研究生答辯課件

1、典型瀝青混合料攪拌站設(shè)備設(shè)施配套與布局研究 答 辯 者： 指導老師: 總結(jié)總結(jié)論文主要研究內(nèi)容和框架論文主要研究內(nèi)容和框架研究背景及意義研究背景及意義論文主要研究內(nèi)容分析論文主要研究內(nèi)容分析一、研究背景及意義一、研究背景及意義研究背景研究背景 另外，國家鼓勵各地就地熱再生技術(shù)應用單位根據(jù)實際情況，在規(guī)范的基礎(chǔ)上建立適合各地工程養(yǎng)護實際的指南或者手冊。本文基于這個大前提，結(jié)合貴州省交通廳2013年重大科技項目山區(qū)國省干線公路瀝青路面就地熱再生技術(shù)應用研究對該課題進行研究山區(qū)國省干線公路作為我國重要的基礎(chǔ)設(shè)施，在公路路網(wǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用。與此同時，山區(qū)公路瀝青路面的使用性能卻日漸下降。當前，

2、我國山區(qū)公路養(yǎng)護的現(xiàn)狀是規(guī)模越來越大，而資金卻極度缺乏。在這種情況下，選擇合適的預養(yǎng)護技術(shù)對其進行養(yǎng)護，對提高山區(qū)公路養(yǎng)護質(zhì)量，降低養(yǎng)護中材料、能源、資金的消耗具有重要意義。瀝青路面就地熱再生技術(shù)作為預防性養(yǎng)護的一種，近年來因其獨特的優(yōu)勢，已在我國高速公路建設(shè)和養(yǎng)護中逐步推廣應用，但是該項技術(shù)在山區(qū)國省干線的應用還較少。因此有必要結(jié)合山區(qū)公路的地質(zhì)地貌、氣候特點進行系統(tǒng)研究，總結(jié)出一套適用于山區(qū)干線公路瀝青路面的就地熱再生技術(shù)施工工藝及質(zhì)量控制原則。研究意義研究意義1. 當前，我國山區(qū)國省干線公路需養(yǎng)護的路段里程長，使用就地熱再生技術(shù)對其進行預防性養(yǎng)護， 一方面對拓展就地熱再生技術(shù)的應用范圍具

3、有一定的實用價值。另一方面，將創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。2. 鑒于我國山區(qū)國省干線公路的使用及養(yǎng)護現(xiàn)狀，研究適用于它的就地熱再生技術(shù)施工工藝及質(zhì)量控制措施。對提高山區(qū)公路路面的養(yǎng)護質(zhì)量，延長道路使用壽命，恢復路面使用性能，降低路面養(yǎng)護中材料、能源消耗，具有重大的意義。二、論文主要研究內(nèi)容及框架二、論文主要研究內(nèi)容及框架主要研究內(nèi)容1. 對山區(qū)公路路面破損狀況進行分類調(diào)查，并分析各類病害發(fā)生的機理。然后根據(jù)就地熱再生技術(shù)的適用條件，結(jié)合山區(qū)公路的特點及病害情況對該技術(shù)的適用性進行分析。2.對HIR在施工準備階段的技術(shù)關(guān)鍵再生混合料的配合比設(shè)計進行研究。具體包括：山區(qū)公路原路面狀況對再生混合料的影響；再

4、生劑、新瀝青、新集料的選擇及用量分析等。3.對就地熱再生技術(shù)在施工過程階段的質(zhì)量控制關(guān)鍵進行研究， 并總結(jié)出適合山區(qū)公路的質(zhì)量控制方法。主要包括溫度的控制；熱銑刨的控制；復拌工藝的控制等4.通過灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價模型對就地熱再生技術(shù)在山區(qū)公路的實施效果進行分析，并用該法評價其在山區(qū)公路應用的技術(shù)可行性。 論文研究框架論文研究框架 第三章第三章 山區(qū)國省干線公路瀝青路面山區(qū)國省干線公路瀝青路面HIRHIR技術(shù)施工工藝及原理技術(shù)施工工藝及原理第四章第四章 山區(qū)國省干線公路山區(qū)國省干線公路HIRHIR再生混合料配合比設(shè)計研究再生混合料配合比設(shè)計研究第五章第五章 山區(qū)國省干線公路山區(qū)國省干線公路HIR

