路面再生技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

路面再生技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用馬峰博士、副教授長安大學(xué)公路學(xué)院2016年3月鄭州一、瀝青路面再生技術(shù)主要內(nèi)容:

一、再生技術(shù)發(fā)展概況二、分類和適用性分析

三、再生路面施工簡介四、國內(nèi)應(yīng)用情況和實(shí)例技術(shù)發(fā)展背景近70年以來，人口與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使道路總里程爆炸式增長，形成成熟的道路網(wǎng)。在道路總里程增加的同時(shí)汽車荷載也呈幾何式上升，因此現(xiàn)有公路的養(yǎng)護(hù)、維修和重建成為一個(gè)重大課題。但是在許多地區(qū)，道路維護(hù)資金的投入并不足以維修已破壞的道路。在此基礎(chǔ)上，再生路面作為一種新型環(huán)保方式應(yīng)運(yùn)而生。全國高等級(jí)公路里程2011-2014全國公路里程國外研究現(xiàn)狀

發(fā)達(dá)國家早在上個(gè)世紀(jì)初就開始研究瀝青路面的再生技術(shù)。但真正的規(guī)模應(yīng)用開始于上個(gè)世紀(jì)70年代。

國外研究現(xiàn)狀美國：在上個(gè)世紀(jì)80年代末，再生瀝青混合料的用量就已占到全部瀝青混合料的50%以上。舊路面材料的再生利用率超過80％。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)齊全。先后出版有《瀝青路面熱拌再生技術(shù)手冊(cè)》、《路面廢料再生指南》、《瀝青路面冷拌再生技術(shù)手冊(cè)》等技術(shù)手冊(cè)在美國，僅在2007-2009年兩年間，再生材料使用比率大幅度上升美國表面層再生材料使用比率2007年2009年日本：1974年開始進(jìn)行再生技術(shù)研究1984年頒布《路面再生技術(shù)指南》2000年路面廢料利用率已超過70%至今，日本每個(gè)拌合場(chǎng)均有生產(chǎn)再生瀝青混合料的設(shè)備國外研究現(xiàn)狀德國：是最最早將將再生生料應(yīng)應(yīng)用于于高速速公路路路面面維修修的國國家。。早在在1978年就實(shí)實(shí)現(xiàn)了了廢棄棄瀝青青材料料的全全部回回收利利用。。芬蘭：幾乎乎所有有的城城鎮(zhèn)都都組織織舊路路面材材料的的收集集和儲(chǔ)儲(chǔ)存工工作。。過去去再生生料主主要用用于低低等級(jí)級(jí)公路路的路路面和和基層層，近近幾年年已應(yīng)應(yīng)用于于重交交通道道路。。國外研研究現(xiàn)現(xiàn)狀法國現(xiàn)在對(duì)對(duì)再生生技術(shù)術(shù)的研研究也也頗為為重視視，在在高速速公路路和一一些重重交通通道路路的路路面修修復(fù)工工程中中開始始逐步步推廣廣應(yīng)用用這項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)術(shù)歐洲瀝瀝青路路面協(xié)協(xié)會(huì)EAPA在互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)上上公布布，其其成員員國的的廢舊舊瀝青青路面面材料料已100%通過再再生方方式得得以重重復(fù)利利用。。