深圳市沥青路面厂拌热再生混合料利用技术研究.pptx

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1、项目总体说明1、项目总体说明 随着深圳特区的不断发展，高等级公路里程不断增加。但早期建成的公路已进入养护维修阶段，公路建设已经从大规模新建转入新建与养护并重的阶段。同时，经济发展将面临越来越突出的资源代价和环境代价的问题，政府多次强调的“发展循环经济”的政策是实现经济持续发展的重要保障之一。深圳市道桥管理处积极响应国家政策，探索在交通领域发展循环经济的途经，就热再生沥青试验项目与长安大学签订项目服务合同，合同就研究内容、实施期限、预提交内容、协作方式等达成一致，积极推广沥青路面回收料（RAP）的利用技术。第1页/共23页项目的意义 2、项目的意义 本项目研究成功后，将引进具有国际先进水平的沥青

2、路面热再生设备和道路施工设备，既能节约工程造价（30%左右），又能废物利用，保护环境，同时施工工期短，非常适应深圳车流量大，道路的摊铺及整治维修要求速度快、效果好，并尽可能保证最低限度地降低因道路维修对交通造成阻塞的特点。第2页/共23页项目的研究目标、研究内容及关键技术3、项目的研究目标、研究内容及关键技术3.1研究目标根据深圳市的气候、交通特点以及深圳市RAP的储备情况和再生机械设备力量，开展废旧沥青混合料的利用技术研究，主要研究目标有：1）建立整套的沥青及沥青混合料的老化评价方法和流程；提出能准确反映旧沥青性质的回收方法；2）确定适合于深圳市当地气候和环境条件的沥青路面再生混合料的配合比

3、设计参数和设计方法，为推广废旧基质沥青混合料和废旧改性沥青混合料的应用提供依据；3）根据深圳市的施工机械设备状况，提出大规模推广应用废旧沥青混合料的场地建设、机械设备购置等的合理建议；4）编制深圳市市政道路沥青路面热再生混合料设计指南。第3页/共23页项目的研究目标、研究内容及 关键技术 3.2 主要研究内容1）沥青路面老化评价方法研究 沥青的老化评价方法研究 沥青混合料的老化评价方法研究2）旧沥青回收方法研究 3）旧沥青再生恢复研究 旧沥青再生决策研究 旧沥青再生规律研究4）新旧沥青混合料的合理掺配率研究5）再生沥青混合料的设计方法研究6）再生沥青混合料的路用性能研究7）沥青路面热再生施工工

4、艺研究 旧沥青混合料的破碎工艺研究 再生沥青混合料的拌和工艺研究 再生沥青混合料的摊铺工艺、碾压工艺研究第4页/共23页项目的研究目标、研究内容及 关键技术 3.3 关键技术1）旧沥青的再生恢复研究 实现旧沥青的恢复是保证再生沥青混合料的质量、使其路用性能达到规范要求的基础；同时，以往的研究表明，要完全恢复旧沥青的低温性能是比较困难的。因此，本项目针对旧沥青低温性能的快速恢复展开研究，是本项目的关键技术之一。2）再生沥青混合料的设计方法研究 受废旧沥青混合料性质的影响，再生沥青混合料的设计参数及路用性能标准同普通的HMA有差异。因此展开再生沥青混合料的合理设计参数及合理路用性能标准研究，为再生

5、混合料的设计提供依据，在此基础上提出再生混合料的设计方法是本项目的重点；提出合理的设计方法，设计出满足规范要求或是具有优良路用性能的再生沥青混合料，是将废旧沥青混合料资源化的保证和核心。第5页/共23页拟采取的研究方案及技术路线 4、拟采取的研究方案及技术路线4.1 研究方案（一）沥青的老化评价方法研究 对不同的沥青进行（MM、KLM）不同老化时间的RTFOT老化试验，得出沥青性能（粘度、针入度、软化点、延度）与老化时间的关系；依据沥青路面的使用性能与沥青性能的关系，定义沥青临界老化状态，提出基于沥青老化度的老化评价方法；基于沥青老化后延度较低而导致沥青路面易开裂的情况，提出基于延度老化系数的