5、HIR技術(shù)施工過程質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)施工過程質(zhì)量控制關(guān)鍵第六章第六章 山區(qū)國省干線公路山區(qū)國省干線公路HIRHIR預養(yǎng)護的實施效果評價預養(yǎng)護的實施效果評價第二章第二章 山區(qū)國省干線公路瀝青路面早期病害及預養(yǎng)護山區(qū)國省干線公路瀝青路面早期病害及預養(yǎng)護第一章第一章 緒論緒論第七章第七章 結(jié)論與展望結(jié)論與展望三、論文主要研究內(nèi)容分析三、論文主要研究內(nèi)容分析1.突發(fā)性2.高速公路發(fā)生重、特大惡性交通事故多4.具有事故高發(fā)路段3.追尾碰撞事故多5.夜間事故率高公路整體強度滿足設(shè)計要求，路面病害主要集中在路表面。病害類型：龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、車轍等山區(qū)公路早期病害類型 縱向

6、裂縫橫向裂縫網(wǎng)狀裂縫龜 裂沉 陷坑 槽車 轍麻 面修 補松 散K135+000K136+00052.6 51.0 57.0 7.3 37.8 0.2 9.6 6.7 0.0 0.3 K136+000K137+00033.3 35.5 39.7 2.0 14.7 19.8 9.1 7.5 0.0 16.7 K137+000K138+00034.7 24.7 28.2 7.6 13.4 23.1 13.3 1.1 13.6 21.6 K150+000K151+00092.8 24.0 66.8 8.2 39.7 10.1 33.2 7.5 0.1 8.6 K158+000K159+00051.7

7、34.1 38.1 20.3 15.2 25.4 50.7 9.4 3.0 20.6 K159+000K160+00075.8 25.6 94.0 2.7 3.9 12.9 40.6 3.7 80.7 11.0 K160+000K161+0008.7 10.9 20.3 3.6 4.7 9.1 23.8 3.6 64.4 10.3 K161+000K162+00071.7 12.0 68.3 12.6 67.8 93.9 7.0 13.1 29.3 51.3 調(diào)查路段病害類型比例1.1 早期病害類型預防性養(yǎng)護 1.2.1 預防性分類1.2.2 就地熱再生預養(yǎng)護方式的提出HIR是對原瀝青路面表層

8、以下35cm的厚度范圍進行再生，利用該技術(shù)實施瀝青路面養(yǎng)護時，原路面應具備一定的條件：（1）原路面病害集中在表面層；（2）舊瀝青路面整體強度滿足設(shè)計要求：路面結(jié)構(gòu)和路基應當堅固，并具有足夠的強度、承載力和良好的排水能力。技術(shù)適用范圍分析 表面封層類：稀漿封層、微表處、同步碎石封等； 預防性養(yǎng)護 瀝青再生類：就地熱再生、廠拌冷再生、廠拌熱再生 分類 裂縫填封類：封縫、灌縫； 薄層罩面類：熱瀝青混合料薄層罩面、超薄磨耗層;1.2 就地熱再生預防性養(yǎng)護的提出 HIR需要使用專門的機械進行施工作業(yè)，這些機械體型龐大，單機重量達數(shù)十噸，整機組作業(yè)長度能達100米。所以山區(qū)公路就地熱再生施工現(xiàn)場應具有滿足

9、這些大型設(shè)備作業(yè)的條件 道路適用條件分析1） 作業(yè)條件2） 路面狀況分析路面強度指數(shù)（SSI）路面狀況指數(shù)(PCI）行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)抗滑性能(SFC或BPN)就地熱再生措施優(yōu)良優(yōu)良優(yōu)良足夠不足上面層熱再生中、次、差上面層熱再生中、次、差面層熱再生中優(yōu)良優(yōu)良足夠面層熱再生不足面層熱再生中、次、差不得采用熱再生中、次、差次、差 檢測指標檢測指標檢測結(jié)果檢測結(jié)果評定指標評定指標評定結(jié)果評定結(jié)果路面強度指數(shù)（SSI）0.85JTJ0732-2001良路面狀況（PCI）76.7JTJ0732-2001良行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）6.8JTJ0732-2001中抗滑性能（BPN）48JTJ0732-20

