提高再生沥青混合料中旧沥青混合料的掺量

1、 PAGE 2 PAGE 29 提高再生沥青混合料中旧沥青混合料(RAP)的掺量临沂市政工程有限公司、临沂雕塑公园“新生代”QC小组一、课题选选择S342岚岚济线费费县新庄庄至关阳阳司段总总体为东东西走向向，起于于费县新新庄镇大大街东，向向西延伸伸与沂台台线相交交后，跨跨越新庄庄河，经经郝家村村、与新新枣线相相交后共共线，跨跨越梁邱邱河，经经梁邱镇镇、关阳阳司，至至于费县县平邑县县界。路路线全长长22.5688公里。从从上次改改造至今今通车已已有十余余年，随随着通车车时间增增加，及及多年来来重载交交通的持持续作用用，大部部分路段段路面损损坏严重重，致使使路面出出现不同同程度的的病害，如如纵横裂

2、裂缝、块块裂、唧唧浆、坑坑槽、车车辙等，路路面平整整度及抗抗滑能力力降低，严严重影响响了路面面使用性性能、行行车舒适适性及安安全性，因因而需要要大修改改善。S342沥沥青路面面大修铣铣刨产生生大量的的沥青旧旧料，我我公司新新引进的的再生沥沥青混合合料生产产设备所所掺加的的旧料仅仅为10%，不能能充分利利用旧料料，造成成一定程程度的资资源浪费费。因此此，我QC小组考考虑提高高热再生生沥青混混合料的的旧沥青青混合料料 (RRecllaimmed Aspphallt PPaveemennt, RAPP)掺量，使使资源充充分循环环利用再再循环利利用。小组概况表1 小小组概况况小组名称“新生代”QC小组

3、课题类型现场型小组活动时时间2015.2.11-20015.11.30小组成立时时间2015.2.11小组登记号号LYSZ002011课题注册时时间2015.01.25课题注册编编号LYSZ115-007小组成员出出勤率100%活动频率每月2次成员概况序号姓名职称文化程度受教育时间间（课时）小组分工1苗加亮工程师本科48组长 全面负负责小组组活动2赵建建工程师本科48副组长 技术术顾问、方案策划3林庆贺助理工程师师本科48组员 方案策策划，小小组培训训4党正霞助理工程师师研究生48组员 成果整整理，课课题发布布5孙建蕊助理工程师师本科48组员 方案实实施，数数据采集集6姜自强助理工程师师本科4

4、8组员 方案实实施7徐文涛助理工程师师本科48组员 方案实实施制表人：党党正霞 审核人人：苗加加亮 时间：20115年2月1日小组活动计计划情况况表2 小小组活动动计划表表制表人：党党正霞 审核人人：苗加加亮 时间：20115年2月14日四、选题理理由1.在S3342大修工工程中，道道路翻修修过程中中铣刨大大量旧沥沥青混合合料，不不能合理理利用，造造成资源源浪费。2. 旧沥沥青混合合料的堆堆放、遗遗弃、焚焚烧、掩掩埋带来来巨大的的环境污污染问题题，充分分应用能能减少沥沥青和砂砂石材料料的开采采与能源源消耗，有有利于降降低碳排排放量和和PM22.5。3. 目前前公司现现有的热热再生沥沥青混合合料

5、生产产，旧料料RAP掺量仅仅为10%，相对对于行业业20%-400%的水平平，未能能发挥本本身设备备价值，资资源浪费费。需要要进一步步提高。五、现状调调查 厂厂拌热再再生技术术先将旧旧沥青路路面铣刨刨后运回回工厂，通通过破碎碎、筛分分(必要时)，并根根据旧料料中沥青青含量、沥沥青老化化程度、碎碎石级配配等指标标，掺入入一定数数量的新新集料、沥沥青和再再生剂（必必要时）进进行拌和和，使混混合料达达到规范范规定的的各项指指标，按按照与新新建沥青青路面完完全相同同的方法法重新铺铺筑。国国外多年年的实践践证明，厂厂拌再生生沥青混混合料路路面能够够达到并并保持所所要求的的各项路路用性能能指标，并并且具有