6、评价方法。（二）沥青混合料的老化评价方法研究 沥青混合料的老化评价方法目前还没有形成标准的试验方法，本研究拟采用马歇尔试件置于60条件下进行，通过测定不同老化时间下的马歇尔指标（特别是低温性能），得出混合料性能与老化时间的关系，进而得到老化时间与评价指标。第6页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（三）旧沥青回收方法研究 沥青回收包括沥青与石料的分离（抽提）和沥青回收两个阶段。对于抽提，已有研究表明:离心抽提法优于回流抽提法，因此本项目选用离心抽提法。回收旧沥青的关键是在抽提回收过程中不应使沥青进一步老化，且必须把其中的矿粉和溶剂尽可能全部除去，以准确反映旧沥青的性状。在影响回收试验的各项因素

7、中，最可能出现的不利状况包括:抽提液中的细小矿粉颗粒以及残余在沥青中的三氯乙烯。通过向沥青中掺入不同剂量的矿粉和三氯乙烯并测定沥青性能，验证两者对沥青性能的影响，并提出剔除两者影响的技术措施，最后通过空白标定试验确定Abson法的具体步骤。第7页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（四）旧沥青的再生恢复研究 精（准）确地预估再生沥青的性能以及选择优良的再生剂是设计再生沥青混合料的关键。建立基于复合材料理论的再生复合律方程，应用90#沥青、70#沥青、再生剂对老化沥青进行再生试验，测定再生沥青的粘度、针入度、软化点（、延度），进行不同再生方法的复合律方程验证。（五）新旧沥青混合料的合理掺配率研究

8、 RAP掺配率受RAP的材料性质、新材料性质、机械设备、再生混合料的使用层位等影响。本项目主要通过不同掺配率下再生沥青混合料的路用性能变化得出RAP的合理掺配率。第8页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（六）再生沥青混合料设计方法研究 主体上采用马歇尔设计方法，包括以下步骤：1)评价现有的回收料的性能，包括沥青、集料、混合料性能；2)确定旧沥青混合料的掺配率；3)确定再生沥青混合料的类型以及路用性能标准；4)确定外加集料、（新沥青、）级配类型、再生剂的种类和用量；5)选择混合料设计方法，进行再生沥青混合料的配合比设计及路用性能验证第9页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（七）再生沥青混合料

9、的路用性能研究 与普通的沥青混合料HMA相比，再生沥青混合料的路用性能主要有两方面的差异：1）随RAP掺配率影响较大；2）低温性能和疲劳性能较低。因此，本部分主要解决以下问题：1）得出再生沥青混合料的低温性能、疲劳性能、车辙（高温稳定性）、水稳定性、劈裂强度与RAP 掺配率的关系；2）提出(包括添加再生剂在内的)提高再生沥青混合料低温性能和疲劳性能的技术措施。以相同的级配设计不同RAP掺配率（0，20%，30%，40%，50%）的再生沥青混合料（AC-20），分别测定其路用性能，综合分析路用性能与RAP掺配率的关系；在此基础上，单独对低温性能和疲劳性能进行研究，提出具体的技术措施以及改善程度。

10、第10页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（八）再生沥青混合料的施工温度研究 再生沥青混合料的碾压温度和拌合温度可根据再生沥青的粘温特性来确定，这就需要确定再生沥青的粘度与新、旧沥青粘度、RAP掺配比例三者之间的关系；同时，也需要确定再生料的拌合温度、RAP预热温度、新集料加热温度与RAP掺配率的关系。采用MM70#和KLMY90#新沥青，添加不同剂量的旧沥青（掺配比例为0%,20%,30%,40%,50%,100%）,然后分别测定不同温度（120，135，150，165，180）的粘度，得出再生沥青的粘温曲线以及粘温特性与掺配比例的关系。通过模拟拌合试验测定不同温度组合下的再生混合料拌合温

