瀝青路面冷再生技術(shù)課件

瀝青路面冷再生技術(shù)孫立軍同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@2主要內(nèi)容再生技術(shù)路面評價路面結(jié)構(gòu)設(shè)計施工溫度場分析再生混合料設(shè)計結(jié)束語2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@3再生技術(shù)?冷再生技術(shù)?熱再生技術(shù)?現(xiàn)場?工廠2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@4路面評價面層縱縫LHLHLMHLHLHLHLHLHLHLH橫縫龜裂塊裂車轍波浪沉陷麻面補丁泛油坑槽DLDTDADBDRDWDSDDDPDFDHDCDDDSDHDPPCI=100-DP分層加權(quán)法2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@5?貫穿和非貫穿裂縫?貫穿裂縫將損壞基層?非貫穿只需要更新或再生面層5路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@6路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@7?反射裂縫?唧漿，脫空路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@8?變形的原因路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@9?變形產(chǎn)生在哪一層00.010.020.030.040.050.060.070.080100200300400500瀝青層深度（mm)變形率路面評價面層甄別剪應(yīng)力比沿深度變化0102030405060708000.511.522.5倍率深度cx1-2-16cx1-1-6cx1-2-191.53MPa，4191kg1.25Mpa，5421kg0.98Mpa,4129kg2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@10?變形產(chǎn)生在哪一層路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@11?變形產(chǎn)生在哪一層路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@12?老化程度?決定了就瀝青材料的可用性路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@13?均勻性?決定了舊料使用的可行性、方便性和具體細節(jié)路面評價面層甄別2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@14?路基?土質(zhì)類型?含水量?密實度?墊層?材料類型?級配?含水量路面評價基礎(chǔ)狀況?鉆芯或開挖?從含水量判斷道路的排水狀況、路面結(jié)構(gòu)的滲水狀況?決定今后新路面結(jié)構(gòu)的濕度?土質(zhì)、密實度和濕度決定了路基的模量?確定墊層的適用性和模量2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@15?彎沉測定?基層狀況的判別是十分關(guān)鍵的步驟?決定基層的模量?判斷基層的完好性路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@16?杠桿式彎沉儀?FWD路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@17?厚瀝青層路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@18?基本原理Min:∑(Dci-Dmi)^2*wiE1,h1E2,h2E0路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@19?過程復(fù)雜，結(jié)果誤差大e（E1,E01)（E2,E02)路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@20?彎沉盆上的惰性點RD土基模量E0上層模量Ei-Ej惰性點DIRI路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@21RIDIE采用迭代法即可求出反演解DI實測彎沉盆路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@22?基層完好性判別路面評價基層評價01000200030004000500060007000Ⅰ(無損壞)Ⅱ(＞300)Ⅲ(300)Ⅳ(200)Ⅴ(130)Ⅵ(60)Ⅶ(30)半剛性基層損壞類型（裂縫間距/cm）半剛性基層模量/MPa2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@23?E>4000MPa?基層基本完好，裂縫間距5米以上?可觀察表面裂縫間距路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@24?E=2500~4000MPa?輕度塊裂?裂塊尺寸100*100~500*500cm30路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@25?E=800~2500MPa?重度塊裂?裂塊尺寸50*50~100*100cm路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@26?E=450~800MPa?輕度龜裂?裂塊尺寸20*20~50*50cm路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@27?E<450MPa?重度龜裂?裂塊尺寸<20*20cm路面評價基層評價2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@28?面層的使用?基層的利用?結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計?結(jié)構(gòu)組合設(shè)計?舊路面材料的使用?調(diào)整和最終結(jié)果的確定再生結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@29?面層可用性以及如何使用?面層可直接使用?表面層問題?中面層問題?三層都有問題再生結(jié)構(gòu)設(shè)計面層使用2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@30基本完好1~5米0.5~1米基層可直接使用上面可直接作瀝青面層再生結(jié)構(gòu)設(shè)計基層使用2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@310.5~1米0.2~0.5米<0.2米可作瀝青基層需要處理再生結(jié)構(gòu)設(shè)計基層使用2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@32模量組合材料選擇厚度組合經(jīng)濟優(yōu)化材料強度控制材料質(zhì)量控制彎拉疲勞設(shè)計階段I階段IV階段II階段III階段V剪力場分析初期損壞剪切試驗行為方程經(jīng)濟參數(shù)傳統(tǒng)試驗再生結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@33PCIAB最低可接受水平分析期或壽命周期分析期再生結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@3412141618202224262860080010001200140016001800200022002400260028003000ESAL/日面層厚度(cm)1214161820222426283032343660080010001200140016001800200022002400260028003000ESAL/日面層厚度再生結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@35?