6、有更好的的抗车辙辙性能。这这种再生生方式属属于结构构性再生生，能有有效地用用于各种种条件下下旧沥青青路面的的再生利利用。根根据美国国实践经经验,相比常常规使用用新沥青青材料的的路面,可节约约成本10%一30%。目前我拌和和站新引引进的热热再生沥沥青混合合料设备备，RAP的掺量量仅为10%左右。本本QC小组对对全国90家有热热再生沥沥青混合合料生产产的拌和和站进行行调查，确确定影响响热再生生沥青混混合料中中RAP掺量的的因素有有热再生生沥青混混合料配配合比、旧旧料RAP稳定性性、再生生设备类类型、生生产操作作人员水水平、其其他因素素等。调调查表、排排列图如如下： 表3 调查查表序号项目频数频率(

7、%)累计频率(%)1热再生沥青青混合料料配合比比5156.756.72旧料RAPP稳定性性2022.278.93再生设备正正常运行行1011.1904生产操作人人员技术术水平66.796.75其他因素33.3100合计90100100 制表人：党正霞霞 审核人人：苗加加亮 时间：20115年2月14日 根根据调查查表绘制制排列图图如下，发发现“热再生生沥青混混合料配配合比”、“旧料RAP稳定性”是影响响热再生生沥青混混合料RAP掺量的A类因素素。图1 原原因调查查排列图图制图人：党党正霞 审核人人：苗加加亮 时间： 20015年4月14日确定目标QC小组计计划将QC目标确确定为：再生沥沥青混合

8、合料中旧旧沥青混混合料(RAAP)掺量由10%提高到25%。目标设定依依据有：1）S3442沥青路路面铣刨刨旧料RAP量大，满满足生产产要求，沥沥青老化化不严重重，满足足再生要要求。2）再生生设备是是新进设设备，操操作人员员经过培培训且有有一定的的生产经经验。3）目前前国内外外已有大大量的再再生沥青青混合料料生产应应用经验验，提供供了有力力理论支支持。原因分析QC小组对对两个A类因素素进行原原因分析析，关联联图如下下图所示示，最终终确定11个末端端因素。图2 关关联图要因确认对于11个个末端因因素我们们进行逐逐条确认认，要因因确认表表如下表表所示：表4 要因因确认计计划表序号末端因素确认内容确

9、认方法确认标准确认人完成时间1未按频次抽抽提油石石比抽提频次现场检查检查记录每台拌和机机每天1-2次，以2个试样样的平均均值评定定党正霞2015.4.1162无配合比设设计试验验每个工程再再生沥青青混合料料配合比比设计现场检查检查记录抽查，每个个工程、面面层都有有单独配配合比党正霞2015.4.1183铣刨刀头布布局和铣铣刨机行行走速度度不同固定刀头布布局和速速度现场测试RAP抽提提结果孙建蕊2015.4.1184工程、面层层位置不不同引起起的料物物规格不不同RAP级配配、油石石比、老老化程度度现场测试抽提结果对对比孙建蕊2015.4.1195铣刨机故障障运行铣刨机故障障检修现场测试是否存在故

10、故障林庆贺2015.4.2216驾驶员错做做不当驾驶员技术术水平查阅培训记记录、现现场操作作考核1、培训记记录齐全全2、现场考考核合格格率1000%赵建建2015.4.2217级配范围不不满足规规范要求求集料级配范范围现场确认符合规范级级配设计计要求孙建蕊2015.4.226（续上表）序号末端因素确认内容确认方法确认标准确认人完成时间8未进行级配配优化配合比级配配现场检查至少有三个个级配优优化方案案党正霞2015.5.669集料料源不不稳定料源及集料料筛分结结果现场检查现场测试料源稳定党正霞2015.5.11710未添加匹配配再生剂剂再生沥青混混合料配配合比设设计现场调查、分分析是否添加再再生

11、剂徐文涛2015.5.22011试验人员技技术水平平不足操作、理论论水平现场检查现场测试1、培训记记录齐全全2、现场考考核合格格率1000%赵建建2015.5.226制表人：党党正霞 审核人人：苗加加亮 时间：20115年5月50日 11. 未按频频次抽提提油石比比【确认方法法】现场场检查、检检查记录录【标 准】每每台拌和和机每天天1-2次，以2个试样样的平均均值评定定【确 认 人】党党正霞【确认时间间】20115.44.166【实 测】检检查拌和和站引进进热再生生沥青混混合料生生产设备备以来其其抽提试试验台账账，发现现严格按按照标准准要求每每台拌和和机每天天1-2次，以2个试样样的平均均值为

