高速公路改擴(kuò)建工程廢舊道路材料再生利用技術(shù)

可修編-隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，早期建設(shè)的高等級公路陸續(xù)進(jìn)入大中修和改擴(kuò)建時(shí)期，而舊瀝青路面材料再生技術(shù)則可以將廢舊瀝青路面材料循環(huán)再生用于公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)，變廢為工程XX公司和XX市公路處等單位共同合作，在國外研究的基礎(chǔ)上，通過深入研究和工程市市政工程設(shè)計(jì)研究院等單位，分別在XX地區(qū)的津滄、京、津保、津?yàn)I高速和外環(huán)線、津踐經(jīng)驗(yàn)，對推動(dòng)我國廠拌冷再生技術(shù)的發(fā)展及推廣應(yīng)用具有重要意義。①泡沫瀝青冷再生基本原理在特定設(shè)備容器，通過向高溫瀝青中噴入水(室溫)和壓縮空氣，水在高壓氣流的強(qiáng)可修編-圖1瀝青發(fā)泡原理示意圖②水泥穩(wěn)定冷再生基本原理將回收路面基層材料視為一種骨料，通過篩分試驗(yàn)和再生后的混合料礦料級配要求，定劑，經(jīng)加水拌和、攤鋪碾壓后成為路面基層或底基層。1.主要技術(shù)容依托津滄高速、京高速、津保高速和外環(huán)線、津渝公路等大修工程及津?yàn)I高速公路改擴(kuò)建工程，分別采用泡沫瀝青冷再生和水泥穩(wěn)定冷再生技術(shù)對現(xiàn)有道路廢舊路面材料進(jìn)行再準(zhǔn)《公路瀝青路面泡沫瀝青冷再生技術(shù)規(guī)》(TJGF41-2009)和瀝青路面再生施工技術(shù)指南。2.實(shí)施方案改擴(kuò)建工程路面結(jié)構(gòu)實(shí)施方案如圖2所示，大修工程路面結(jié)構(gòu)方案如圖3。其修工程中的泡沫瀝青冷再生基層采用就地冷再生方式?；彝粱鶎铀喾€(wěn)定再生基層材料調(diào)高水泥穩(wěn)定再生面層材料30cm新加寬路面結(jié)構(gòu)圖2原路面結(jié)構(gòu)和改擴(kuò)建后路面結(jié)構(gòu)灰土基層原路面補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)22cm22cm20cm30cm改改性瀝青混凝土(AC—13C)4cm瀝青面層19cm改性瀝青混凝土(AC—20C)6cm水穩(wěn)基層20cm泡沫瀝青冷再生基層(RAP)石灰土基層(12%)30cm泡沫瀝青冷再生基層(CTB)石灰土墊層(10%)15cm原石灰土底基層(12%)30cm原石灰土墊層(10%)前路面結(jié)構(gòu)后路面結(jié)構(gòu)圖3原路面結(jié)構(gòu)和大修路面結(jié)構(gòu)可修編-可修編-1)銑刨施工工藝及回收材料質(zhì)量要求如下：同結(jié)構(gòu)層材料分別堆放、分別使用。圍要求(見表1)控制銑刨轂轉(zhuǎn)速和銑刨機(jī)行進(jìn)速度(建議控制圍見表2)，確保銑刨回收材表1銑刨后瀝青路面各結(jié)構(gòu)層材料級配組成要求通通過下列篩孔(mm)質(zhì)量百分率(%)36.590~10095~10080~10085~1004.7530~5530~5555~8055~850.0750~100~1065~185~2031.5表2不同層位瀝青路面的銑刨機(jī)行進(jìn)速度和銑刨機(jī)的銑刨轂轉(zhuǎn)速銑刨股的轉(zhuǎn)速(銑刨股的轉(zhuǎn)速(rpm)2000~25002000~25002000~2500定碎石基層石灰粉煤灰碎石基層銑刨速度(m/min)3~53~5和圖5所示?？尚蘧?圖4原路面銑刨圖5銑刨回收材料級配檢查銑刨至石灰土底基層頂面后，原路面石灰土底基層頂面控制彎沉不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，需對病害區(qū)域進(jìn)行戧灰或換填補(bǔ)強(qiáng)處理。對現(xiàn)場獲取的回收路面材料分別進(jìn)行室泡沫瀝青冷再生和水泥穩(wěn)定再生混合料配合比設(shè)計(jì)。對于泡沫瀝青冷再生廢舊瀝青面層材料采用重型擊實(shí)法和馬歇爾法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，對于水泥穩(wěn)定再生廢舊基層材料采用振動(dòng)壓實(shí)法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。