如果直接加鋪?h=H-舊瀝青層等效厚度?舊瀝青層等效厚度=λ*PCI^μ*h0^(γ+1)?λ=0.000034?μ=2.3564?γ=-0.4207?h0=舊瀝青層厚度再生結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@36熱拌瀝青層：對重交通、高溫地區(qū)，厚度應(yīng)大于10cm瀝青再生層，厚度h>=8cm原路面基層h=（H-瀝青面層厚度）/F再生結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@37?標高的限制可能被迫改變結(jié)構(gòu)設(shè)計?有時需要增加基層的厚度?有時需要壓低標高，此時可能需要用熱拌料代替再生料?有時需要銑刨基層以降低標高?排水的考慮?內(nèi)部排水?排水系統(tǒng)再生結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@38?HMA的攤鋪導(dǎo)致溫度場的變化冷再生底基層HMA施工中路面溫度場及壓實2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@39施工中路面溫度場及壓實2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@40施工中路面溫度場及壓實?不同于HMA的過程?冷壓實過程?熱壓實過程HMA冷再生底基層2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@41?冷再生瀝青混合料的壓實過程施工中路面溫度場及壓實2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@42?基本性質(zhì)：冷拌冷鋪的熱再生混合料冷再生層攤鋪HMA前的鉆芯樣冷再生層攤鋪HMA后的鉆芯樣是否充分利用這個性質(zhì)是區(qū)別再生與再利用的關(guān)鍵，是保證耐久性和經(jīng)濟性的關(guān)鍵施工中路面溫度場及壓實2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@43HMA攤鋪前冷再生芯樣的空隙率%HMA攤鋪后冷再生芯樣的空隙率%空隙率減小%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攤鋪前后冷再生層芯樣的空隙率施工中路面溫度場及壓實2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@44冷再生混合料設(shè)計?目前各國的再生材料設(shè)計?通過土工擊實方法確定最佳含水量OWC。?保持OWC不變，以預(yù)估的瀝青用量為中值，按照一定間隔變化形成5個乳化瀝青用量。將拌合均勻的混合料裝入試模內(nèi)，在馬歇爾擊實儀上雙面各擊實50次。將試樣連同試模一同放入60℃鼓風烘箱中養(yǎng)生40小時以上，之后從烘箱中取出，立即放置到馬歇爾擊實儀上雙面各擊實25次。?測試試件的毛體積密度、15℃的劈裂強度、浸水24小時的濕劈裂強度（或者40℃的馬歇爾穩(wěn)定度及浸水馬歇爾穩(wěn)定度），結(jié)合工程經(jīng)驗綜合確定最佳乳化瀝青用量OEC。2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@458.09.010.011.012.013.014.01.02.03.04.05.06.07.08.0空隙率(%)乳化瀝青油石比(%)0.20.40.60.81.02.03.04.05.06.07.08.015℃干劈裂強度(Mpa)乳化瀝青油石比（%）0.20.40.60.81.02.03.04.05.06.07.08.015℃濕劈裂強度(Mpa)乳化瀝青油石比（%）冷再生混合料設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@46?設(shè)計結(jié)果分析：OEC=4.0-5.0%?多數(shù)采用4.0%冷再生混合料設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@47?考慮熱壓實過程的試件成型是混合料設(shè)計關(guān)鍵?冷壓實過程的模擬（第一次擊實）：國際通用方法?熱壓實過程的模擬（第二次擊實）?與施工季節(jié)有關(guān)，不同季節(jié)的最佳劑量不同，不同RAP的最佳劑量不同?60℃擊實40次?70℃擊實40次?考慮熱壓實過程使乳化瀝青含量減小冷再生混合料設(shè)計2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@48冷再生混合料設(shè)計?施工車轍檢驗?出現(xiàn)的車轍是冷再生瀝青混合料在高溫條件下嵌擠力和內(nèi)摩阻力不足，因剪切流動而發(fā)生的破壞。無側(cè)限抗壓強度試驗2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@49冷再生混合料設(shè)計?無側(cè)限抗壓強度試驗溫度確定（60℃）024681012020406080100120冷再生深度（cm）溫度（℃）024681012020406080100120冷再生深度（cm）溫度（℃）T55=61.0℃T60=61.1℃2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@50冷再生混合料設(shè)計?再生混合料的設(shè)計還需要深入研究，進行優(yōu)化?施工壓實過程應(yīng)該進行研究和優(yōu)化，這使HMA的壓實與常規(guī)不同?這是確保耐久性和經(jīng)濟性的關(guān)鍵?對于大量的使用而言，深入研究是十分必要的2020/4/27教育部重點試驗室ljsun@51HMA的設(shè)計?HMA的厚度需要仔細設(shè)計?上中（下）面層的混合料的設(shè)計與交通量的大小有關(guān)?在滿足常規(guī)指標的基礎(chǔ)上，應(yīng)該確保其抗剪切強度，以避免車轍和開裂剪應(yīng)力車轍和開裂控制彎拉應(yīng)變，疲勞開裂控制)arcsin(3131uGGuGG????????????疲勞壽命比與材料系數(shù)的關(guān)系y=0.9865Ln(x)+0.5713R2=0.997300.511.522.511.522.533.544.5Kf1壓應(yīng)變12141618202224262860080010001200140016001800200022002400260028003000ESAL/日面層厚度(cm)262830323436384060080010001200140016001800200022002400260028003000ES