提高修復(fù)老化瀝青路面中銑刨料的利用率

提高修復(fù)老化瀝青路面中銑刨料的利用率

秦皇島市政集團激流勇進QC小組

發(fā)布人：吳錚朱雙2背景：至2013年底，中國公路總里程超過430萬公里。其中，高速公路達到10.45萬公里，為世界第一。2023/3/14前言23/14/2023城市道路養(yǎng)護市場容量巨大1、《國務(wù)院關(guān)于加強城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的意見》國發(fā)（2013）36號2、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于加快城市道路橋梁建設(shè)改造的通知（建城[2014]90號）3/14/20234億元公路養(yǎng)護事業(yè)已進入發(fā)展快車道把握機遇、快速介入、不斷壯大、主導(dǎo)市場3/14/2023根據(jù)交通運輸部2012年數(shù)據(jù)統(tǒng)計：每年國省干線公路大中修產(chǎn)生的廢舊路面材料約1.6億噸。路面材料的循環(huán)利用率不到3%。2023/3/14瀝青路面材料循環(huán)利用交通運輸部關(guān)于加快推進公路路面材料循環(huán)利用工作的指導(dǎo)意見總體目標高速公路到“十二五”未，全國基本實現(xiàn)公路路面舊料“零廢棄”，路面舊料回收率達95%以上，循環(huán)利用率達50%以上，其中東、中、西部分別達到60%以上、50%以上、40%以上。到2020年，全國公路路面舊料循環(huán)利用率達到90%以上。到“十二五”未，路面舊料回收率達100%，循環(huán)利用率達90%以上，其中東、中、西部分別達到95%以上、90%以上、85%以上。到2020年，路面舊料循環(huán)利用率達到95%以上.交公路發(fā)[2012]489號交通運輸部文件世界各國瀝青路面再生利用情況綠色養(yǎng)護技術(shù)是未來的發(fā)展方向名詞解釋：就地?zé)嵩偕?/p>

就地?zé)嵩偕且环N預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，采用專用的就地?zé)嵩偕O(shè)備，對瀝青路面進行加熱、銑刨，就地摻入一定數(shù)量的新瀝青、新瀝青混合料、再生劑、溫拌劑等，經(jīng)熱拌和、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現(xiàn)對表面一定深度范圍內(nèi)的舊瀝青混凝土路面再生的技術(shù)?？煞譃檎巍?fù)拌、加鋪三種方式。就地?zé)嵩偕缦潞x：一是廢舊瀝青混合料重新利用；二是通過添加再生劑對廢舊瀝青混合料中瀝青路用性能的恢復(fù)，使之達到或接近新瀝青的路用性能。工程概況

秦皇島市河北大街是2001年修筑的雙向四車道瀝青混凝土路面。是秦皇島的主要交通干道，車流量大，南北交叉口多，使用年限已達十五年之久，已超出瀝青路面的服務(wù)年限。路面瀝青老化嚴重，病害多，且車流量大，工程量大，這給河北大街的改造修復(fù)工程帶來了困難。小組名稱激流勇進QC小組成立時間2015.3課題類型現(xiàn)場型注冊時間2015.3課題名稱提高修復(fù)老化瀝青路面中銑刨料的利用率活動時間2015.3-2016.5活動學(xué)時48小時序號姓名年齡學(xué)歷小組分工1王闖51本科指導(dǎo)老師2錢泉44本科項目負責(zé)人3董煥增43本科總工程師4劉紅英34本科試驗管理、總結(jié)成果5林嵐43本科總結(jié)成果6楊寶瑞50?？剖┕す芾?吳煥貴49本科總結(jié)成果8聶新華35本科人員管理9閆博31本科施工管理10梁晶晶33本科施工管理11吳錚26本科試驗管理12張志亮28本科試驗管理13朱雙29本科試驗管理小組簡介一、選擇課題題上級要求公司要求現(xiàn)狀

到“十二五”末，全國基本實現(xiàn)公路路面舊料“零廢棄”，路面舊料回收率達95%以上，循環(huán)利用率達50%以上，其中東、中、西部分別達到60%以上、50%以上、40%以上。到2020年，全國公路路面舊料循環(huán)利用率達到90%以上。