2)不同再生工程需要的主要施工設(shè)備配備情況不同再生工程需要的主要施工設(shè)備配備情況見表3。表3再生工程需要的主要施工設(shè)備配備情況泡沫瀝青冷再泡沫瀝青冷再生(大修工程)W2000銑刨機(jī)KMA200廠拌再生設(shè)備20噸以上單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)10噸以上雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)25噸以上膠輪壓路機(jī)水泥冷再生(改擴(kuò)建工程)W2000銑刨機(jī)W5000型以上穩(wěn)定土拌和機(jī)22噸以上單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)10噸以上雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)25噸以上膠輪壓路機(jī)3臺3臺可修編-2輛2輛18噸以上三鋼輪壓路機(jī)2臺水車20輛5噸以上裝載機(jī)5噸以上裝載機(jī)3臺30輛3)泡沫瀝青再生混合料施工工藝如下：①單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍，每次錯(cuò)1/2輪；②雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓至要求的壓實(shí)度，每次錯(cuò)1/2輪；③輪胎壓路機(jī)碾壓至無明顯輪跡，每次錯(cuò)1/2輪；④輪胎壓路機(jī)碾壓過程中，可根據(jù)表面含水量決定是否進(jìn)行灑水濕潤；⑤養(yǎng)生2d后鉆取芯樣，直到能鉆出完整芯樣后施工下封層。圖6泡沫瀝青廠拌冷再生混合料生產(chǎn)圖7碾壓4)水泥穩(wěn)定再生混合料施工工藝如下：①單鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，每次錯(cuò)1/2輪；②單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)高幅低頻壓實(shí)2~3遍，每次錯(cuò)1/2輪；可修編-③單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)高頻低幅壓實(shí)2~3遍，每次錯(cuò)1/2輪；④輪胎壓路機(jī)壓實(shí)2遍，每次錯(cuò)1/2輪；⑤三鋼輪壓路機(jī)壓實(shí)至無明顯輪跡，養(yǎng)生7d后施工上部結(jié)構(gòu)層。5)養(yǎng)生①對于泡沫瀝青再生路段，要求2d后每天都要進(jìn)行鉆芯取樣，以及時(shí)檢查養(yǎng)生效果，為及時(shí)鋪筑上層結(jié)構(gòu)提供可靠的時(shí)間保證。流式灑水方式養(yǎng)生，從而避免將再生層表面沖散而影響平整度。d3.技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)將泡沫瀝青冷再生技術(shù)用②首次采用振動(dòng)壓實(shí)法進(jìn)行水泥穩(wěn)定再生混合料的配合比設(shè)計(jì)，在減少再生材料水泥用量的同時(shí)，顯著改善了再生半剛性基層的抗裂性能；③明確了不同路面結(jié)構(gòu)層的銑刨施工工藝及不同路面結(jié)構(gòu)層銑刨回收材料組成控制④編制了泡沫瀝青冷再生技術(shù)規(guī)和瀝青路面再生施工技術(shù)指南。對國公路瀝青路面再生技術(shù)的完善和發(fā)展具有重要意義，為我國公路瀝青路面再生技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定了試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐基礎(chǔ)。4.技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)可修編-①在滿足不同路面結(jié)構(gòu)層銑刨回收材料組成控制標(biāo)準(zhǔn)的前提下，適時(shí)調(diào)整不同路面結(jié)構(gòu)層的施工工藝，即銑刨施工工藝技術(shù)；②提出泡沫瀝青冷再生廢舊半剛性基層材料的設(shè)計(jì)技術(shù)要求；③采用振動(dòng)壓實(shí)法進(jìn)行水泥穩(wěn)定再生混合料配合比設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法；④廠拌水泥穩(wěn)定(泡沫瀝青)再生施工碾壓技術(shù)及施工質(zhì)量管理與檢查驗(yàn)收等瀝青路1.