就地冷再生-徐剑

沥青路面就地冷再生技术交通部公路科学研究院徐剑博士沥青路面再生沥青路面再生厂拌热再生厂拌热再生厂拌冷再生厂拌冷再生就地热再生就地热再生就地冷再生就地冷再生沥青层就地冷再生全深式就地冷再生复拌再生加铺再生•1、定义和适用范围•2、材料•3、设备•4、施工•5、质量控制和检查验收•6、工程实例主要内容1、定义和适用范围z定义采用专用的就地冷再生设备，对沥青路面进行现场冷铣刨，破碎和筛分（必要时），掺入一定数量的新集料、再生结合料、活性填料（水泥、石灰等）、水，经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术。再生机沥青罐车水罐车乳化沥青或热沥青乳化沥青或热沥青水水水水设备的功能：铣刨/添加结合料/拌和沥青罐车沥青罐车再生机再生机拾料机拾料机摊铺机摊铺机z分类就地冷再生包括2种：沥青层就地冷再生全深式就地冷再生z适用场合适用于一、二、三级公路沥青路面的就地再生利用，用于高速公路时应进行论证。就地冷再生当然可以用于高速公路，但是一定应建立切实可行的质量控制体系。就地冷再生用于高速公路，欧美国家有成功范例，如美国的80号洲际公路、40号洲际公路，希腊、意大利等国高速公路，等。国内也进行了一些成功的工程探索，例如，京沈高速天津段和河北段、京沪高速河北段、津沧高速、四川成渝高速、渝涪高速等。z适用层位一二级公路：再生层可作为下面层、基层；三级公路：再生层可作为面层、基层。用作上面层时应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。RAP+=水泥乳化沥青泡沫沥青水冷再生混合料+新集料√√√2、材料使用沥青，需要降粘：加热乳化发泡稀释2.1乳化沥青（1）什么是乳化沥青乳化沥青，是将热熔的石油沥青，经过机械作用，以细小的微粒分散到乳化剂水溶液中，形成的水包油的乳状液。沥青微粒水相沥青颗粒乳化剂（2）乳化沥青生产流程试验项目单位质量要求试验方法破乳速度慢裂或中裂T0658粒子电荷阳离子(+)T0653筛上残留物(1.18mm筛)不大于%0.1T0652恩格拉粘度计法E252-30T062225℃赛波特粘度Vss7-100T0621残留分含量不小于％62T0651溶解度不小于％97.5T0607针入度(25℃)0.1mm50-300T0604延度(15℃)不小于cm40T0605与粗集料的粘附性，裹附面积不小于2/3T0654与粗、细粒式集料拌和试验均匀T0659常温贮存稳定性1d不大于5d不大于%15T0655蒸发残留物粘度00.10.20.30.40.50.60123456乳化沥青用量（％）15度劈裂强度（MPa）乳化沥青乳化沥青11乳化沥青乳化沥青2200.050.10.150.20.250.30.350.40.450123456乳化沥青用量（％）浸水15度劈裂强度（MPa）乳化沥青乳化沥青22乳化沥青乳化沥青112.2泡沫沥青热沥青压缩空气水泡沫沥青项目技术要求试验方法膨胀率不小于10本规范附录E半衰期（s）不小于8本规范附录E进行发泡试验，确定沥青的发泡性能。该选择哪种再生结合料呢？水泥泡沫沥青乳化沥青3、设备沥青罐车再生机压路机铣刨机沥青罐车再生机平地机压路机压路机平地机压路机再生机平地机压路机沥青罐车再生机平地机压路机沥青罐车再生机平地机压路机设备的功能：铣刨/添加结合料/拌和设备（一）示意图乳化沥青或热沥青乳化沥青或热沥青水水水水设备（二）示意图设备的功能：铣刨，添加结合料，拌和，摊铺铣刨转子破碎器振动筛皮带输送器提升机计量装置再生剂添加系统搅拌器设备（三）示意图设备的功能：铣刨，筛分，破碎，添加结合料，拌和设备的功能：添加结合料，拌和，摊铺设备（四）工作装置示意图FromPavementRecyclingGuidelinesforStateandLocalGovernments,FHWA设备（四）的施工示意图拌和摊铺设备（五）示意图铣刨破碎、过筛拌和摊铺机FromPavementRecyclingGuidelinesforStateandLocalGovernments,FHWAFromPavementRecyclingGuidelinesforStateandLocalGovernments,FHWA12434、施工步骤与要点4.1施工步骤56施工前2年后4.2施工技术要点z（1）压实为确保压实，规范规定最小压实厚度：9乳化沥青/泡沫沥青时80mm；9水泥/石灰时150mm。