積極響應(yīng)上級要求，組織相關(guān)技術(shù)人員進行研究，提高路面舊銑刨料利用率。

目前大部分公路養(yǎng)護都是傳統(tǒng)的銑刨，重鋪，嚴重浪費銑刨料；部分采用廠拌熱再生的方法，回收利用20%-30%的舊料。

確定課題：提提高修復(fù)老化化瀝青路面中中銑刨料的利利用率二、現(xiàn)狀調(diào)查查1、2015年3月，我們對河河北大街做了了路面調(diào)查，，河北大街需需修復(fù)的總面面積為160000m2，由于路面行行車荷載，路路面面層破損損嚴重,路基嚴重破壞壞的路面面積積為8000m2，占總面積的的5%。具體數(shù)據(jù)如如下：總體樁號（m）K0+000-K5+000損壞樁號（m）K0+110-K0+210(南半幅）K1+150-K1+250(北半幅）K2+260-K2+560(北半幅）面層損壞面積（m3）160016004800路面破損情況況:2、我小組對以以往涉及到銑銑刨料利用的的工程進行了了調(diào)查統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)利用率均均低于30%.工程名稱西環(huán)路改造工程102國道修復(fù)工程和平大街改造工程秦皇西大街工程銑刨料利用率(%)20152025三、設(shè)定目標標通過對就地?zé)釤嵩偕夹g(shù)的的研究,采用新型的就就地?zé)嵩偕技夹g(shù)可恢復(fù)銑銑刨料的各項項性能指標以以及可利用的的路面面積達達95%，因此我們的的小組確認目目標為提高修復(fù)老化化瀝青路面中中銑刨料的利利用率達95%。四、原因分析析2015年4月，我小組召召開研討會，，針對“路面銑刨料利利用率低”這一問題，展展開充分討論論，分析原因因，確定末端端因素，繪制制了魚刺圖：：路面銑刨料利利用率低人機械工藝環(huán)境人員接觸新知知識少，缺少少培訓(xùn)是否引進新型型的設(shè)備局部地區(qū)路基基破壞嚴重人員文化水平平低，人員老老齡化同行之間缺少少交流溝通新型機械設(shè)備備費用過高場地狹窄，沒沒有堆放廢料料的場地施工技術(shù)掌握握不到位舊料瀝青銑刨料的的配合比研究究不到位末端因素列表表末端因素1人員接觸新知識少，培訓(xùn)少2同行之間缺少溝通交流3人員老齡化，文化水平低4是否引進新型設(shè)備5新型的機械設(shè)備費用高6施工技術(shù)掌握不到位7瀝青銑刨料的配合比研究不夠8局部地區(qū)路基破壞嚴重9場地狹窄，沒有堆放廢料的場地五、確定要因因確認一：人員員接觸新知識識少，培訓(xùn)少少確認人：聶新新華確認方式：調(diào)調(diào)查統(tǒng)計確認過程：調(diào)調(diào)查統(tǒng)計單位位人員記錄，，調(diào)查記錄發(fā)發(fā)現(xiàn)單位每年年都會組織相相應(yīng)的培訓(xùn)，，組織學(xué)習(xí)新新知識，每年年進行繼續(xù)教教育包括新技技術(shù)的應(yīng)用。。因此，確定定此項為非要要因。不是要因×序號姓名考核成績1王闖合格2錢泉合格3董煥增合格4劉紅英合格5林嵐合格6楊寶瑞合格7吳煥貴合格8聶新華合格9閆博合格10梁晶晶合格11吳錚合格12張志亮合格13朱雙合格確認二：同行行之間缺少溝溝通交流確認人：王闖闖、錢泉確認方式：調(diào)調(diào)查分析確認過程：我我單位是河北北省市政協(xié)會會的會員，查查閱公司最近近幾年的會議議記錄，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)公司每年都都會組織人員員去學(xué)習(xí)參觀觀同行的先進進技術(shù)，積極極參加協(xié)會組組織的交流會會。因此，確確定此項為非非要因。不是要因×確認三：人員員老齡化，文文化水平低確認人：董煥煥增確認方式：調(diào)調(diào)查分析確認過程：從從小組成員的的組成可看出出，小組的骨骨干成員都在在20-40歲之間，平均均年齡36歲，文化水平平幾乎全都是是本科。因此此，確定此項項為非要因。。不是要因×確認四：是否否引進新型設(shè)設(shè)備確認人：林嵐嵐，劉紅英確認方式：統(tǒng)統(tǒng)計調(diào)查確認過程：經(jīng)經(jīng)過統(tǒng)計調(diào)查查，確定了單單位銑刨機、、自卸車、攤攤鋪機、碾壓壓機以及瀝青青站的數(shù)量，，并未引進新新型，先進的的設(shè)備。但是是公司立志改進進現(xiàn)有技術(shù)裝裝備水平，每每年公司有幾幾千萬元固定定資產(chǎn)投資，可購買新型型設(shè)備。因此，確定此此項為非要因因。不是要因×銑刨機自卸車瀝青站攤鋪機碾壓機數(shù)量26125確認五：新型型的機械設(shè)備備費用高確認人：王闖闖確認方式：市市場調(diào)查確認過程：調(diào)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，就就地?zé)嵩偕鷮Ｓ脵C組需經(jīng)經(jīng)費2000萬，而公司司立志改進現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)裝備備水平，每年年公司有幾千千萬元固定資資產(chǎn)投資。因因此，確定此此項為非要因因。不是要因×確認六：施工工技術(shù)掌握不不到位確認人：楊寶寶瑞確認方式：調(diào)調(diào)查確認過程：2014年10月我公司參與與了唐山唐豐豐路的就地?zé)釤嵩偕访娓母脑旃こ讨性僭偕浜媳鹊牡难芯浚瑢τ谟谑┕ぜ夹g(shù)并并未涉及，經(jīng)經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，，部分小組成成員接觸過再再生配比的試試驗，并未接接觸就地?zé)嵩僭偕氖┕ぜ技夹g(shù)，而施工工的好壞直接接關(guān)系到銑刨刨料利用率的的高低。因此此，確定此項項為要因。是要因√序號姓名接觸情況1王闖接觸過此類工程2錢泉接觸過此類工程3董煥增接觸再生配比試驗4劉紅英接觸再生配比試驗5林嵐未接觸6楊寶瑞未接觸7吳煥貴未接觸8聶新華未接觸9閆博未接觸10梁晶晶未接觸11吳錚接觸再生配比試驗12張志亮未接觸13朱雙未接觸人員接觸技術(shù)術(shù)情況確認七：瀝青青銑刨料的再再生配合比研研究不到位確認人：劉紅紅英、吳錚確認方式：調(diào)調(diào)查分析確認過程：根根據(jù)JTGF41-2008《公路瀝青路路面再生技術(shù)術(shù)規(guī)范》中的的相關(guān)規(guī)定，，要求原路面面瀝青的25℃針入度不低于于20（0.1mm），而河北大大街原路面的的瀝青針入度度低于20，老化嚴重，，需要我們進進一步進行試試驗分析，并并設(shè)計出相應(yīng)應(yīng)的再生配合合比。而瀝青青再生恢復(fù)程程度直接影響響銑刨料的可可利用情況。。因此，確定定此項為要因因。是要因

