废旧路面材料综合利用研究综述.pdf
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1、-29-废旧路面材料综合利用研究综述王志新1,李作钰2*,田 霞1,吕健涵1,李俊宝1(1.济南金曰公路工程有限公司,山东 济南 250000;2.山东省交通科学研究院,山东 济南 250031)摘要:为提高废旧路面材料的利用率,对废旧路面材料综合利用方式进行了综述。梳理了废旧路面材料发展的进程,总结了废旧路面材料性能特征,提出了降低废旧路面材料变异性措施及降低废旧路面材料含水率的堆料方式;介绍了废旧路面材料处置工艺;分析了冷、热再生混合料的性能特征及废旧路面材料本身与再生的利用优势。最后总结了冷、热再生技术利用率的影响因素,同时提出了未来的研究方向。关键词:道路工程;废旧沥青混合料;性能评价
2、;再生技术中图分类号:U414文献标识码:AA review of the comprehensive utilization of waste pavement materialsWANG Zhixin1,LI Zuoyu2*,TIAN Xia1,LYU Jianhan1,LI Junbao1(1.Jinan Kinyue Highway Engineering Co.,Ltd.,Shandong Jinan 250101 China;2.Shandong Transportation Institute,Shandong Jinan 250031 China)Abstract:Inorde
3、rtoimprovetheutilizationrateofwastepavementmaterials,thecomprehensiveutilizationmethodsofwastepavementmaterialsarereviewed.Thispapersortsoutthedevelopmentprocessofwastepavementmaterials,summarizestheperformancecharacteristicsofwastepavementmaterials,andputsforwardmeasurestoreducethevariabilityofwast
4、epavementmaterialsandstackingmethodstoreducethemoisturecontentofwastepavementmaterials.Thedisposalprocessofwastepavementmaterialswasintroduced.Theperformancecharacteristicsofcoldandhotrecycledmixturesandtheutilizationadvantagesofwastepavementmaterialsandrecyclingwereanalyzed.Theinfluencingfactorsoft
5、heutilizationrateofcoldandhotregenerationtechnologyaresummarized,andthefutureresearchdirectionisproposed.Key words:roadworks;wasteasphaltmixture;performanceevaluation;regenerativetechnology0 引言我国高速公路建设历经三十多年的发展取得了很大的成绩,部分高速已经进入翻修阶段,从而产生大量的铣刨料。根据统计,我国沥青铣刨料的实际利用率不足30%,远低于发达国家90%的利用率1。目前提高废旧路面材料再生利用水平已
6、成为我国交通建设的重要课题。1 废旧路面材料研究1.1 废旧路面材料研究进程铣刨料是利用旧沥青路面通过铣刨机或者翻地机进行破碎回收和重复利用的材料。20世纪50年代,美国艾奥瓦州立大学的CSANYI博士获授权一种利用泡沫沥青稳定土壤的发明专利,并开始在路面再生施工中应用2。直到1973年石油危机爆发后这项技术才引起美国的重视,再生技术得到快速发展,并于1983年发布了沥青路面冷再生技术手册。日本于1984年制定了路面废料再生利用技术指南,对路面铣刨料的配合比设计、拌和站等做出了指导性的建议与规定,至2004年路面废料再生利用率已经超过68.8%,日本几乎每个拌和站都具备生产再生混合料的能力。在
7、20世纪90年代后期,随着我国环境保护和可持续发展战略实施,沥青路面再生技术得到进一步重视,2008年交通运输部出版了公路沥青路面再生技术规范(JTGF412008)23,路面再生技术得到了全面的推广并取得了实质性的进步。作者简介:王志新(1983),男,山东临清人,高级工 程师。*通讯作者:李作钰(1998),男,山东济宁人,助理工程师。王志新,李作钰,田 霞,吕健涵,李俊宝:废旧路面材料综合利用研究综述-30-1.2 废旧路面材料性能特征沥青路面回收料主要由旧沥青、粗集料和细集料三部分组成。根据公路沥青路面再生技术规范(JTG/T55212019)3要求对路面回收料的沥青含量及回收沥青的2
8、5针入度、60延度、软化点、15延度等指标进行试验,对粗集料进行压碎值、针片状试验,对细集料进行棱角性、砂当量试验。魏义仙4对铣刨料分级进行分析,结果表明铣刨料分级可以有效降低材料变异性。姚玉权等5通过RAP来源、特性进行分析,提出马歇尔指标回归模型反映RAP料的变异性,可以判断材料组成的合理性。含水率也是RAP料的重要指标之一,RAP料的含水率随着堆放时间增长而增长。由于再生生产过程中的热量主要来自于外加的热集料,而且生产过程中拌和站对集料加热是有限的,所以水分的增加会使产量显著减少。防水布、防水塑料布会使水积聚在再生料内表面,并不能有效控制RAP的含水量。张昌波6提出防雨棚或采用高而尖的堆
9、料更好,过去普遍认为低而平坦的堆料方式好,再生料不容易出现黏结现象,实际高堆垛不会因为重力产生结块,表面反而会形成100200mm的硬壳,可以防止雨水的入侵。1.3 废旧路面材料处置工艺铣刨料的加工处理方式大致可分为两种,一种是铣刨机在现场铣刨的同时直接粉碎沥青混合料;另一种是翻地机破碎路面但达不到粉碎效果,需要运输车运送至拌和厂通过碎石机粉碎。从两种施工工序进行分析:铣刨机有工作效率高、施工工艺简单、铣削深度易于控制、操作方便灵活、机动性能好、铣削的旧料能直接回收利用的优点,作业快、工序少、施工便利,符合现代化施工的要求;翻地机是通过力的作用使路面产生变形达到破裂的目的,无法对路面进行同一深
10、度的精准破碎,而且没有粉碎功能,需要配备运输车辆,增加施工工序。2 再生利用方式与再生混合料性能特征2.1 再生利用方式沥青路面再生是将旧沥青路面经过破碎筛分后,与再生剂、新集料、新沥青或者将旧沥青混合料作为新集料加以利用的过程。我国通常将再生技术大致分为就地热再生、厂拌热再生、就地冷再生和厂拌冷再生四类。就地热再生通常用在表层再生,该技术通过现场加热、耙松、混合、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面混合料的再生。厂拌热再生是将旧沥青路面铣刨后运回拌和厂,通过破碎、筛分,结合旧沥青路面混合料中沥青含量、沥青老化和级配等指标,掺入一定比例的新沥青、新集料并加入再生剂后进行拌和,使混合料满足公路
11、沥青路面施工技术规范(JTGF402004)24的各项指标,按照与新建沥青路面完全相同的方式进行铺筑。就地冷再生是利用专业再生铣刨机械,通过现场铣刨的方式,加入乳化沥青、再生剂、稳定剂等,加过拌和、摊铺、预压,再由压路机进一步压实。厂拌冷再生是先将旧沥青路面铣刨料运回拌和厂,经过破碎作为再生混合料的新集料,加入水泥或石灰、乳化沥青进行搅拌,然后进行摊铺。2.2 热再生性能特征近年来不同学者对热再生混合料性能开展了大量研究。对于高温稳定性随着RAP掺量的增加而增大得到学者一致结论7-9。有一些学者认为当RAP掺量30%时高温、低温、水稳定性、疲劳性能与新集料沥青混合料无明显差异;当RAP掺量30
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