为确保压实，规范规定最大压实厚度：9乳化沥青/泡沫沥青时160mm；9水泥/石灰时宜为220mm。9压实机具，要求根据再生层厚度、压实度等的需要，配备足够数量、吨位的钢轮压路机、轮胎压路机。9确保适宜的含水量。初压时混合料含水量应比最佳含水量大1－2%。碾压过程中再生层表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时洒水。z（2）科学的施工组织9采用流水作业法，使各工序紧密衔接，尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。9综合考虑季节、气候条件、施工机械和运输车辆的效率和数量、操作熟练程度、水泥的终凝时间等因素，确定每个作业段的长度。9根据温度、湿度情况及时调节再生速度。z（3）充足的养生时间冷再生层在加铺上层结构前必须进行养生，养生时间不宜少于7d，当满足以下两个条件之一时，可以提前结束养生：9再生层可以取出完整的芯样；9再生层含水量低于2％。沥青类冷再生养生方法：（1）封闭交通养生时，可进行自然养生，一般无需采取措施。（2）开放交通养生时，再生层在完成压实至少1d后方可开放交通，但应严格限制重型车辆和车速。可喷洒慢裂乳化沥青。无机结合料的全深式就地冷再生，养生与半刚性基层要求一致。5、施工质量控制和检查验收5.1施工质量控制包括：9施工过程的材料质量控制9施工过程的质量控制9施工过程的外形尺寸检查（1）材料质量控制材料检查项目要求值检查频率乳化沥青表4.3.1规定的项目符合设计要求每批来料1次泡沫沥青表4.4.1规定的项目符合设计要求每批来料1次矿料4.6规定的项目符合设计要求每批来料1次（2）施工质量控制检查项目质量要求检验频率检验方法压实度（％）≥90（高速公路、一级公路）≥88（二级及二级以下公路）空隙率（％）≤10（高速公路、一级公路）≤12（二级及二级以下公路）泡沫沥青压实度（％）≥98（高速公路、一级公路）≥97（二级及二级以下公路）每车道公里检查1次基于重型击实标准密度，T0924或T0921每车道每公里检查1次基于最大理论密度,T0924或T0921乳化沥青15℃劈裂强度（MPa）符合设计要求T0716干湿劈裂强度比（％）符合设计要求T0716马歇尔稳定度（kN）符合设计要求T0709残留稳定度（％）符合设计要求T0709冻融劈裂强度比（％）≥70每3个工作日1次T0729含水量符合本规范要求发现异常时随时试验T0801沥青含量矿料级配符合设计要求发现异常时随时试验抽提筛分每工作日1次水泥、石灰全深式再生质量控制检查项目质量要求检验频率检验方法压实度（％）≥95每车道每公里1次重型击实T0924或T0921抗压强度（MPa）符合本规范要求每车道每公里6个或9个试件T0716含水量符合本规范要求发现异常时随时试验T0801级配符合本规范要求每车道每公里1次T0302水泥或石灰剂量不小于设计值-1.0%每车道每公里1次T0809（3）施工过程外观尺寸检查检查项目质量要求检验频率检验方法平整度（mm）10每200延米2处，每处连续10尺T0931纵断面高程（mm）±10每20延米1点T0911均值-10单个值-20宽度（mm）不小于设计宽度，边缘线整齐，顺适每40延米1处T0911横坡度（％）±0.3每100延米3处T0911外观表面平整密实,无浮石、弹簧,无明显压路机轮迹随时目测每车道每10米1点插入测量厚度（mm）5.2检查验收就地冷再生工程完工后，应将全线以1－3km作为一个评定路段，进行质量检查和验收。