123針入度（0.1mm）171816軟化點（℃）68.57069延度（cm）161617√確認八：局部部地區(qū)路基破破壞嚴重確認人：朱雙雙，梁晶晶確認方式：現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)查確認過程：經(jīng)經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查查及鉆芯法試試驗，發(fā)現(xiàn)河河北大街局部部地區(qū)路基破破壞嚴重，需需將原路面瀝瀝青層全部冷冷銑刨，再對對路基進行處處理，而經(jīng)冷冷銑刨的瀝青青層中的混合合料只可廢棄棄，不能再次次回收利用，，屬于不可抗抗拒因素。因因此，確定此此項為非要因因?！敛皇且蛴蓤D可看出，，路面塌陷，，網(wǎng)裂，路基基破壞嚴重確認九：場地地狹窄，無堆堆放廢料的場場地確認人：朱雙雙確認方式：現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)查確認過程：河河北大街道路路兩側(cè)是居民民區(qū)和商業(yè)區(qū)區(qū)，無堆放廢廢料的場地，，但此項對銑銑刨料的利用用率并無直接接關(guān)系。因此此，確定此項項為非要因。?！敛皇且蚪?jīng)過對原因進進行調(diào)查、統(tǒng)統(tǒng)計、試驗分分析，最終確確定了兩大要要因：1、施工技術(shù)掌掌握不到位2、瀝青銑刨料的的再生配合比比研究不到位位六、制定對策策對策表序號要因?qū)Σ叻桨改繕说攸c時間實施人1瀝青銑刨料再生配合比研究不到位進行試驗分析恢復(fù)老化嚴重的瀝青到70#的標準要求，提高銑刨料利用率實驗室2015.03劉紅英

吳錚張志亮2施工技術(shù)掌握不到位培訓(xùn)，考核，并鋪筑試驗段驗證技術(shù)掌握程度要求每個小組成員考核合格公司及施工現(xiàn)場2015.03-2015.04小組全體成員七、對策實施施實施一：試驗驗分析2015年3月，我小組成成員劉紅英、、吳錚、張志志亮在實驗室室進行試驗分分析。1）原路面老化化瀝青的試驗驗分析結(jié)果如如下：