12、结结果的要要求。【结 论】未未按频次次抽提油油石比是是非要因因 22. 无配合合比设计计试验【确认方法法】现场场检查、检检查记录录【标 准】抽抽查，每每个工程程、面层层都有单单独配合合比【确 认 人】党党正霞【确认时间间】20115.44.188【实 测】根根据每个个工程信信息、面面层部位位、集料料类型等等检查配配合比设设计，要要求都有有单独的的配合比比设计。【结 论】无无配合比比设计试试验是非非要因 33. 铣刨刀刀头布局局和铣刨刨机行走走速度不不同【确认方法法】现场场测试【标 准】RAP抽提结结果【确 认 人】孙孙建蕊【确认时间间】20115.44.188【实 测】现现场固定定铣刨车车的刀

13、头头布局和和行走速速度进行行旧料铣铣刨，试试验人员员对旧料料进行试试验室抽抽提试验验，发现现同一工工程，铣铣刨车刀刀头布局局和行走走速度固固定时，旧旧料的抽抽提结果果基本不不变。【结 论】铣铣刨刀头头布局和和铣刨机机行走速速度不同同是非要要因 44. 工程、面面层位置置不同引引起的料料物规格格不同 【确确认方法法】现场场测试 【标标 准】两两次抽提提沥青含含量差值值小于0.33% 【确 认 人】孙孙建蕊 【确确认时间间】20115.44.199 【实实 测】试试验人员员对不同同工程、不不同面层层的铣刨刨旧料进进行试验验室抽提提试验，发发现不同同工程、面面层的沥沥青含量量差别较较大，超超出规范范

14、0.33%要求。再再生沥青青混合料料的生产产要求铣铣刨旧料料稳定，包包括沥青青含量和和矿料级级配等，RAP稳定性性是保证证RAP掺量提提高的有有效因素素。 【结结 论】工工程、面面层位置置不同引引起的料料物规格格不同是是要因 55. 铣刨机机故障运运行 【确确认方法法】现场场测试 【标标 准】是是否存在在故障 【确确 认 人】林林庆贺 【确确认时间间】20115.44.211 【实实 测】对对公司现现有铣刨刨机检查查维修、保保养记录录，现场场检测是是否存在在故障，结结果发现现铣刨机机都定期期保养维维修，目目前不存存在故障障作业行行为。 【结结 论】铣铣刨机故故障运行行是非要要因 66. 驾驶员

15、员操作不不当 【确确认方法法】现场场测试 【标标 准】考考试合格格率1000% 【确确 认 人】赵赵建建 【确确认时间间】20115.44.211 【实实 测】对对公司现现有铣刨刨机操作作人员进进行培训训，考试试，发现现考试合合格率1000%。 【结结 论】驾驾驶员操操作不当当是非要要因 77. 级配范范围不满满足规范范要求 【确确认方法法】现场场测试 【标 准】符符合规范范级配设设计要求求 【确确 认 人】孙孙建蕊 【确确认时间间】20115.44.266 【实实 测】对对已经生生产的热热拌再生生沥青混混合料进进行试验验室抽提提试验，将将所得抽抽提后集集料进行行水洗筛筛分，对对比规范范要求的

16、的集料范范围，发发现满足足规范要要求。【结 论】不不满足规规范要求求是非要要因 88. 未进行行级配优优化 【确确认方法法】现场场检查 【标标 准】至至少三个个级配优优化方案案 【确确 认 人】党党正霞 【确确认时间间】20115.55.6 【实实 测】对对检查热热拌再生生沥青混混合料的的级配曲曲线图，查查看是否否按照级级配优选选原则进进行方案案设计，在在设计级级配范围围内计算算13组粗细细不同的的配合比比，使包包括0.0075mmm、2.336mmm、4.775mmm筛孔在在内的较较多筛孔孔的通过过量分别别位于设设计级配配的上方方、中指指和下方方，然后后进行一一系列比比较。生生产的热热拌再生