检查项目质量要求检验频率检验方法平整度最大间隙（mm）10每200延米2处，每处连续10尺T0931纵断面高程（mm）±10每20延米1点T0911均值-10单个值-20宽度（mm）不小于设计宽度，边缘线整齐，顺适每40延米1处T0911横坡度（％）±0.3每100延米3处T0911每车道每10米1点插入测量厚度（mm）外观表面平整密实，无浮石，弹簧现象，无明显压路机轮迹。随时目测乳化沥青≥90（高速公路、一级公路）≥88（二级及二级以下公路）每车道每公里检查一次基于最大理论密度,T0924或T0921其他≥98（高速公路、一级公路）≥97（二级及二级以下公路）每车道每公里检查一次基于重型击实标准密度，T0924或T0921压实度（％）注：当再生层用作二级公路底基层，或者用于三级及三级以下公路时，纵断面高程控制可适当放宽。6、工程实例6.1东北地区某一级公路原路面概况：双向四车道，路面宽22米，日交通量10000辆/天，折合标准车辆近4000轴次。先后进行过5次大修和改造，路面结构复杂。20cm沥青层（沥青砼、黑碎、灌入）16cm手摆拳石30cm石灰土、二灰镁渣、水稳镁渣等原快车道：路面厚度66－102cm，7－12层不等22cm沥青层(沥青砼、黑碎、灌入)15cm碎石土原慢车道：路面厚度35－50cm原分隔带：路面厚度59－61cm9-11cm沥青层20cm二灰镁渣30cm水结镁渣路面病害：开裂局部沉陷，平整度差路幅高差大弯沉大，实测弯沉为80-130。方案一：铣铇或挖除15cm；然后新建基层（15cm天然砂砾+18cm水稳砂砾+18cm水稳砂砾）和10cm沥青面层。方案二：在原路面上直接加铺半刚性基层（其结构及材料同方案一）和10cm的沥青面层。方案三：将原路面进行就地冷再生，然后加铺10cm的沥青面层。方案一，对交通影响太大，挖除的原路面材料将被遗弃造成巨大浪费，造价也偏高；方案二，路面将变成两个沥青层之间夹着一个半刚性基层的“夹心结构”，易产生路面水损害，而且造价偏高，路面标高提升太大。方案一造价估算：（1）挖除、清运旧路材料15cm：25元/m2（2）新建基层：15cm天然砂砾+两层18cm水泥稳定砂砾：98元/m2。造价：123元/m2。方案三（再生方案）造价估算：（1）材料费：33元/m2（再生12cm）（2）人工费：2元/m2（3）机械费：13元/m2（4）管理费及其它：10元/m2（5）税金：3元/m2造价：61元/m2再生方案20cm沥青层（沥青砼、黑碎、灌入）16cm手摆拳石30cm石灰土、二灰镁渣、水稳镁渣等22cm沥青层(沥青砼、黑碎、灌入)15cm碎石土9-11cm沥青层20cm二灰镁渣30cm水结镁渣12cm－15cm就地冷再生10cm的沥青罩面6.2华东地区某一级公路双向四车道。此前是“白改黑”改建，改建时对原水泥路面进行挖除、冲裂压实等处理，然后加铺水稳基层、沥青封层和10cm沥青面层。路面维修时使用了薄层罩面、改性稀浆封层、道路注浆加固、严重病害翻挖处理等。路面维修面积比例约占路段总面积的65%。路面平整度差，行车舒适性差。破碎的水泥路面水稳基层15cm沥青层10cm水稳基层20cm6cm水泥就地22cm泡沫厂拌17cm方案1：适用于路况较差路段破碎的水泥路面水稳基层15cm沥青层10cm水稳基层20cm6cm改性18cm泡沫方案2：适用于路况较好路段原路面结构破碎的水泥路面水稳基层15cm沥青层10cm水稳基层20cm改性沥青6cm泡沫沥青就地冷再生层17cm破碎的水泥路面水泥就地冷再生层22cm大修方案1(路况较差段)改性沥青层6cm泡沫沥青就地冷再生层18cm破碎的水泥路面原水稳层29cm大修方案2(路况较好段)3.614.585.313.363.494.0822.22.42.62.833.23.43.63.844.24.44.64.855.25.45.65.866.2456水泥用量（%）抗压强度（MPa）方案B方案AA组：100%铣刨料；B组：10%石屑＋90%铣刨料√沥青发泡温度（℃）发泡用水量（%）膨胀率半衰期（s）镇海AH-701502.01210300400500600