沥青路面再生技术-孙立军

沥青路面冷再生技术孙立军同济大学交通运输工程学院2010年3月23日.南昌2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]2主要内容再生技术路面评价路面结构设计施工温度场分析再生混合料设计结束语2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]3再生技术冷再生技术热再生技术现场工厂2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]4路面评价面层纵缝LHLHLMHLHLHLHLHLHLHLH横缝龟裂块裂车辙波浪沉陷麻面补丁泛油坑槽DLDTDADBDRDWDSDDDPDFDHDCDDDSDHDPPCI=100-DP分层加权法2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]5贯穿和非贯穿裂缝贯穿裂缝将损坏基层非贯穿只需要更新或再生面层5路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]6路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]7反射裂缝唧浆，脱空路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]8变形的原因路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]9变形产生在哪一层00.010.020.030.040.050.060.070.080100200300400500沥青层深度（mm)变形率路面评价面层甄别剪应力比沿深度变化0102030405060708000.511.522.5倍率深度cx1-2-16cx1-1-6cx1-2-191.53MPa，4191kg1.25Mpa，5421kg0.98Mpa,4129kg2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]10变形产生在哪一层路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]11变形产生在哪一层路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]12老化程度决定了就沥青材料的可用性路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]13均匀性决定了旧料使用的可行性、方便性和具体细节路面评价面层甄别2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]14路基土质类型含水量密实度垫层材料类型级配含水量路面评价基础状况钻芯或开挖从含水量判断道路的排水状况、路面结构的渗水状况决定今后新路面结构的湿度土质、密实度和湿度决定了路基的模量确定垫层的适用性和模量2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]15弯沉测定基层状况的判别是十分关键的步骤决定基层的模量判断基层的完好性路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]16杠杆式弯沉仪FWD路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]17厚沥青层路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]18基本原理Min:∑(Dci-Dmi)^2*wiE1,h1E2,h2E0路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]19过程复杂，结果误差大e（E1,E01)（E2,E02)路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]20弯沉盆上的惰性点RD土基模量E0上层模量Ei-Ej惰性点DIRI路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]21RIDIE采用迭代法即可求出反演解DI实测弯沉盆路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]22基层完好性判别路面评价基层评价01000200030004000500060007000Ⅰ(无损坏)Ⅱ(＞300)Ⅲ(300)Ⅳ(200)Ⅴ(130)Ⅵ(60)Ⅶ(30)半刚性基层损坏类型（裂缝间距/cm）半刚性基层模量/MPa2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]23E4000MPa基层基本完好，裂缝间距5米以上可观察表面裂缝间距路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]24E=2500~4000MPa轻度块裂裂块尺寸100*100~500*500cm30路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]25E=800~2500MPa重度块裂裂块尺寸50*50~100*100cm路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]26E=450~800MPa轻度龟裂裂块尺寸20*20~50*50cm路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]27E450MPa重度龟裂裂块尺寸20*20cm路面评价基层评价2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]28面层的使用基层的利用结构厚度设计结构组合设计旧路面材料的使用调整和最终结果的确定再生结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]29面层可用性以及如何使用面层可直接使用表面层问题中面层问题三层都有问题再生结构设计面层使用2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]30基本完好1~5米0.5~1米基层可直接使用上面可直接作沥青面层再生结