10、01優(yōu)s201公路現(xiàn)有使用質(zhì)量檢測結(jié)果對照就地熱再生的使用標準， s201公路適合采用就地熱再生技術(shù)進行處理 HIR技術(shù)優(yōu)勢（1）它可以實現(xiàn)對原路面舊料100%的回收利用，以此減少對原材料的需求，進而降低長距離運輸新混合料的投入以及廢料的二次運輸，最大限度降低養(yǎng)護的材料成本及運輸成本，同時又能起到保護環(huán)境的作用；（2）它是一種快速養(yǎng)護技術(shù)。一方面，再生施工不必封閉交通，對當?shù)氐慕煌ㄓ绊懶?；另一方面，養(yǎng)護完畢后可較快開放交通。（3）能較好的處理原路面各類早期病害，且處理后路面滿足相關(guān)規(guī)范對其性能的要求。（4）再生層具有一定的溫度，能保證其與原路面有較好的熱連接 2 就地熱再生施工工藝及原理 施工

11、工藝總流程 就地熱再生施工工藝可根據(jù)路面破損狀況和修復后形成路面質(zhì)量等級的不同，分為復拌再生法和加鋪再生法兩類。 1 ）復拌再生法 復拌型就地熱再生施工工藝步驟可按以下方式進行：通過加熱機加熱軟化現(xiàn)有瀝青層，而后采用銑刨機對舊路面銑刨翻松，最后在復拌機的攪拌器中將翻松的材料與再生劑和新瀝青混合料拌和均勻，接下來將再生料攤鋪到路面上，按碾壓工藝將其壓實成型，最終形成再生路面。具體工藝流程如下圖所示復拌型就地熱再生技術(shù)施工工藝流程 現(xiàn)場施工工藝 2）加鋪再生法加鋪再生法是將舊路面材料翻松，然后通過專用機械將其攪拌均勻并整平，該整平層將作為原路面的下面層。同時，將新混合料加鋪到該整平層上，形成全新路

12、面的磨耗層。該法能有效處置裂縫、坑槽等早期病害，修復后的路面抗滑能力大幅提高，強度得到加強，其工藝流程見下圖所示：加鋪型就地熱再生技術(shù)施工工藝流程 3 再生混合料配合比設(shè)計 山區(qū)公路再生混合料配合比設(shè)計流程 山區(qū)公路再生混合料配合比設(shè)計流程 根據(jù)圖中的設(shè)計流程，可以將再生混合料配合比設(shè)計具體分為以下幾個步驟： 1、舊瀝青混合料性能檢測與分析； 2、再生劑的選擇和用量確定； 3、礦料級配的確定； 4、新瀝青選擇和最佳用量確定 5、再生瀝青混合料性能驗證 原路面混合料所含瀝青和集料是再生瀝青混合料的重要組成部分，其性能特點對再生混合料的性能和就地熱再生施工效果影響非常大。山區(qū)國省干線公路原瀝青路面

13、材料的瀝青性質(zhì)、礦料含量在交通、溫度、水等的作用下都發(fā)生了顯著的變化。因此，必須對取樣的舊瀝青混合料進行系統(tǒng)的分析與評價。 1）舊瀝青混合料級配分析 舊瀝青混合料性能檢測與分析篩孔尺寸（mm） 2） 瀝青性能檢測分析三大指標試驗取樣部位針入度（，）軟化點（）延度（，cm）動力粘度（Pas）老化后3754.153.5882.4老化前7147.4100424.6備注瀝青老化后變得脆硬，無法進行延度試驗，采用延度表征其延性。 再生劑選擇及用量技術(shù)指標黏度(25)/ 流變指數(shù)(25)芳香分含量/%播磨烘箱試驗黏度比建議值0.01200.9030 3再生劑技術(shù)指標建議值用量分析 新瀝青的選擇 山區(qū)國省干