國外研研究現(xiàn)現(xiàn)狀前蘇聯(lián)聯(lián)：對(duì)瀝瀝青路路面再再生技技術(shù)研研究也也比較較早，，1966年起先先后出出版了了《瀝瀝青混混凝土土廢料料再生生利用用技術(shù)術(shù)》、、《舊舊瀝青青混凝凝土再再生混混合料料技術(shù)術(shù)準(zhǔn)則則》等等規(guī)范范，提提出了了適于于各種種條件件下路路面再再生利利用的的方法法。國外研究現(xiàn)現(xiàn)狀上個(gè)世紀(jì)80年代，，再生料一一般只用于于輕交通道道路、道路路的墊層或或非機(jī)動(dòng)車車道等。1991年年，建設(shè)部部發(fā)布了《《熱拌再生生瀝青混合合料路面施施工及驗(yàn)收收規(guī)程》。。交通部在《《公路瀝青青路面養(yǎng)護(hù)護(hù)規(guī)范》中中提到了部部分再生技技術(shù)。國內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀從上個(gè)世紀(jì)紀(jì)80年代代后期，伴伴隨著高等等級(jí)公路的的大規(guī)模建建設(shè)，人們們的主要精精力放在了了新建公路路上，路面面再生技術(shù)術(shù)的研究基基本處于停停滯狀態(tài)。。近幾年，伴伴隨著我國國公路建設(shè)設(shè)的快速發(fā)發(fā)展和大量量高等級(jí)公公路瀝青路路面需要進(jìn)進(jìn)行翻修和和重建，舊舊瀝青路面面材料的再再生利用問問題重新得得到重視和和廣泛關(guān)注注。國內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀隨著使用期期的延長，，我國的高高等級(jí)公路路大量進(jìn)入入維修期，，維修養(yǎng)護(hù)護(hù)、翻修重重建的任務(wù)務(wù)越來越重重。公路建設(shè)和和路面維修修、重建、、升級(jí)改造的任務(wù)務(wù)將交織在在一起。建設(shè)為主發(fā)展階段建養(yǎng)并舉發(fā)展階段國內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀按照每10年左右翻修修一次，路路面平均寬寬度22m、翻修厚厚度10cm計(jì)算，，8.5萬km的全全國高速公公路網(wǎng)平均均每年將產(chǎn)產(chǎn)生接近5000萬萬噸的舊瀝瀝青混合料料。國內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀為促進(jìn)瀝青青路面再生生技術(shù)的廣廣泛應(yīng)用，，規(guī)范再生生應(yīng)用技術(shù)術(shù)，保證瀝瀝青路面再再生工程質(zhì)質(zhì)量，交通通部公路司司于2006年9月下達(dá)了《《公路瀝青青路面再生生技術(shù)規(guī)范范》的編制制任務(wù)，由由交通部公公路院等單單位負(fù)責(zé)編編寫。2008年4月交通部發(fā)發(fā)布了該規(guī)范,并于當(dāng)年7月1日實(shí)施。國內(nèi)研究現(xiàn)現(xiàn)狀主要內(nèi)容一、再生技技術(shù)發(fā)展概概況二、分類和和適用性分分析三、再生路面施施工簡介四、國內(nèi)應(yīng)應(yīng)用情況和和實(shí)例瀝青路面再生就地冷再生全深式就地冷再生瀝青層就地冷再生就地?zé)嵩偕愉佋偕鷱?fù)拌再生廠拌冷再生廠拌熱再生再生技術(shù)分分類廠拌熱再生廠拌冷再生瀝青層冷再生再生技術(shù)應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)合瀝青表層瀝青層基層病害波及層位就地?zé)嵩偕偕愋腿钍嚼湓偕F(xiàn)場(chǎng)（就地地）熱再生是一種現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)維修方法法，由對(duì)現(xiàn)有道路路的加熱、、軟化、翻翻松、拌和和、攤鋪和和碾壓組成成。