沥青再生技术在高速公路改扩建和路面重建中的应用131

沥青再生技术在高速公路改扩建和路面重建中的应用报告主要内容

一、再生技术发展概况二、分类和适用性分析三、再生混合料设计四、国内应用情况和实例报告主要内容

一、再生技术发展概况

二、分类和适用性分析三、再生混合料设计四、国内应用情况和实例沥青路面再生技术国外概况

发达国家早在上个世纪初就开始研究沥青路面的再生技术。但真正的规模应用开始于上个世纪70年代。目前，沥青路面再生利用技术已经成为发达欧美国家公路建设与维修养护的最常用技术，普及程度高，技术成熟。

美国：在上个世纪80年代末，再生沥青混合料的用量就已占到全部沥青混合料的50%以上。旧路面材料的再生利用率超过80％。技术标准齐全。

日本：1981年发布了《再生沥青铺装技术指针》等技术标准。旧沥青路面的再生利用率超过80％。国外概况

德国：是最早将再生料应用于高速公路路面维修的国家。早在1978年就实现了废弃沥青材料的全部回收利用。芬兰：几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作。过去再生料主要用于低等级公路的路面和基层，近几年已应用于重交通道路。国外概况

前苏联：对沥青路面再生技术研究也比较早，1966年起先后出版了《沥青混凝土废料再生利用技术》、《旧沥青混凝土再生混合料技术准则》等规范，提出了适于各种条件下路面再生利用的方法。国外概况国家澳大利亚奥地利比利时加拿大丹麦芬兰法国日本荷兰瑞典英国美国利用率（%）8080100909095-80100759080厂拌热再生GGGGGGGGGGG就地热再生LLLGGGGGLL厂拌冷再生LLGGLL就地冷再生LLGGLL基层\沥青LLLGLL基层\水泥GGGGGGG基层\水泥和沥青GGLG底基层GGLLGGGLG填料GLGL其它GG注:G表示普遍采用，L表示有限采用97年国际经合组织《道路工程再生利用战略》白皮书

