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对路面再生技术认知与思考ppt
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1. 对沥青路面再生技术的认知与思考
2. 目 录1234技术 概况应用 背景发展 现状冷再生 评述5热再生 思考6发展 方向
3. 沥青路面再生是将需要翻修或已废弃的旧路面材料经过回收、破碎、筛分,再适量添加新石料和新沥青拌合后再次铺筑于路面的技术。沥青路面再生的定义
4. 再生工艺及应用层位4
5. 两大类再生工艺:厂拌与就地热再生楼冷再生站现场冷再生车现场热再生机组
6. 厂拌热再生设备沥青混合料铣刨连续式再生拌合楼间歇式再生拌合楼
7. 间歇式厂拌热再生设备7
8. 连续式厂拌热再生设备新鲜集料RAP
9. 就地热再生工艺与设备9
10. 厂拌冷再生原理与设备10
11. 就地冷再生类型及工艺沥青层就地冷再生10-20cm全厚式就地冷再生 (20-45cm)
12. 就地冷再生设备
13. 目 录1234技术 概况应用 背景发展 现状冷再生 评述5热再生 思考6发展 方向
14. 高速公路建养规模趋势14
15. 干线公路养护市场容量15
16. 养护资金需求16 中国公路养护的单位投入资金仅为发达国家的1/6。
17. 高速公路每年平均通车里程 (km)沥青 路面 比例平均每年 翻修沥青 路面里程道路 平均 宽度路面 翻修 厚度废旧沥青 混合料 发生量1990~20002000~2010(%)(km)(m)(cm)(万t)1000550080520022.5102867 单条高速公路一次路面大修9022.51020 废旧材料的处置
18. 路面石材的来源 江苏3409家,11.8%禁采区,到2008年,关1064家 重庆2002年 “净空工程”,主城600km2以内关闭采石场
19. 道路沥青的价格
20. 20路面行业发展的瓶颈 沥青价格偏高 碎石供应不足 旧料堆积如山 资金缺口巨大
21. 3R3ERecyclableReducibleReusable降解回收重用EngineeringEnvironmentalEconomical环保可行经济Europe, USA → BRICS路面再生技术的内涵
22. 技术问题 & 社会问题再生技术的经济与环境效益 节约砂石资源;降低能源消耗 避免废料污染;保护自然环境 节省工程费用
23. 热再生技术带来的节约23(按产量)MaxMax
24. 热再生技术带来的节约244cm 原表层原中下面层原路面基层5cm 新拌表层5cm 就地热5cm 厂拌热项 目新拌沥青表层表层厂拌再生表层就地再生平米造价87.368.453.7造价占比100%78%62%节约比例0%22%38%(按面积)维修
25. 冷再生带来的费用消长2523%121%沥青
26. 国家政策增值税优惠政策『2001』 企业所得税优惠政策『2008』 贷款贴息和财政补助『2011』26
27. 行业政策 《材料节约与循环利用专项行动计划》 《资源节约型、环境友好型公路水路交通发展政策》 《交通运输“十二五”发展规划》 《公路水路交通运输“十二五”科技发展规划》 《“十二五”公路养护管理发展纲要》 《关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见》27
28. 交通运输部文件 回收管理 技术推广 设计源头 施工管理28 节能减排专项资金
29. 回收率目标29交通运输部
30. 循环率目标30交通运输部
31. 目 录1234技术 概况应用 背景发展 现状冷再生 评述5热再生 思考6发展 方向
32. 再生技术的起源与发展
33. 国外再生技术基本情况 应用时间:长 回收利用率:高 技术文献:全
34. 美国沥青路面再生情况 占固体废料总量1/3、重复利用率达80% 33%用于厂拌热再生,47%为其它形式,废弃率不到20% 节约材料费用54.3%,路面造价降低25%20世纪末
35. 132℃ WMA 50% RAPHMA 0% RAP, Left lane美国ASTEC泡沫沥青温拌再生ASTEC,2007, Tennessee
36. 德国沥青路面再生情况最早用于高速公路(1978) 厂拌热再生为主,所有拌合站都有再生装置轻交通→重交通;联结层→面层 路面→ 桥隧铺装;AC →SMA、PA 15% →90%添加率;
37. 德国拌合站场地与试验条件旧料分堆→室内试验→旧料添加
38. Frankfurt Airport 三期工程拌和站38
39. 日本沥青路面再生情况1985,270万吨,4% → 2008,3800万吨,76% 25%用于厂拌热再生,56%用于道路基层,19%废弃
40. 机械破碎筛分工序
41. 日工(Nikko)环保再生设备
42. 我国再生技术的发展共经历三个阶段