17、生沥青混混合料进进行抽提提，所抽抽提的集集料水洗洗筛分，绘绘制级配配曲线图图，查看看级配情情况。发发现并不不是最佳佳级配，有有待优化化。 【结结 论】未未进行级级配优化化是要因因 9. 集集料料源源不稳定定 【确确认方法法】现场场检查，现现场测试试 【标标 准】料料源稳定定 【确确 认 人】党党正霞 【确确认时间间】20115.55.177 【实实 测】集集料料源源不稳定定是引起起集料不不稳定影影响配合合比设计计的重要要因素，因因此本QC小组对对拌和站站的集料料料源进进行调查查，并对对同一料料源不同同进料日日期的集集料进行行筛分，结结果发现现同一料料源的集集料筛分分结果相相差不大大，稳定定性良

18、好好。 【结结 论】集集料料源源不稳定定是非要要因 110. 未添加加匹配再再生剂 【确确认方法法】现场场调查、分分析 【标标 准】是是否添加加再生剂剂 【确确 认 人】徐徐文涛 【确确认时间间】20115.55.200 【实实 测】本本拌和站站生产的的热再生生沥青混混合料初初期无任任何外加加剂的添添加，影影响了RAP的掺量量。调查查国内外外热再生生沥青混混合料的的研究现现状发现现，目前前再生剂剂的添加加成为提提高RAP掺量的的一个重重要手段段，且能能显著改改善热再再生沥青青混合料料的路用用性能。 【结结 论】未未添加匹匹配再生生剂是要要因 111. 试验人人员技术术水平不不足 【确确认方法法

19、】现场场检查、现现场测试试 【标标 准】持持证上岗岗，现场场考核合合格率1000% 【确确 认 人】赵赵建建 【确确认时间间】20115.55.266 【实实 测】对对拌和站站试验 人员检检查其取取证情况况，并现现场考核核，发现现合格率率1000% 【结结 论】试试验人员员技术水水平不足足是非要要因 经经过对所所有末端端因素的的逐条确确认，我我们确定定影响热热再生沥沥青混合合料配合合比和RAP稳定性性的主要要因素有有：工程程、面层层位置不不同引起起的料物物规格不不同，配配合比级级配优化化和添加加匹配再再生剂。制定对策 针对上上述三大大要因，本QC小组制定了多套对策方案，对策评价表如表5所示。根

20、据对策评价表制定相应对策，对策表如表6所示。序号要因方案方案分析方案评估评估结果方案选定操作性经济性安全性有效性1工程、面层层位置不不同引起起的料物物规格不不同1. 对不不同工程程、不同同面层的的旧沥青青混合料料进行分分类存放放对不同工程程不同面面层的旧旧沥青混混合料进进行分类类存放，有有利于热热再生沥沥青混合合料的质质量控制制，但占占用场地地较大。5455192. 对不不同工程程不同面面层的旧旧沥青混混合料混混合均匀匀后使用用对不同工程程不同面面层的旧旧沥青混混合料混混合均匀匀后使用用，旧沥沥青混合合料通过过混合拌拌匀，质质量可以以控制，占占用场地地较小。4353152配合比级配配优化1.

21、委托托相关检检测单位位进行配配合比设设计，优优化级配配填写委托邀邀请相关关检测单单位对现现有集料料进行配配合比设设计，优优化级配配，操作作性好，但但经济性性差，不不利于试试验人员员自身技技术、经经验的提提高。5353162. 本拌拌和站试试验人员员自主进进行级配配优化设设计针对本拌和和站试验验人员自自身技术术水平不不足进行行培训后后，由试试验人员员进行级级配优化化的配合合比设计计，过程程耗时较较长但经经济性好好，利于于技术人人员积累累经验。4555193添加匹配再再生剂1. 采用用软沥青青添加，改改善老化化的沥青青旧料软沥青的添添加能一一定程度度上改善善旧料沥沥青老化化现象，提提高RAP掺量，