推廣條件針對高等級公路大修及改擴(kuò)建工程開展的冷再生利用技術(shù)，通過室試驗(yàn)和工程實(shí)際應(yīng)用，出臺了地方標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面泡沫瀝青冷再生技術(shù)規(guī)》(TJGF41~2009)，形成了比較完善的瀝青路面再生施工技術(shù)指南，為進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供了技術(shù)保障。該技術(shù)具有技術(shù)容易掌握、國設(shè)備條件具備、廢舊道路材料利用率高、再生材料路用性能好的優(yōu)勢，還具有可縮短工期、節(jié)能減排、降低工程造價(jià)等特點(diǎn)，因此，可穩(wěn)定推廣應(yīng)用于本行業(yè)的各等級瀝青路面的大修和改擴(kuò)建工程中。2.應(yīng)用情況目前，該技術(shù)已在XX的津滄、京、津保高速和外環(huán)線、津渝公路等大修工程及津?yàn)I高m準(zhǔn)備開工的唐津高速和京津塘高速改擴(kuò)建工程將繼續(xù)推廣應(yīng)用。1.節(jié)能效益①泡沫瀝青冷再生混合料節(jié)能量主要體現(xiàn)在節(jié)約礦料加熱與瀝青加熱所需要的燃料消耗。以每公里四車道高速公路計(jì)算的節(jié)能減排效果見表4?？尚蘧?表4以泡沫瀝青再生層替代瀝青穩(wěn)定碎石時(shí)的節(jié)能量計(jì)算cm)燃料消耗(kg/t混合料)燃料消耗總量(t)CO排放(t)27602.5356996.6.545.4864.976134502.0547086.300.000.000.00T2②與新購進(jìn)碎石材料相比，廢舊瀝青路面材料不必長途運(yùn)輸而且比廢棄處置時(shí)運(yùn)輸距石的運(yùn)輸能耗比較計(jì)算見表5。表5廢舊道路材料替換新礦料節(jié)省能量計(jì)算結(jié)果平均油耗(L/100km)燃料消耗總量(t)CO排放(t)20000.000.00021.9353.87可修編-注：礦料運(yùn)輸車用燃料為柴油，按照原國家經(jīng)委、國家統(tǒng)計(jì)局《1986年重點(diǎn)工業(yè)、交通燃燒1t標(biāo)準(zhǔn)煤會(huì)排放2.4567t的CO。2XXm產(chǎn)泡沫瀝青再生料30.8萬t，節(jié)約燃料消耗2824.8t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO排放6939.6t。推廣應(yīng)用2水泥穩(wěn)定冷再生技術(shù)施工面積約90.26萬m2，生產(chǎn)水泥穩(wěn)定再生料38.86萬t，節(jié)約燃料消耗1953.6t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO排放2846.6t。2XX市每年平均有30km公路和城市道路需要大修，每年可生產(chǎn)21萬t泡沫瀝青再生料，年節(jié)能量達(dá)1900t標(biāo)準(zhǔn)煤，年減少CO排放量可達(dá)到4700t；每年可生產(chǎn)水泥穩(wěn)定冷再生材料229萬t，年節(jié)能量達(dá)1400t標(biāo)準(zhǔn)煤，年減少CO排放量可達(dá)到2100t。該項(xiàng)節(jié)能技術(shù)可廣泛應(yīng)用2于各等級公路的大修和改擴(kuò)建工程建設(shè)中，具有巨大的節(jié)能潛力。2.經(jīng)濟(jì)效益①水泥穩(wěn)定冷再生津?yàn)I高速改擴(kuò)建工程中半剛性基層下基層全部以水泥穩(wěn)定冷再生廢舊基層材料替代水泥碎石，按最小厚度19cm比較，節(jié)約投資計(jì)算見表6。表6水泥穩(wěn)定冷再生廢舊基層材料替代水泥碎石工程投資比較2707.705359.452651.75單價(jià)(元/m2)30.0059.38總面積(m2)902568②泡沫瀝青冷再生泡沫瀝青冷再生一般用于路面大修的上基層或替代柔性基層。施工面積約100萬平方可修編-米，按15cm厚度泡沫瀝青再生層與12cm瀝青碎石比較，節(jié)約投資計(jì)算見表7。表7泡沫瀝青冷再生材料替代柔性基層工程投資比較7100.0013500.006400.00單價(jià)(元/m2)71.0000