构设计基层使用2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]310.5~1米0.2~0.5米0.2米可作沥青基层需要处理再生结构设计基层使用2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]32模量组合材料选择厚度组合经济优化材料强度控制材料质量控制弯拉疲劳设计阶段I阶段IV阶段II阶段III阶段V剪力场分析初期损坏剪切试验行为方程经济参数传统试验再生结构设计结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]33PCIAB最低可接受水平分析期或寿命周期分析期再生结构设计结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]3412141618202224262860080010001200140016001800200022002400260028003000ESAL/日面层厚度(cm)1214161820222426283032343660080010001200140016001800200022002400260028003000ESAL/日面层厚度再生结构设计结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]35如果直接加铺h=H-旧沥青层等效厚度旧沥青层等效厚度=λ*PCI^μ*h0^(γ+1)λ=0.000034μ=2.3564γ=-0.4207h0=旧沥青层厚度再生结构设计结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]36热拌沥青层：对重交通、高温地区，厚度应大于10cm沥青再生层，厚度h=8cm原路面基层h=（H-沥青面层厚度）/F再生结构设计结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]37标高的限制可能被迫改变结构设计有时需要增加基层的厚度有时需要压低标高，此时可能需要用热拌料代替再生料有时需要铣刨基层以降低标高排水的考虑内部排水排水系统再生结构设计结构设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]38HMA的摊铺导致温度场的变化冷再生底基层HMA施工中路面温度场及压实2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]39施工中路面温度场及压实2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]40施工中路面温度场及压实不同于HMA的过程冷压实过程热压实过程HMA冷再生底基层2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]41冷再生沥青混合料的压实过程施工中路面温度场及压实2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]42基本性质：冷拌冷铺的热再生混合料冷再生层摊铺HMA前的钻芯样冷再生层摊铺HMA后的钻芯样是否充分利用这个性质是区别在生于在利用的关键，也保证耐久性和经济性的关键施工中路面温度场及压实2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]43HMA摊铺前冷再生芯样的空隙率%HMA摊铺后冷再生芯样的空隙率%空隙率减小%11.99.52.413.39.63.712.79.43.313.710.92.812.59.43.113.210.52.712.08.83.211.49.12.312.38.93.412.6（均值）9.6（均值）3.0（均值）HMA摊铺前后冷再生层芯样的空隙率施工中路面温度场及压实2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]44冷再生混合料设计目前各国的再生材料设计通过土工击实方法确定最佳含水量OWC。保持OWC不变，以预估的沥青用量为中值，按照一定间隔变化形成5个乳化沥青用量。将拌合均匀的混合料装入试模内，在马歇尔击实仪上双面各击实50次。将试样连同试模一同放入60℃鼓风烘箱中养生40小时以上，之后从烘箱中取出，立即放置到马歇尔击实仪上双面各击实25次。测试试件的毛体积密度、15℃的劈裂强度、浸水24小时的湿劈裂强度（或者40℃的马歇尔稳定度及浸水马歇尔稳定度），结合工程经验综合确定最佳乳化沥青用量OEC。2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]458.09.010.011.012.013.014.01.02.03.04.05.06.07.08.0空隙率(%)乳化沥青油石比(%)0.20.40.60.81.02.03.04.05.06.07.08.015℃干劈裂强度(Mpa)乳化沥青油石比（%）0.20.40.60.81.02.03.04.05.06.07.08.015℃湿劈裂强度(Mpa)乳化沥青油石比（%）冷再生混合料设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]46设计结果分析：OEC=4.0-5.0%多数采用4.0%冷再生混合料设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]47考虑热压实过程的试件成型是混合料设计关键冷压实过程的模拟（第一次击实）：国际通用方法热压实过程的模拟（第二次击实）与施工季节有关，不同季节的最佳剂量不同，不同RAP的最佳剂量不同60℃击实40次70℃击实40次考虑热压实过程使乳化沥青含量减小冷再生混合料设计2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]48冷再生混合料设计施工车辙检验出现的车辙是冷再生沥青混合料在高温条件下嵌挤力和内摩阻力不足，因剪切流动而发生的破坏。无侧限抗压强度试验2020/3/27教育部重点试验室[e-mail]49冷再生混合料设计无侧限抗压强度试验温度确定（60℃）024681012020406080100120冷再生深度（cm）温度（℃）024681012020406080100120冷再生深度（cm）温度（℃）T55=61.0℃T60=61.1℃2020/3/27教育部重点试验室ljsun@tongj