43. 循环利用率 1.6亿吨; 不到10%。43道路总面积(亿m2)沥青路面比例已进行养护比例累积养护面积各类再生养护面积累计沥青路面回收再生利用率高等级公路城市道路合计(%)(%)(亿m2)(万m2)(%)44.642.487802013.9245003.2 2010年底
44. 再生技术研究热度 2000年:7 2004年:95 2009年:291
45. 国内主要技术文献时间出版者规范/手册/指南1991建设部热拌再生路面施工及验收规范2001维特根维特根冷再生手册2002上海热再生沥青路面施工及验收规程2006上海厂拌热再生沥青混凝土生产及路面施工的指导意见2007辽宁水泥稳定基层就地冷再生设计施工技术指南2007黄晓明沥青路面就地热再生施工技术指南2008交通部公路沥青路面再生技术规范2009吉林沥青路面就地再生技术指南2010辽宁沥青路面厂拌热再生技术指南2010吉林沥青路面就地热再生施工技术指南2010广东厂拌热再生技术指南2010江西乳化沥青厂拌冷再生技术规范2010天津泡沫沥青冷再生技术规范2011陕西水泥稳定就地冷再生基层施工技术指南
46. 广佛高速厂拌热再生4cm 细粒式沥青砼5cm 中粒式沥青砼6cm 沥青碎石25cm 水泥稳定碎石28cm 水泥稳定土4cm 改性SMA-13(新拌)6cm 改性FAC-20(新拌)6cm AC-25I(厂拌热再生)25cm (原)水泥稳定碎石28cm (原)水泥稳定土4cm SMA-13(93年加铺)通车时间:1989年,13.8km 罩面加铺:1993年 扩宽改造:1999年 路面再生:2003年10cm LSM-25 (厂拌热再生)72cm79cm
47. 沪宁高速冷再生4cm 改性SMA-13(新拌)6cm 改性SUP-20(新拌)8cm SUP-25(新拌)通车时间:1996年,江苏段:258km 扩宽改造,路面升级:2003年20cm 级配碎石沥青面层二灰碎石基层路 基路 基16cm 二灰碎石(厂拌冷再生)10cm 乳化沥青混合料(厂拌冷再生) 10cm LSM-25(新拌)74cm
48. 江西昌九高速冷再生4cm 改性AC-13(新拌)6cm 改性AC-20(新拌)6cm 普通AC-20(新拌)路线全长:133km 1998年养护资金:1252万元 2004年养护资金:7700万元 路面改造:2007年,90km16cm 沥青面层22cm 水泥碎石基层路 基33cm 级配碎石底基层22cm (原)水泥碎石基层路 基33cm (原)级配碎石底基层12cm 乳化沥青混合料 (厂拌冷再生) 71cm84cm
49. 陕西西阎高速冷再生4cm 改性AC-13(新拌)6cm 改性AC-20(新拌)通车时间:2001年 路线全长:39.4km 路面改造:2006年-2007年15cm 沥青面层20cm 二灰砂粒基层路 基28cm 二灰稳定土底基层路 基14cm 泡沫沥青混合料 (厂拌冷再生) 20cm (原)二灰砂粒基层28cm (原) 二灰稳定土底基层63cm72cm
50. 京沈高速天津段冷再生4cm 改性AC-13(新拌)通车时间:1999年 路线全长:37.1km 路面改造:2007年18cm 沥青面层20cm 水泥碎石基层路 基30cm 石灰稳定土底基层路 基18cm 泡沫沥青混合料 (厂拌冷再生) 20cm 泡沫沥青混合料 (就地冷再生)28cm (原) 二灰稳定土底基层68cm72cm
51. 重庆渝长高速冷再生4cm 改性AC-13(新拌)通车时间:2000年 路线全长:85km 路面改造:2006年 再生面积:10万平米4cm AC-1320cm 二灰碎石基层路 基28cm 石灰煤渣碎石路 基26cm 泡沫沥青混合料 (就地冷再生)63cm63cm5cm AC-206cm AC-2528cm 石灰煤渣碎石5cm 普通AC-16(新拌)
52. 再生工艺的抉择
53. 目 录1234技术 概况应用 背景发展 现状冷再生 评述5热再生 思考6发展 方向
54. 面层与基层回收料性状面层回收料基层回收料
55. 沥青面层回收料性状 4.75mm以上 4.75mm~2.36mm 2.36mm~1.18mm 1.18mm以下
56. 抽提前后的级配曲线2.36mm以下面层回收料抽提前后筛分结果2.36mm以上面层回收料抽提前后筛分结果
57. 团粒结构的弱界面
58. 乳化沥青-水泥稳定试件疲劳断裂面
59. 乳化沥青-水泥生成物
60. 乳化沥青残留物-水泥石细观形貌
61. 沥青膜与水化物
62. 破乳前的结构形式乳化沥青-水泥拌合物相态单元结构示意图22沥青 2222乳化剂水膜水膜水泥粉团111
63. 破乳后的结构形式破乳后水泥-水-沥青复合单元体结构示意图323232322323 322 沥青2沥青水1水泥1水泥3水
64. 蜂窝结构的形成沥 青气体逸出水渗透、吸附 沥青 水泥石空腔水泥石蜂窝状结构单元体形成示意图 沥青 水 气 水泥粉团水 水泥粉团