123針入度（0.1mm）181716軟化點（℃）696768延度（cm）8.68.79.0由數(shù)據(jù)可看出出，瀝青的針針入度小于20，已超出規(guī)范范要求。2）老化瀝青再再生試驗結(jié)果果如下：再生劑用量（%）針入度（0.1mm）軟化點（℃）延度（15℃，cm）42560285385837654525650#C標準要求40-60>45>30試驗結(jié)果顯示示再生劑的用用量與瀝青三三大指標的恢恢復(fù)成正比，，摻入6%的再生劑后老老化瀝青可以以改善達到50號C瀝青的標準。。在摻入6%的再生劑基礎(chǔ)礎(chǔ)上還需要補補充新瀝青，，摻加15%90#A瀝青后，其三三大指標結(jié)果果如下：試驗項目摻入6%再生劑+15%90#A瀝青70#瀝青標準要求

12針入度（mm）66.365.860-80軟化點（℃）53.554.0≥46延度（cm）6465≥40摻入6%再生劑劑、15%的90號瀝青后，，老化瀝青得到到了有效修復(fù)，，可達到70號號瀝青的標準要要求。3）原路面瀝青含含量測定與級配配調(diào)整通過燃燒法檢測測出原路面的平平均瀝青含量為為4.20%，原路面由于行行車荷載作用，，級配已部分超超出了規(guī)范要求求。其中0.075孔徑的通過率低低于標準值的下下限要求0.0750.150.30.61.122.364.759.513.216.019.026.531.5標準值上限標準值下限標準中值原路面級配曲線通過摻加15%新瀝青混混合料，有效改善再生生瀝青混合料的的級配，使之符符合級配要求。。0.0750.150.30.61.122.364.759.513.216.019.026.531.5標準值上限標準值下限標準中值原路面級配曲線線4）再生瀝青配合合比確定瀝青用量(%)4.84.955.1相對密度理論2.5332.5202.5132.516實測2.3362.3592.3962.388空隙率（%）7.786.394.665.09飽和度（%）56.361.972.873.3穩(wěn)定度（KN）9.4510.311.3410.20流值（1/100厘米）23.125.226.331.8確定最佳的瀝青青用量為5.03%。由于路面瀝瀝青的平均含量量為4.20%×0.85=3.57%，再減去15%新料中的瀝青4.58%×0.15=0.72%，還需摻入5.03%-3.57%-0.72%=0.74%的新瀝青。試驗項目標準結(jié)果結(jié)論瀝青混合料試件動穩(wěn)定度（次/mm）≥8003202合格凍融劈裂實驗強度比≥7578合格浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度（%）≥8083合格低溫彎曲（μξ）≥20002436合格摻入15%新料料、6%再生劑配比優(yōu)化化后再生瀝青混混合料的路用性性能均滿足標準準要求：由試驗數(shù)據(jù)看出出，銑刨料經(jīng)再再生后可完全利利用。結(jié)論實施二：培訓(xùn)考考核，鋪筑試驗驗段2015年3月，由王闖、錢錢泉組織小組全全部成員，在會會議室進行培訓(xùn)訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容主主要有公路瀝青青路面施工技術(shù)術(shù)規(guī)范，公路瀝瀝青路面再生技技術(shù)規(guī)范，就地地?zé)嵩偕┕ぜ技夹g(shù)等。培訓(xùn)完完后進行考核，，考核成績?nèi)缦孪拢盒蛱柵嘤?xùn)內(nèi)容培訓(xùn)學(xué)時姓名考核成績1就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)，就地?zé)嵩偕┕ひ?guī)范，瀝青路面施工技術(shù)等8董煥增優(yōu)秀28劉紅英優(yōu)秀38林嵐優(yōu)秀48楊寶瑞良好58吳煥貴良好68聶新華優(yōu)秀78閆博優(yōu)秀88梁晶晶良好98吳錚優(yōu)秀108張志亮優(yōu)秀118朱雙良好鋪筑試驗段準備備就地?zé)嵩偕绞绞┕で皯?yīng)鋪筑筑試驗路，以檢檢驗配合比設(shè)計計、施工工藝、、質(zhì)量控制、施施工管理、施工工安全等各個方方面。就地?zé)嵩僭偕囼灺范蔚牡拈L度不宜小于于200m。