1﹑修復(fù)瀝瀝青路面表表面層病害；2﹑恢復(fù)瀝瀝青表面層層物理力學(xué)性能；；3﹑恢復(fù)瀝瀝青路面平平整度，修復(fù)瀝青路路面車轍。。應(yīng)用場(chǎng)景就地?zé)嵩偕m用路況：：路面有足夠夠承載能力力，瀝青路路面的病害害僅發(fā)生在在中、上面層(60mm以以內(nèi))，一般用用于高速公公路，一、二級(jí)公路瀝瀝青路面的的修復(fù)。HIR維修方法步步驟表面再生：：干燥和加熱熱現(xiàn)有道路路上面層翻松已加熱熱/軟化的瀝青青面層按照設(shè)計(jì)要要求和配合合比加入再再生劑拌和松散的的再生混合合料用自由懸浮浮式刮鋪機(jī)機(jī)撒布和攤攤鋪再生混混合料壓路機(jī)碾壓壓再生混合合料復(fù)拌：現(xiàn)有路面的的干燥和加加熱翻松/加熱/軟化的瀝青青面層按照設(shè)計(jì)要要求和配合合比加入再再生劑、新新瀝青、集集料等徹底混合成成均勻的再再生瀝青混混合料用自由懸浮浮式刮鋪機(jī)機(jī)撒布和攤攤鋪再生混混合料壓路機(jī)碾壓壓再生混合合料重鋪：現(xiàn)有瀝青道道路再生，，在HIR車組在刮鋪鋪但尚未碾碾壓的再生生混合料上上加鋪新新熱拌瀝瀝青混合料料兩層層為一層碾碾壓在HIR車組在刮鋪和攤鋪再再生瀝青混混合料。增增加單獨(dú)的的攤鋪機(jī)加加鋪新熱熱拌瀝青混混合料兩兩層作作為一厚層層碾壓重鋪設(shè)備的的再生過程程示意圖HIR主要優(yōu)點(diǎn)保護(hù)不可再再生資源節(jié)勻能源（（運(yùn)輸、破破碎、篩分分）抑止和填補(bǔ)補(bǔ)面層不平平整和裂縫縫，處理車車轍、坑槽槽和松散，，恢復(fù)路表表面的抗滑滑性能提高行駛質(zhì)質(zhì)量新集料、瀝瀝青和再生生劑一定程程度調(diào)整級(jí)級(jí)配現(xiàn)場(chǎng)施工，，減少交通通中斷和用用戶不便，，工期短環(huán)境效益（（消除廢料料堆棄），，經(jīng)濟(jì)節(jié)約約（新料節(jié)節(jié)?。S拌熱再生生1﹑可修復(fù)復(fù)瀝青路面面的幾乎所有病害害；2﹑恢復(fù)甚甚至改善瀝瀝青路面混合料的的性能。適用場(chǎng)景廠拌熱再生生適用路況：：適用于各等等級(jí)公路瀝瀝青路面經(jīng)經(jīng)銑刨、挖挖除下來的的瀝青層材材料的再生生利用，再再生后的瀝瀝青混合料料可用于各各等級(jí)公路路瀝青路面面的建設(shè)和和維修養(yǎng)護(hù)護(hù)工程。廠拌冷再生生的攤鋪廠拌冷再生生1﹑以冷拌拌瀝青混合合料的形形式實(shí)現(xiàn)舊舊路面瀝青青層材料的的再生利用用；2﹑恢復(fù)和和改善舊瀝瀝青混合料料路用性能能。適用路況：：可用于各等等級(jí)公路舊舊瀝青路面面材料的再再生利用，，再生后的的混合料適適用于瀝青青路面的中中、下面層層及柔性基基層。適用場(chǎng)景就地冷再生生實(shí)現(xiàn)舊瀝青青路面的翻翻修、重建建。再生混混合料可用用于中下面面層或柔性性基層。適用場(chǎng)景適用路況：：一般用于病病害嚴(yán)重的的一、二級(jí)級(jí)公路瀝青青路面的翻翻修、重建建，冷再生生路面一般般需要加鋪鋪一定厚度度的瀝青罩罩面。