11、度，得出了其与RAP预热温度、新集料加热温度、RAP掺配率三者之间的关系式。考虑的试验因素及水平：RAP加热温度：常温，60，110，130新集料加热温度：175，190，205，220RAP掺配率：20%，30%，40%，50%第11页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（九）再生工艺研究 再生沥青混合料的生产具有一些特殊性：旧料预热、再生剂添加方式，这些特殊的工艺势必会对再生混合料的质量产生重要的影响。本部分主要研究再生工艺（旧料是否预热、再生剂添加方式、拌合时间）对再生沥青混合料路用性能的影响规律。通过不同的再生工艺来成型具有相同材料组成的试件,然后进行路用性能试验，包括：Marshal

12、l指标、车辙、低温弯曲应变、疲劳性能、水稳定性。然后通过多个(低温)指标来分析不同再生工艺对热再生混合料路用性能影响的趋势与大小,由此入手分析再生工艺的重要性和影响程度。进行实验时，旧料加热温度分为不预热和预热110两种；拌合时间设置90S和210S；再生剂添加设置为两种：一是再生剂直接加入旧料中拌匀，再按顺序添加新矿料、新沥青和新矿粉；二是再生剂先与新沥青按比例混合，然后加入到旧料中拌匀，按顺序添加新矿料和新矿粉。第12页/共23页拟采取的研究方案及技术路线（十）施工工艺研究 这部分主要以总结为主，提出RAP的破碎、堆放、分级、检测取样的方法；提出再生沥青混合料的拌和工艺、摊铺工艺和碾压工艺

13、。第13页/共23页拟采取的研究方案及技术路线 4.2 技术路线合理掺配率合理设计参数路用性能标准设计方法研究老化评价研究回收方法研究制定研究大纲资料分析 调查RAP储备及使用交通、气候条件施工力量沥青再生恢复研究再生决策研究再生规律研究低温指标快速恢复究路用性能验证施工设备施工工艺满足？否是铺筑试验工程检测及观测撰写研究报告第14页/共23页年度研究计划及预期研究成果5.5.年度研究计划及预期研究成果年度研究计划及预期研究成果5.1 进度计划 2008.11 制定实施方案；2008.122009.2 收集资料并进行实地调查；2009.32009.5 进行废旧沥青及混合料的老化评价研究；200

14、9.62009.9 进行废旧沥青回收方法的研究；2009.102009.11 进行旧沥青的再生恢复研究；2009.122010.2 论证再生沥青混合料的合理设计参数及合理路用性能标准，提出再生沥青混合料的设计方法；2010.32010.6 进行施工工艺研究，铺筑试验路并进行相关检测；2010.72010.9 编制相关技术文件，撰写科研报告；2010.11 完成课题鉴定工作。第15页/共23页年度研究计划及预期研究成果5.2 预期研究成果 1）建立整套的沥青及混合料的老化评价方法和流程；提出能正确反应旧沥青性质的回收方法；2）确定适合于深圳市当地气候和环境条件的沥青路面再生混合料的配合比设计参数

15、和设计方法，为推广废旧沥青混合料的再生应用提供依据；3）根据深圳市的施工机械设备状况，提出大规模推广应用废旧沥青混合料的场地建设、机械设备购置等的合理建议。第16页/共23页已完成的研究工作及进一步研究计划6、已完成的研究工作及进一步研究计划6.1 已完成的研究工作 经过前期的研究，已完成以下工作：1）购置了全套沥青回收仪器，并进行了空白试验标定；2）完成了旧沥青回收方法的研究，提出了科学合理的沥青回收方法；3）完成了老化沥青的再生恢复研究，得出了基于复合材料理论的再生沥青性能预估；4）完成了RAP中旧沥青向新集料的转移模拟研究，提出了获得高转移量的技术措施；5）进行了再生剂向沥青的扩散研究，

