厂拌冷再生技术在高速公路上的应用
Application in Expressway of Cold Recycling in Plant 曾赟
传统的路面修复的高昂费用和环境的影响使得增加对冷再生的运用研究。然而,目前为止,还没有一个大家广为接受或者标准的冷再生设计方法。----“Development of Performance Based Mix-Design for Cold In-Place (CIR) of Bituminous Pavement Based on Fundamental Properties”, FHWA-CIR-02-01,University of Rhode Island.
现有的冷再生混合料设计方法:
美国:
Oregon Method
California Method
Chevron Method
Asphalt Institute Method
US Army Corps of Engineers Method
Kansas Method
Pennsylvania Method
New Mexico Method
欧洲国家、北美其它国家、材料公司、设备公司、施工单位、其它协会组织…
不管多少种方法,对于冷再生混合料设计大致有三种理论:理论一:把RAP料视为一种黑色“石料”,混合料设计包括了测定裹附这些“石料”再生添加剂的含量。理论二:评价了RAP料回收的沥青物理和化学的特性,并添加再生剂将沥青恢复到原来的水平。这种理论是假设能全部软化旧沥青。理论三:这也是比较流行的理论,结合前面两种理论,将部分旧沥青软化。reference :Chapter 15 Cold Recycling –Mix Design, Basic Asphalt Recycling Manual, ARRA, 2001.
存在的问题:
不统一
不够完善
对中国而言针对性不强
路面结构形式
重载程度
仪器设备、设备
两种冷再生方法:现场冷再生(CIR)和厂拌冷再生(C CPR)
在北美,公路部门通常采用现场冷再生(CIR),这是因为减少了车辆,节约时间,金钱,能源和保护环境。在中国,更适宜采用厂拌冷再生(C CPR)。
乳化沥青冷再生机理研究
乳化沥青再生混合料与热沥青混合料的明显区别在于含有水分;常温沥青;拌制时控制因素为阳离子沥青乳液类型、含水量及拌和时间等;在乳化沥青再生混合料配合比设计中,水是一个重要因素;某些情况下,还要考虑水泥的添加,水泥是改善乳化沥青再生混合料性能的重要途径。
乳化沥青冷再生混合料强度形成机理乳化沥青再生混合料构成因素同样是材料的内聚力和内摩阻力。混合料初期强度主要来源于混合料内摩阻力,内摩阻力的贡献远大于内聚力。矿粉用量是影响强度的一个重要因素,矿粉应有合理的含量,一般为0~6%。30天后几乎完全形成强度。此时混合料内聚力和内摩阻力同时起到重要作用,尤其是内聚力的提高,使强度有大幅的升高。
乳化沥青冷再生混合料强度的影响因素养生条件(温度、湿度、风力)混合料总水量(拌和用水、RAP含水、乳化沥青含水)乳化沥青用量水泥用量乳化沥青的种类铣刨料级配
新集料级配
水泥在乳化沥青冷再生混合料中的作用大部分水泥吸收混合料或乳液中的水分发生水化反应,并产生水化热,加速了乳化沥青破乳和强度形成,缩短了强度形成时间。另一小部分水泥由于水分不足,未能发生水化反应,在混合料中
乳化沥青厂拌冷再生技术在沪宁高速公路扩建工程中的应用
乳化沥青冷再生试验段检测
弯沉及弹性模量检测
–乳化沥青冷再生层的弹性模量平均值为5358MPa。由于FWD测得的弯沉反算得到的弹性模量为动态弹性模量,一般动态弹性模量为静弹性模量的3倍左右,因此,该层的弹性模量约为1700MPa左右。满足高速公路基层的要求。
施工工艺
•运输——防止混合料提前破乳
•摊铺——宽度18.5m,三台摊铺机梯队作业,摊铺速度1.5~2.0m/min
•碾压——改进了压实工艺
施工质量检测
•室内质量检测
–马歇尔试验:
乳化沥青冷再生混合料的马歇尔密度基本在2.225~2.243g/cm3范围内,稳定度实测结果在3.89~4.35kN范围内,流值约为30(0.1mm)
–劈裂强度试验:
乳化沥青冷再生沥青混合料的浸水劈裂强度在0.30MPa~0.40MPa之间,残留劈裂强度比均在90%以上
现场质量检测
•灌砂法:
以试验段16个点实测值的代表值2.074 g/cm3作为标准密度,现场干密度值基本在2.098~2.189 g/cm3范围内,压实度基本上都大于100%
•钻芯法:
以试验段16个点实测值的代表值2.165 g/cm3作为标准密度,现场实测芯样毛体积密度基本在2.167~2.264 g/cm3范围内,基本上大于标准密度
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