全深式就地地再生全深就地式式再生化學(xué)穩(wěn)定水泥、石灰灰、粉煤灰灰瀝青穩(wěn)定乳化瀝青、、泡沫瀝青青適用場(chǎng)景全深式就地地再生將全部的瀝瀝青面層和和一定厚度度的基層進(jìn)進(jìn)行再生處處理，再生生后的混合合料可用于于瀝青路面面的中、下下面層或穩(wěn)穩(wěn)定基層。。適用路況：：一般用于病病害嚴(yán)重的的二、三級(jí)級(jí)公路瀝青青路面的翻翻修、升級(jí)級(jí)改建，再再生材料可可用于瀝青青路面的基基層及輕交交通量道路路的下面層層。就地?zé)嵩偕鷱S拌熱再生廠拌冷再生就地冷再生優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了就地的瀝青路面再生利用，節(jié)省了材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。再生工藝易于控制，再生后的瀝青混合料性能比較理想，適用范圍廣。1.再生工藝易于控制，再生混合料性能較好；2.適用范圍廣；3.能耗低、污染小。1.實(shí)現(xiàn)了就地的再生利用，節(jié)省了材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用；2.施工過程的能耗低、污染??；3.適用范圍廣。缺點(diǎn)1.再生深度通常限制在2.5-6cm；2.無法除去已經(jīng)不合適進(jìn)行再生的舊混合料，級(jí)配調(diào)整幅度有限。1.銑刨后的舊瀝青混合料需要來回運(yùn)輸；2.RAP用量較少，一般為10-25%，連續(xù)式拌和可為30-50%。1.再生混合料強(qiáng)度的形成需要較長的時(shí)間；2.需要加鋪一定厚度的罩面層。1.施工質(zhì)量控制的難度較大；2.一般需要加鋪瀝青罩面層。幾種方式優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)比較較主要內(nèi)容:一、再生技技術(shù)發(fā)展概概況二、分類和和適用性分分析三、再生路面施施工簡介四、國內(nèi)應(yīng)應(yīng)用情況和和實(shí)例1.表面冷處理理過程簡介介將路面表層層刨下冷刨后路面的的路面非非常粗糙糙，因此此本方法法也可以以作為恢恢復(fù)路面面摩擦力力使用。。也可以以在此基基礎(chǔ)上攤攤鋪新路路面。2.廠拌熱再再生過程程簡介此方法是是再生路路面中運(yùn)運(yùn)用最廣廣泛的，，主要過過程為，，將回收收料運(yùn)到到拌合場(chǎng)場(chǎng)，將回回收舊料料與瀝青青或者集集料通過過一定比比例拌合合之后，，重新運(yùn)運(yùn)到施工工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)進(jìn)行攤鋪鋪。廠拌熱再再生拌合合場(chǎng)3.就地?zé)嵩僭偕^程程簡介現(xiàn)場(chǎng)熱再生可可以100%的使用回回收舊料料，過程程分為：：加熱軟軟化舊路路面，刻刻痕，舊舊料回收收，摻入入新的瀝瀝青、集集料或改改性劑等等步驟。。因此，此方法法需要使使用“一一串”機(jī)機(jī)械聯(lián)合合施工，，包括：：預(yù)熱器器，加熱熱器，刻刻痕機(jī)，，拌合機(jī)機(jī)，攤鋪鋪機(jī)，壓壓路機(jī)等等。加熱機(jī)刻痕機(jī)舊料回收收機(jī)各種機(jī)械械聯(lián)合施施工：現(xiàn)場(chǎng)熱再再生施工工“火車車”3.現(xiàn)場(chǎng)熱再再生過程程簡介4.就地冷再再生過程程簡介就地冷再再生同樣樣需要““一串””施工機(jī)機(jī)械，包包括刻痕痕機(jī)，回回收料破破碎機(jī)，，攪拌機(jī)機(jī)，攤鋪鋪機(jī)，壓壓路機(jī)等等。