16、并提出了增加再生剂扩散量的技术措施；6）对再生沥青混合料的设计方法进行了研究，提出了设计流程；7）进行再生沥青混合料的路用性能研究。第17页/共23页已完成的研究工作及进一步研究计划6.2正在进行的研究工作 1）再生沥青混合料路用性能研究；2）再生沥青混合料的施工温度（拌合温度、碾压温度）研究；3）基于优良路用性能的再生工艺研究；4）厂拌热再生项目经济分析。第18页/共23页已完成的研究工作及近一步研究计划6.3下一步工作安排 1）根据基质沥青废旧混合料的再生利用研究结果，针对废旧改性沥青混合料的再生利用展开研究，以期大规模再生利用市政道路上大量应用的改性沥青混合料，并扩大项目的可推广性。2）

17、进一步进行再生沥青混合料的设计方法研究，得出新旧沥青混合料的合理掺配率、再生沥青混合料的合理设计参数以及再生沥青混合料的合理路用性能标准，并推荐适合深圳地区的再生沥青混合料设计方法。3）展开施工设备及施工工艺的研究，提出旧沥青混合料的破碎工艺、再生沥青混合料的拌合工艺、再生沥青混合料的摊铺工艺和碾压工艺。4）提出大规模推广应用再生技术的合理化建议，包括购买拌合、破碎、筛分设备的合理建议和改装现有设备的合理建议。5）若有条件进行试验工程铺筑。第19页/共23页研究基础及工作条件7、研究基础及工作条件7.1 研究基础 深圳市道桥管理处在工作实践中坚持贯彻循环经济的理念，长期对沥青路面再生混合料利用

18、技术进行积极的研究 长安大学在发展循环经济方面已进行了较深入地研究，其在研课题“甘肃省公路沥青路面再生技术应用研究”为本课题的研究留下了丰富的参考资料和理论参考。长安大学工程机械学院在热再生机械方面也有深入地研究，对原有沥青路面的铣刨、破碎工艺及拌合设备的优选、精度控制方面已作了一定的研究，为完成该项目奠定了一定的技术条件。组成了杨党旗高工、郑南翔教授为主的科研队伍，几位均长期从事公路的科研、施工，为课题按时完成尊定了智力基础。郑南翔教授长期从事道路结构与材料的教学与研究工作，具有丰富的科研与实战经验，其在研课题“甘肃省公路沥青路面再生技术应用研究”为本课题的研究留下了丰富的参考资料和理论参考

19、。该研究基础为课题的完成配备了学术研究梯队、实验仪器及相关资料。第20页/共23页研究基础及工作条件7.2 工作条件 深圳市道桥管理处是我市城市道桥管理的专业部门，该处专业技术人员具有较深厚的专业理论素养和丰富的实际工作经验，熟悉深圳市城市道路维修养护工作的实际情况，曾多次解决了深圳市城市道桥管理工作中的技术难题。长安大学是直属教育部的国家“211”工程重点建设大学之一，是我国公路交通方面学科齐全、专业配套、规模最大的一所高等院校。设有交通部道路结构与材料重点实验室、道路建筑材料实验室等，拥有先进、齐全的实验设备，为完成该项目奠定了可靠的物质基础。道路结构与材料交通行业重点实验室是道路与铁道工程国家级重点学科依托的实验室。实验室拥有一批具有国际先进水平的仪器设备，为开展公路科学与技术重大课题研究提供了有力的支持，实验室主要大型仪器设备有：SHRP沥青及沥青混合料测试设备（美国，212万元）；MTS土壤沥青闭环试验系统（美国，330万元）等高精尖端仪器设备，为完成该项目奠定了可靠的物质基础。第21页/共23页谢 谢！第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页