22、但但掺量较较大，经经济性差差且生产产添加方方式复杂杂。4444172. 根据据市场选选择良好好的再生生剂，添添加通过市场调调查选择择匹配的的再生剂剂，进行行添加，能能显著改改善旧料料沥青老老化现象象，提高高RAP的掺量量。554519表5 要要因对策策评价表表制表人：党党正霞 审核人人：苗加加亮 时间：20115年6月25日表6 对策策措施表表序号要因原因对策目标具体措施责任人完成地点完成时间1工程、面层层位置不不同引起起的料物物规格不不同抽提旧料，测测定旧料料RAP的沥青青含量、级级配，分分类拌和站旧料料分类堆堆放，建建立旧料料RAP的信息息档案1. 对不不同工程程、面层层的路面面分类铣铣刨

23、，拌拌和站分分类堆放放林庆贺工地现场2015.7.32. 对铣铣刨的旧旧料试验验室抽提提，确定定其沥青青含量、矿矿料级配配等参数数孙建蕊试验室2015.7.2203.不同旧旧料建立立各自参参数档案案信息党正霞拌和站2015.7.2252配合比级配配优化对热再生沥沥青混合合料配合合比进行行级配优优化设计计，至少少三个级级配对比比确定最佳级级配方案案1. 邀请请相关专专家、试试验检测测人员为为拌和站站试验员员培训、指指导苗加亮试验室2015.8.112. 对集集料进行行筛分试试验，制制定不同同RAP掺量下下的级配配方案王建军试验室2015.8.773.试验室室进行不不同级配配的混合合料性能能试验，

24、确确定最佳佳级配方方案王建军试验室2015.8.1133添加匹配再再生剂市场调查后后选择匹匹配再生生剂，试试验确定定再生剂剂的掺量量确定再生剂剂类型及及再生剂剂最佳掺掺量1. 市场场调查再再生剂类类型，选选择匹配配再生剂剂林庆贺拌和站2015.8.1192. 不同同再生剂剂产量下下添加不不同掺量量的RAP，试验验室测定定性能确确定再生生剂最佳佳掺量及及RAP掺量孙建蕊试验室2015.9.553. 进行行试验段段施工，确确定热再再生沥青青混合料料的生产产效果党正霞工地现场2015.9.228制表人：党党正霞 审核人人：苗加加亮 时间：20115年6月30日对策实施 11. 实施一一：对不不同工程

25、程、面层层的旧沥沥青混合合料进行行分类存存放，建建立信息息档案为减小沥青青混合料料旧料在在热再生生沥青混混合料生生产过程程中的离离散性，在在生产过过程中我我们对不不同工程程、面层层的路面面分类铣铣刨，拌拌和站分分类堆放放，对铣铣刨的旧旧料试验验室抽提提，确定定其沥青青含量、矿矿料级配配等参数数后，对对不同旧旧料建立立各自参参数档案案信息。这这样能及及时调整整生产配配合比，确确保热再再生沥青青混合料料的生产产稳定，性性能满足足规范要要求。拌拌和站旧旧料RAP的分类类堆放如如图3所示，信信息档案案建立如如图4所示，检检查发现现分类堆堆放和信信息档案案的建立立能显著著增加热热再生沥沥青混合合料生产产

26、过程中中旧料RAP的稳定定性。因因此对策策有效。图3 拌和和站旧料料RAP分类堆堆放图4 旧旧料RAP的抽提提信息档档案 22. 实施二二：配合合比级配配优化 AA. 邀请相相关专家家、试验验检测人人员为拌拌和站试试验员培培训、指指导考虑拌和站站试验人人员知识识水平，本QC小组为更好进行配合比优化设计，先组织相关专家对拌和站试验人员进行指导培训，提高本拌和站试验人员的专业素养，后期考核发现此次培训取得了良好的效果，考核成绩都在90分以。表7 培培训人员员考试成成绩统计计热再生沥青青相关专专业知识识考核成成绩(总分100分)姓名成绩姓名成绩徐文涛95焦胜95曲永强92付荣磊96林庆贺91庄祥97

27、孙建蕊96王阳明91党正霞94管桂龙96王建军90姜自强97王跃杰92李明伟94王振伟93张强90B. 对集集料进行行筛分试试验，制制定不同同RAP掺量下下的级配配方案初步确定本本次QC活动基基于S3442工程的ATBB-255热再生生沥青混混合料生生产，所所用集料料有20-30mmm碎石、10-15mmm碎石、5-110mmm碎石、0-33mm石屑，而而旧料RAP的使用用类型为为RAPP-155-255mm和RAPP-0-15mmm。试验验室下进进行筛分分试验，为为级配设设计准备备。初步步将RAP的掺量量定为15%、20%、25%，保证证每个掺掺量下都都有至少少三个级级配优化化方案，如如下图