根據(jù)舊料料回收方方式和尺尺寸不同同，施工工機(jī)械可可以分為為三類：：1.整體式，，適用于于舊料破破碎后尺尺寸小于于50mm此機(jī)械體體積較小小，，不不包括路路面刻痕痕破碎功功能。施施工效率率比較低低2.兩節(jié)式：：包括全幅道路路刻痕破破碎機(jī)以以及混合合拌合機(jī)機(jī)。在這這種機(jī)械械中，破破碎料尺尺寸控制制比較好好，因此此施工效效率有一一定提升升，處于于中等水水平。4.就地冷再再生過程程簡介3.多節(jié)式：：機(jī)械功能最全全，包括全幅幅路破碎碎機(jī)，刻刻痕機(jī)，，攪拌機(jī)機(jī)以及拌拌合攤破破機(jī)，壓壓路機(jī)等等。因此此此機(jī)械械的效率率是三種種里邊最最高的，，但是價(jià)格最高高，使用也最麻煩煩4.就地冷再再生過程程簡介5.廠拌冷再再生過程程簡介廠拌冷再再生是將將回收料料運(yùn)到拌拌合場(chǎng)，，經(jīng)過拌拌合后再再運(yùn)到現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪鋪，此方方法的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)在于于拌合過過程控制制較好，，而且拌拌合好的的混合料料可以存存放，等等需要時(shí)時(shí)再施工工。拌合場(chǎng)主要內(nèi)容容一、再生生技術(shù)發(fā)發(fā)展概況況二、分類類和適用用性分析析三、再生路面面施工簡簡介四、國內(nèi)內(nèi)應(yīng)用情情況和實(shí)實(shí)例國內(nèi)應(yīng)用用情況就地?zé)嵩僭偕┙蛱粮吒咚俟仿罚?00多萬平方方米成渝高速速公路：：150多萬平方方米京福高速速（山東東）：30多萬萬平方米米京石高速速公路：：15多萬平方方米滬蓉高速速、石太太高速、、石黃高高速、長長平高速速、長營營高速、、······應(yīng)用面積積超過500萬平方米米！寧滬高速速、昌九九高速、、京滬高高速（滄滄州段））、西閻閻高速、、西潼高高速、西西戶高速速、京珠珠高速、、連霍高高速等應(yīng)用面積超過500萬平方米！廠拌冷再生國內(nèi)應(yīng)用情況總結(jié)再生技術(shù)在國外是是一項(xiàng)成熟技術(shù)，，已有三十年的應(yīng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，使用狀狀況良好。近幾年，我國對(duì)再再生技術(shù)也進(jìn)行了了研究，取得了較較多經(jīng)驗(yàn)，實(shí)踐證證明可以推廣應(yīng)用用。不同再生技術(shù)各有有適用場(chǎng)合，沒有有優(yōu)劣之分，是互互補(bǔ)關(guān)系，不能相相互替代。應(yīng)用時(shí)時(shí)要根據(jù)道路實(shí)際際情況進(jìn)行綜合分分析，選用最適宜宜的技術(shù)。二、水泥混凝土路路面再生技術(shù)目錄概述檢測(cè)改造破碎技術(shù)再生集料研究方向范疇：路面養(yǎng)護(hù)問題：早期水泥混凝土路路面面板較薄，由于車輛超載，，路面已經(jīng)破損嚴(yán)嚴(yán)重；一旦破損，則很難修復(fù)；再生利用效率較低低，每年不能充分利利用的廢舊混凝土土超過千萬噸；絕大部分未經(jīng)處理理，直接運(yùn)往郊外外或鄉(xiāng)村采用露天天堆放或填埋的方方式進(jìn)行處理，耗耗用大量費(fèi)用，包包括征地費(fèi)、垃圾圾清運(yùn)費(fèi)、處理費(fèi)費(fèi)等；清運(yùn)和堆放過程中中的遺散和粉塵、、灰砂飛揚(yáng)等問題題又造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。