65. 乳化沥青残留物-水泥石体系沥青富集区+水泥石富集区,为细观显著不均匀的结构 乳液破乳,油水分离,内聚成球,水-水泥相界面水化反应,沥青-水泥颗粒相界面物理吸附。水分耗散殆尽之后,留下近似球状的空腔。 腔体内壁沥青膜致密、光滑,无粘在沥青膜上的水化物晶体,也没发现由腔体内向外侧生长并刺破沥青膜的晶体。
66. 乳化沥青-水泥稳定体系评述水化产物存在大量网状、簇状晶体的蜂窝,而未见结构致密的水泥石,说明乳液中水泥发生水化、硬化而形成水泥石的条件相对恶劣
67. 静态与动态试验疲劳试验 序号123456789荷载作用次数 (应力比0.3)19432145722786028364071802812625491894序号101112荷载作用次数2253(应力比0.34)1107515(应力比0.2)1402757(应力比0.2)28d弯拉强度(MPa)Rs Rs 0.95SCv(%)n1.020.850.109.813
68. 试验结果分析乳化沥青-水泥稳定回收料的疲劳试验结果离散性大,疲劳寿命对于荷载大小的敏感性强,但静力学试验结果的离散性却很小, 反映出冷再生混合料的非均质特性,原材料性质和混合料材料结构的变异性过大,不适合用静力学指标评价或推断其动力学性质。 结论:将冷再生混合料当做散体材料进行路面结构组合设计或许更妥当。
69. 交通量增长情况69设计中修大修
70. 与目前设计指标的冲突 Ne→Ld、Ks E、σsp h半刚性基层冷再生基层
71. 与完整芯样的冲突无机结合料稳定基层,应取钻件(俗称路面芯样)检验其整体性。水泥稳定基层的龄期7~10d时,应能取出完整的钻件。 如果路面钻机取不出水泥稳定基层完整钻件,则应找出不合格基层的界限,进行返工处理。 《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)第9章 质量管理与检查验收
72. 我国冷沥青施工存在的问题
73. 配方设计对性能的影响
74. 冷再生存在的问题综述 作为承重层对现有结构设计指标的符合性 为满足7d钻出完整芯样要求的代价 工艺与原材料的弱界面问题 冷沥青的粗放施工问题
75. 目 录1234技术 概况应用 背景发展 现状冷再生 评述5热再生 思考6发展 方向
76. 沥青的组分与结构四组分:油分、芳香分、胶质、沥青质 结构:溶胶、溶凝胶、凝胶76
77. 沥青老化因素
78. 凝胶渗析色谱检测
79. 组分迁移现象
80. 沥青再生理论组分相容理论: 结构回归 溶解度参数 组分调节理论: 比例回归问题: 沥青能否按照性能配制? 物理再生还是化学再生? 组分调节与组分相容的中间地带80
81. 再生依据与方法组分调节 原沥青组分 老化沥青组分分析 比例计算 指标调节 粘度 针入度 软化点、PI、延度 老化性能81
82. 综合指标调节东南大学“863”项目,200282
83. 指标调节法面临的问题83
84. 指标调节法对改性沥青的适用性84
85. 新旧沥青掺配问题拟定掺量 沥青老化度-再生目标值 沥青总量的估算 新沥青的添加量 掺量调整 再生剂 未考虑:骨料性状、级配变异性、含水率、设备能力
86. 室内成型问题再生沥青粘温曲线 拌合温度(170cst) 成型温度( 280cst) 目标粘度≠高温粘度 旧料:110℃,≤2h; 再生料:3min
87. 混合料设计问题综述再生沥青评价指标 中温、高温、常温、低温、老化 沥青与级配变异性控制 老化程度、沥青含量 级配、含水率 成型方法 温度、时间、机具 再生混合料指标 现有指标值的修正 新指标:低温、劈裂、模量、疲劳87
88. 旧料性状板块结构 团粒结构 弱界面
89. 我国旧料准入条件指标的适用性 最大理论密度
90. 旧料的堆放90
91. 旧料的预处理91RAP Breaker RAP Crusher 颚式/辊轴组合破碎 筛分、除尘
92. 冷添加工艺
93. 再生环工艺
94. 热添加工艺Vorerwärmung des Asphaltgranulates in separater Paralleltrommel
95. 再生滚筒技术要点95旧料流向 加热方式 温度 叶片构造 传送方式
96. 问题概括 技术方面 再生路面结构设计 材料设计与试验方法 旧料管理与处理 再生设备与工艺96 社会方面 经济-质量-环保的权衡 法律与监管的缺失
97. 目 录1234技术 概况应用 背景发展 现状冷再生 评述5热再生 思考6发展 方向
98. 热再生的前景 经济价值 社会责任 技术空间
99. 厂拌热再生的关键因素99
100. 行业管理 旧料流向管制 方案、招投标、验收 再生站审查与监督 存储、设备、试验、质控、安全、环保 配比审查、质量抽检、评级考核 再生路面质量追踪 RPMS数字化 责任追溯100
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