14、線公路再生新瀝青標號的選擇，應考慮當?shù)貧夂驐l件、交通性質(zhì)、原路面混合料類型、再生混合料所處的功能層以及施工方法等。同時，應注意不同種類瀝青之間的相容性新瀝青用量確定 就地熱再生最佳瀝青用量的確定方法是通過馬歇爾設(shè)計方法進行確定的，這與新拌瀝青混合料最佳瀝青用量的方法是相似的。不同之處在于，再生混合料配合比設(shè)計時，需要以新瀝青用量 為中值，用 、 、 這五個瀝青用量水平通過馬歇爾方法來確定最佳新瀝青用量OAC再生瀝青混合料性能驗證 考慮到西南山區(qū)公路一般都具備影響瀝青路面損壞的主要三因素：降水，高溫，以及凍融循環(huán)。因此，在對熱再生混合料設(shè)計時，應特別注意對其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及水穩(wěn)定性進行

15、分析。 在就地熱再生施工過程中，溫度貫穿于始終，是控制施工質(zhì)量最為關(guān)鍵的因素。1） 影響因素分析外界因素內(nèi)在因素2） 作業(yè)模式 檢查項目檢查間隔檢查頻度檢測點數(shù)質(zhì)量要求或允許偏差第一次加熱軟化后路面溫度間隔隨時5個110第二次加熱軟化后路面溫度間隔隨時5個110第三次加熱軟化后路面溫度間隔隨時5個110銑刨前路表溫度間隔隨時5個150180銑刨舊料料堆溫度間隔隨時5個90外摻新瀝青混合料溫度間隔隨時5個135新舊混合料拌合溫度間隔隨時5個120150攤鋪前地表間隔隨時5個-布料槽溫度間隔隨時5個120攤鋪溫度間隔隨時5個120初壓溫度間隔隨時5個110終壓溫度間隔隨時5個70就地熱再生施工過程

16、溫度控制技術(shù)指標 熱銑刨工藝復拌工藝攤鋪碾壓工藝接縫施工銑刨厚度控制再生劑添加計量控制新料的添加量控制新舊料熱態(tài)拌合均勻性控制攤鋪控制碾壓控制一般接縫處理施工過程質(zhì)量控制特殊接縫處理完工接縫處理 5 實施效果評價實施效果評價 技術(shù)性分析路面平整度滲水系數(shù)抗滑性能國際平整度（IRI）行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)構(gòu)造深度摩擦系數(shù) 綜合性能評價1） 評價方法（層次灰色綜合評價模型）a 確定評價對象及評價標準b 確定評價指標的相應權(quán)重 c 計算灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)d 計算灰色關(guān)聯(lián)度 0000minmin( )( )maxmax( )( )( )( )( )maxmax( )( )iiikikiiiikkkkkkk

17、kkk11( )nikikGkn若關(guān)聯(lián)度i最大，則第i個方案優(yōu)于其他方案 2） 實施效果評價再生路面綜合性能評價層次圖方案類型就地熱再生薄層罩面微表處關(guān)聯(lián)度0.930.810.62各方案路面性能的加權(quán)關(guān)聯(lián)度 選取了通過微表處以及薄層罩面的試驗數(shù)據(jù)進行灰色關(guān)聯(lián)分析，以此對就地熱再生后路面的綜合性能進行評價。 根據(jù)上表分析可知，s201公路在經(jīng)上述各類方案處理以后，經(jīng)就地熱再生后的路用效果最好。 6 結(jié)論在考慮西南山區(qū)國省干線公路瀝青路面不同病害類型、成因及山區(qū)公路獨有的地勢地形特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有預防性養(yǎng)護技術(shù)適用范圍，確定西南山區(qū)國省干線公路適用就地熱再生技術(shù)進行預養(yǎng)護再生混合料配合比設(shè)計是影響山區(qū)公路再生路面性能的主要因素。在再生混合料配合比進行設(shè)計時，應重點對再生劑、新瀝青、新集料的用量以及再生混合料的性能進行控制。影響山區(qū)公路瀝青路面就地熱再生施工質(zhì)量的主要因素與施工工藝密切相關(guān)，主要包括全過程溫度、銑刨深度、再生劑用量、新混合料用量、新舊混合料均勻性、攤鋪厚度、碾壓次數(shù)、橫接縫處理等，必須在就地熱再生施工過程中進行嚴格控制。建立了以灰色關(guān)聯(lián)分析為基礎(chǔ)的山區(qū)公路瀝青路面就地熱再生后路面綜合性能評價的模型，并通過該模型對再生路面的綜合性能進行了評價，得出就地熱再生在山區(qū)公路應用的效果良好