1概述途徑：水泥路改造再生利利用技術(shù)方案優(yōu)勢(shì)：降低費(fèi)用，同時(shí)時(shí)解決環(huán)境污染問問題案例：在廣西、廣東、、湖北、河南等地地試驗(yàn)成功，例如如在廣西平（果））至百色段、湖北北仙桃、河南G106駐馬店新蔡段水泥泥路改造試驗(yàn)。工程案例判定：以人為主，綜合合分析內(nèi)容：交通量----自動(dòng)觀測(cè)站平整度----顛簸累計(jì)儀器或者激光光平整度儀承載能力--落錘式彎沉儀路面破損--路面綜合檢測(cè)車檢測(cè)2檢測(cè)路面綜合檢測(cè)車FWD測(cè)量裂縫與接縫板板邊彎沉差路面雷達(dá)GPR檢測(cè)路面小修：更換斷板、壓降降處理、灌注聚酯酯膠類等。大修：白＋黑或白改黑或白+白，以原來的水泥混混凝土路面為基層層，在上面加鋪其其他的結(jié)構(gòu)層。嚴(yán)重破壞：將原有的舊水泥泥板徹底打碎，打打碎的混凝土可以以作為基層或者頂頂層重新利用，或或者作為再生集料利用。3改造類別：現(xiàn)場(chǎng)破碎和和工廠破碎現(xiàn)場(chǎng)破碎：人工鑿除、長臂挖挖掘機(jī)、撞碎式破破碎機(jī)、拍打錘等等，舊的路面破碎后直接接壓實(shí)，作為新路路面或者底層再生利用。工廠破碎：將舊路面破碎成可可以搬運(yùn)的小塊，，集中運(yùn)往料場(chǎng)進(jìn)進(jìn)行加工，經(jīng)過破碎處處理、剔筋、篩分分得到再生集料。4破碎技術(shù)長臂挖掘機(jī)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)人工鑿除破碎后板塊規(guī)則，有利于利用速度太慢不適用于大規(guī)模破碎工程長臂挖掘機(jī)較適合長距離大面積工程，其速度快，可縮短工期，造價(jià)低破碎后混凝土板塊體積較大，再利用時(shí)需重新加工撞擊式破碎機(jī)容易控制板塊的破碎形狀，易分離出鋼筋可能會(huì)把碎塊壓入松軟的基層中拍打錘下落撞擊穿透力達(dá)25cm，是其它設(shè)備所達(dá)不到的破碎出的路面塊較大，容易導(dǎo)致相鄰板塊的損傷工廠破碎技術(shù)類別別：干處理和濕處處理干處理技術(shù)：①預(yù)處理階段：原原材料過篩后先使使用挑選設(shè)備去除廢料中的雜質(zhì)質(zhì)，然后送入沖積積破碎機(jī)將尺寸不不超過1m×0.6m的材料破碎成較小小顆粒；在經(jīng)過磁性分離機(jī)除去鐵質(zhì)。②粒組分化階段：：首先進(jìn)行二次篩篩分，在經(jīng)過空氣分離機(jī)將各粒組的細(xì)小雜雜質(zhì)分離。濕處理技術(shù)：原理是脈沖水流沖沖過材料混合物，，利用材料密度不同去除雜質(zhì)。成分：由獨(dú)立成塊的和表表面附著舊水泥砂漿的天然粗集料組成成特點(diǎn)：因廢棄混凝土來源源不同而具有較大大的隨機(jī)性和變異性表面粗糙，棱角較多孔隙率高、吸水性大、強(qiáng)度度低利用：再生粗集料的分級(jí)級(jí)界面改性——改善分界面上的微微細(xì)裂縫擴(kuò)展，減減低粘結(jié)面破壞5再生集料指標(biāo)：表觀密度、吸水率率、壓碎值指標(biāo)、針片片狀顆粒含量、氯氯化物含量、硫酸鹽含量、沖擊擊值、磚含量、有有機(jī)物含量等。5.1再生集料分級(jí)類別：物理法和化學(xué)法物理法：在外力作用下與外界或自身之之間相互摩擦在高溫作用下，