試試驗路段的鋪筑筑應(yīng)由各方面共共同參與，事前前要有計劃，事事后要有總結(jié)，，施工單位要進行技術(shù)交底，，就試驗內(nèi)容提出出完整詳盡的試試驗報告，報業(yè)業(yè)主和監(jiān)理批準準，作為以后施施工的指導(dǎo)。2015年4月，小組全部成成員前往現(xiàn)場，，在西港路口與與友誼路口段鋪鋪筑道路試驗段段。施工工藝流程：：加熱機加熱路面面→加熱銑刨機銑刨刨路面并加入再再生劑、新瀝青青→加熱復(fù)拌機加入入新瀝青混合料料并強制攪拌→攤鋪機攤鋪再生生瀝青混合料→壓路機組碾壓成成型→路面降溫溫至50℃→路面質(zhì)量檢測。。施工流程示意圖圖1、路面加熱2、路面兩側(cè)翻松松3、加再生劑、新新瀝青4、中間路面翻松松及拌和5、添加新瀝青青混合料6、新舊混合料料攤平就地?zé)嵩偕F(xiàn)場場施工流程10、壓路機壓壓實11、流水化施施工全景圖7、集料提升8、強制拌和9、卸料及攤鋪鋪首先，3臺加熱機對路面面進行加熱，保保持路面溫度在在130℃-150℃，以保證后續(xù)的的施工質(zhì)量。然然后加熱銑刨機機對路面進行熱熱翻松，再加入入再生劑、新瀝瀝青，自卸車添添加新瀝青混合合料到復(fù)拌機中中，復(fù)拌機將舊舊瀝青混合料與與新瀝青混合料料以及再生劑、、新瀝青進行加加熱復(fù)拌，混合合均勻，而后進進入到攤鋪機進進行攤鋪，后邊邊壓路機進行碾碾壓，一次性實實現(xiàn)路面的修復(fù)復(fù)。過程簡介試驗段檢查結(jié)果果如表：瀝青混合料指標標準要求實測結(jié)果范圍結(jié)論瀝青含量（%）配合比瀝青用量±0.35.01合格空隙率（%）3-64.83合格瀝青飽和度（%）65-7568.9合格穩(wěn)定度（kN)≥89.99合格流值（0.1mm）20-4025.8合格壓實度（%）≥9496.3合格瀝青混合料試件動穩(wěn)定度（次/mm）≥8002496合格平均滲透系數(shù)（ml/min）≤300105合格凍融劈裂實驗強度比≥7582合格低溫彎曲（μξ）≥20002264合格構(gòu)造深度（mm）---0.6---抗滑值（BPN)---47---由數(shù)據(jù)可看出，，各項指標均合合格，銑刨料能能夠全部回收利利用。由圖可看出現(xiàn)場場熱再生后路面面效果良好。2015年4月市委書記田向向利帶隊參觀河河北大街的修復(fù)復(fù)工程.八、檢查效果為檢驗路面施工工的質(zhì)量，我小小組進行了一系系列的試驗，對對瀝青含量、空空隙率、瀝青飽飽和度、穩(wěn)定度度、流值共取20點試驗，對壓實實度共取70點試驗，瀝青混混合料動穩(wěn)定度度（車轍試驗））、凍融劈裂試試驗共取3點試驗，路面滲滲水共取11點試驗，構(gòu)造深深度、抗滑值共共取18點試驗，低溫彎彎曲共取2點試驗，試驗結(jié)結(jié)果全部合格，，達到我們的質(zhì)質(zhì)量目標要求，，其結(jié)果如下：：由檢驗數(shù)據(jù)可看看出，路面各項項指標均符合要要求，解決了銑銑刨料利用率低低的問題，達到到了課題目標的的要求，提高修修復(fù)老化瀝青路路面中銑刨料利利用率達95%。瀝青混合料指標標準要求試驗次數(shù)(點)實測結(jié)果范圍結(jié)論備注瀝青含量（%）配合比瀝青用量±0.3204.81-5.32合格空隙率（%）3-6204.52-5.82合格瀝青飽和度（%）65-7567.5-74.8合格穩(wěn)定度（kN)≥89.87-16.45合格流值（0.1mm）20-4024.8-36.8合格壓實度（%）≥947094.0-97.1合格瀝青混合料試件動穩(wěn)定度（次/mm）≥80033450-3514合格（車轍試驗）平均滲透系數(shù)（ml/min）≤30011102-107合格（路面滲水試驗）凍融劈裂實驗強度比≥75380.35-82.61合格（水穩(wěn)定性試驗）低溫彎曲（μξ）≥200022050-2180合格構(gòu)造深度（mm）---180.6-0.7---抗滑值（BPN)---1846-48---經(jīng)濟效益分析1、直接經(jīng)濟效益益分析1）翻修銑刨方案案①銑刨為5元/m2（含廢棄物外運運）②②粘層油5元/m2③上面層瀝青料料90元/m2合計為100元/m22）就地?zé)嵩偕桨覆捎镁偷責(zé)嵩偕姆桨笇Σ『β范芜M行處治治，工程單價