 对混合料试样进行测试以确定: 初始养生性能;最终养生性能; 水敏感性 确定再生混合料配方 对再生混合料配方作现场调整 冷再生混合料设计流程图 冷再生基层、底基层再生剂除水泥外,也可根据需要在试验基础上,采用石灰、水泥(石灰)粉 煤灰混合料。 冷再生沥青混合料再生剂除乳化沥青外,也可采用聚合物改性乳化沥青、泡沫沥青,为提高再生 混合料抗水性和早期强度尚可同时加入1~2%水泥。 3.就地冷再生施工工艺 作为道路基层(底基层)的就地冷再生施工工 艺如图所示 检测水泥剂量 施工放样机械到位、备料 摊铺碎石层 (按需要) 摊铺水泥 冷再生机拌和 轮胎压路机稳压 平地机初平、精平 震动压路机振压 重型三轮压路机复压 洒水养生或洒透层油 测高程控制点 检测虚铺厚度 检测含水量人工配合找平,检测 平整度、高程 检测压实度 就地冷再生时,液态再生剂由再生车自带或另配液罐车存放; 采用维特根MR2500再生机每次翻拌宽度2.45m,翻拌深度25~30cm时,行驶速度可选择 5~8m/min,作业段长度120~150m为宜,拌和时 的加水量可由冷拌再生机自动计量控制; 轮胎压路机稳压后,可用30t以上重型压路机碾压,最终宜用18~21t三轮压路机静压成型; 就地冷再生的半刚性底基层,应覆盖或洒水养生7天;若作为基层,则应在完成碾压表面稍干后, 及时洒布透层乳化沥青1.2~1.4kg/m2(沥青含量 50%),并洒0~5mm石屑或粗砂2~3m3/km2, 用轮胎压路机碾压2~3遍; 若基层表面细密,交通量较大,则宜在沥青面层铺筑前,洒布SBS改性乳化沥青粘层油,用量 0.3~0.5kg/m2.

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