28、所所示。图5 级级配设计计之一C.试验室室进行不不同级配配的混合合料性能能试验，确确定最佳佳级配方方案试验室拌和和不同级级配的热热再生沥沥青混合合料，检检测其马马歇尔性性能指标标、稳定定度、流流值等性性能，15%和20%旧料掺掺量的热热再生沥沥青混合合料马歇歇尔性能能指标满满足规范范要求，而25%的试件性能指标不满足规范要求。因此认定通过级配优化，可将RAP掺量提高到20%。因此对策有效。 33. 实施三三：添加加匹配再再生剂市场调查再再生剂类类型，选选择匹配配再生剂剂 再生剂剂是一种种特殊的的有机材材料，它它能够将将老化后后的旧沥沥青的物物理及化化学性质质改善至至规范要要求的范范围内。再再生

29、剂一一般为低低粘度的的油料，比比如重油油、机油油、润滑滑油甚至至一些植植物油，较较软的沥沥青和专专门针对对老化沥沥青开发发的特殊殊油分也也可作为为再生剂剂使用。从从混合料料的角度度来看，再再生剂主主要有以以下两点点作用：第一，恢恢复老化化后的旧旧沥青的的性质，使使其能够够软化并并裹覆外外加的新新集料，作作为混合合料设计计所要求求的结合合料的一一部分；第二，改改善混合合料的耐耐久性能能，使其其达到最最佳状态态。根据据市场调调查选择择中海油油再生剂剂，如图图6所示。图6 中中海油再再生剂B. 不同同再生剂剂掺量下下添加不不同掺量量的RAP，试验验室测定定性能确确定再生生剂最佳佳掺量及及RAP掺量基

30、于优化配配合比级级配设计计后RAP掺量提提高到20%，试验验室选定定再生剂剂后计划划将RAP掺量继继续提高高25%、30%、35%，为确确定再生生剂的最最佳掺量量，试验验室同样样确定了了三个掺掺量，分分别为混混合料重重的0.11%、0.115%和0.22%。试验验室拌和和热再生生沥青混混合料，效效果如图图7所示。检检测混合合料性能能指标，结结果如图图8所示。通通过对比比试验结结果发现现，在最最佳油石石比下，通通过室内内各项路路用性能能试验，进进行了RAP掺量对对热再生生沥青混混合料性性能的影影响分析析结果果显示，RAP掺量在25%35%之间时时，随着着RAP掺量的的增加，热热再生沥沥青混合合料

31、的动动稳定度度呈指数数增加；弯拉强强度、劲劲度模量量和渗水水系数呈呈线性增增加，而而弯拉应应变和构构造深度度呈线性性减小；浸水马马歇尔稳稳定度和和冻融劈劈裂强度度比呈单单峰曲线线关系这表明明随着RAP掺量的的增加，热热再生混混合料的的高温稳稳定性增增强，低低温抗裂裂性、抗抗渗性和和抗滑性性减弱，水水稳定性性在RAP掺量为30%时达到到最大且再生生剂的最最佳掺量量为混合合料质量量的0.115%图7 试试验室拌拌和的热热再生沥沥青混合合料图8 热热再生沥沥青混合合料性能能检测结结果C. 进行行试验段段施工，确确定热再再生沥青青混合料料的生产产效果为进一步验验证再生生剂类型型、掺量量、旧料料RAP掺量的的实用效效果，需需要进行行试验段段的铺筑筑，确定定施工参参数。其其配合比比如下：原材料：沥青：700#道路石石油沥青青；原路面铣刨刨料RAPP15-25mmm、RAPP0-115mmm；石灰岩200-300mm、10-15mmm、5-110mmm、0-33mm；矿粉，再生生剂：占占混合料料质量的的0.115%通过目标配配合比和和生产配配合比的的确定试试验，最最终确定定的再生生沥青混混合料ATBB-255的生产产级配为为：20-30mmm：10-15mmm：5-110mmm：0-33mm：RAPP15-25mmm：RAPP0-115mmm：矿粉=400:111:100:8:22:8