最近，欧洲沥青路面协会EAPA在互联网上公布，其成员国的废旧沥青路面材料已100%通过再生方式得以重复利用。

国外概况上个个世世纪纪80年代代，，我我国国在在不不同同程程度度上上开开展展过过旧旧沥沥青青材材料料的的再再生生技技术术研研究究，，再再生生料料一一般般只只用用于于轻轻交交通通道道路路、、道道路路的的垫垫层层或或非非机机动动车车道道等等。。1991年，，建建设设部部发发布布了了《热拌拌再再生生沥沥青青混混合合料料路路面面施施工工及及验验收收规规程程》。交通部在在《公路沥青青路面养养护规范范》中提到了了部分再再生技术术。国内概况况从上个世世纪80年代后期期，伴随随着高等等级公路路的大规规模建设设，人们们的主要要精力放放在了新新建公路路上，路路面再生生技术的的研究基基本处于于停滞状状态。近几年，，伴随着着我国公公路建设设的快速速发展和和大量高高等级公公路沥青青路面需需要进行行翻修和和重建，，旧沥青青路面材材料的再再生利用用问题重重新得到到重视和和广泛关关注。国内概况况5千多公里里递增目前，高高速公路路已达5.4万公里，，并以每每年5千多公里里的速度度递增，，一二级级公路也也超过30万公里。。国内概况况再过10～20年，根据公公路网发发展规划划，高速速公路将将达8.5万公里，，路网总总里程也也将达到600多万公里。。国内概况况随着使用用期的延延长，我我国的高高等级公公路大量量进入维维修期，，维修养养护、翻翻修重建建的任务务越来越越重。国内概况况公路建设设和路面面维修、、重建、、升级改造的任任务将交交织在一一起。建设为主主发展阶段段建养并举举发展阶段段国内概况况按照每10年左右翻翻修一次次，路面面平均宽宽度22m、翻修厚度度10cm计算，8.5万km的全国高高速公路路网平均均每年将将产生接接近5000万吨的旧旧沥青混混合料。。国内概况况因此我们们必须大大力推广广路面再再生应用用技术，，充分发发挥旧路路面材料料的“剩剩余价值值”，促进旧路路面材料料的循环环利用，保护生态态环境，，减少资资源浪费费。国内概况况近年来，，为适应应建设资资源节约约型、环环境友好好型社会会的要求求，北京京、辽宁宁、广东东、江苏苏、上海海、河北北、江西西、陕西西、天津津、山东东、吉林林等省市市对沥青青路面再再生技术术进行了了研究，，并铺筑筑了面积积不等的的再生工工程。沥沥青路面面再生技技术在我我国公路路建设和和养护中中逐步推推广应用用。国内概况况为促进沥沥青路面面再生技技术的广广泛应用用，规范范再生应应用技术术，保证证沥青路路面再生生工程质质量，交交通部公公路司于于2006年9月下达了了《公路沥青青路面再再生技术术规范》的编制任任务，由由交通部部公路院院等单位位负责编编写。2008年4月交通部部发布了了《规范》,并于7月1日实施。。国内概况况报告主要要内容一、再生生技术发发展概况况二、分类类和适用用性分析析三、再生生混合料料设计四、国内内应用情情况和实实例再生规范范分9章，6个附录。。主要内容容包括：：总则，，再生混混合料用用材料技技术要求求，旧沥沥青路面面材料的的回收处处理及试试验要求求，再生生混合料料设计及及技术要要求，各各种再生生方法的的施工工工艺及质质量控制制、验收收标准，，相关试试验方法法等。再生规范范再生分类类—ARRA再生分类类沥青路面面再生技技术包括括：1、厂拌热热再生2、就地热热再生3、厂拌冷冷再生4、就地冷冷再生—我国规范范就地冷再再生技术术按照再再生材料料和厚度度的不同同分为：：1、沥青层层就地冷冷再生2、全深式式就地冷冷再生再生分类类—我国规范范规范分类类厂拌热再生厂拌冷再生沥青层冷再生再生技术术应用场场合沥青表层沥青层基层病害波及层位就地热再生再生类型全深式冷再生就地热再再生1﹑修复沥青青路面表表面层病害；2﹑恢复沥青青表面层层物理力学性能能；3﹑恢复沥青青路面平平整度，，修复沥青青路面车车辙。适用性分分析就地热再再生主要功能能：1﹑优点：实实现了就就地的沥青路面面再生利利用，节省了材材料转运运费用。。2﹑缺点：a.再生深度度通常限制在在2.5-6cm；b.无法除去去已经不不合适进行再再生的旧旧混合料，级配配调整幅幅度有限。适用性分分析就地热再再生优缺点：：路面有足足够承载载能力，，沥青路面面的病害害仅发生生在中、上面层(60mm以内)，一般用于于高速公公路，一、二级公路沥青青路面的的修复。。适用性分分析就地热再再生适用场合合：再生规范范适用于仅仅存在浅浅层轻微微病害的的高速公公路及一一、二级级公路沥沥青路面面表面层层的就地地再生利利用，再再生层可可用作上上面层或或者中面面层。就地热再再生厂拌热再再生厂拌热再再生AsphaltRecyclingPlant厂拌热再再生DoubleDrumAsphaltRecyclingPlant厂拌热再再生厂拌热再再生DoubleDrumAsphaltRecyclingPlant厂拌热热再生生1﹑可修复沥沥青路路面的的几乎所有有病害害；2﹑恢复甚甚至改改善沥沥青路路面混合合料的的性能能。适用性性分析析厂拌热热再生生主要功功能：1﹑优点：：再生生工艺艺易于于控制，，再生生后的的沥青青混合料料性能能比较较理想想，适用范范围广广。2﹑缺点：：铣刨刨后的的旧沥沥青混合料需要要来回回运输；RAP用量较较少，，一本般为为10-25%，连续续式拌和和楼可可为30-50%。适用性性分析析厂拌热热再生生优缺点点：适用性性分析析厂拌热热再生生适用场场合：：适用于于各等等级公公路沥沥青路路面经经铣刨刨、挖挖除下下来的的沥青青层材材料的的再生生利用用，再再生后后的沥沥青混混合料料可用用于各各等级级公路路沥青青路面面的建建设和和维修修养护护工程程。再生规规范适用于于对各各等级级公路路RAP进行热热拌再再生利利用，，再生生后的的沥青青混合合料根根据其其性能能和工工程情情况，，可用用于各各个等等级公公路的的沥青青面层层及柔柔性基基层。。厂拌热热再生生场拌冷冷再生生场拌冷冷再生生现场场铣刨刨场拌冷冷再生生拌和和场拌冷冷再生生拌和和现场场厂拌冷冷再生生的摊摊铺适用性性分析析主要功功能：：厂拌冷冷再生生1﹑以冷拌拌沥青青混合合料的的形形式实实现旧旧路面面沥青青层材材料的的再生生利用用；2﹑恢复和和改善善旧沥沥青混混合料料路用用性能能。适用性性分析析优缺点点：厂拌冷冷再生生1﹑优点：：a.再生工工艺易易于控控制，，再生生混合合料性性能较较好；；b.适用范范围广广；c.能耗低低、污污染小小。2﹑缺点：：a.再生混混合料料强度度的形形成需需要较较长的的时间间；b.需要加加铺一一定厚厚度的的罩面面层。。适用性性分析析适用场场合：：厂拌冷冷再生生可用于于各等等级公公路旧旧沥青青路面面材料料的再再生利利用，，再生生后的的混合合料适适用于于沥青青路面面的中中、下下面层层及柔柔性基基层。。再生规规范适用于于对各各等级级公路路的RAP进行冷冷拌再再生利利用，，再生生后的的沥青青混合合料根根据其其性能能和工工程情情况，，可用用于高高速公公路和和一、、二级级公路路沥青青路面面的下下面层层及基基层、、底基基层，，三、、四级级公路路沥青青路面面的面面层。。当用用于三三、四四级公公路的的上面面层时时，应应采用用稀浆浆封层层、碎碎石封封层、、微表表处等等做上上封层层。厂拌冷冷再生生沥青层层就地地冷再再生Mix-in-place-Recycling沥青层层就地地冷再再生沥青层层就地地冷再再生沥青层层就地地冷再再生沥青层就地地冷再生沥青层就地地冷再生适用性分析析主要功能：：沥青层就地地冷再生实现旧沥青青路面的翻翻修、重建建。再生混混合料可用用于中下面面层或柔性性基层。适用性分析析优缺点：1﹑优点：a.实现了就地地的再生利利用，节省省了材料转转运费用；；b.施工过程的的能耗低、、污染小；；c.适用范围广广。2﹑缺点：a.施工质量控控制的难度度较大；b.一般需要加加铺沥青罩罩面层。沥青层就地地冷再生适用性分析析适用场合：一般用于病病害严重的的一、二级级公路沥青青路面的翻翻修、重建建，冷再生生路面一般般需要加铺铺一定厚度度的沥青罩罩面。沥青层就地地冷再生全深式就地地再生全深就地式式再生化学稳定水泥、石灰灰、粉煤灰灰沥青稳定乳化沥青、、泡沫沥青青全深式就地地再生适用性分析析主要功能：：全深式就地地再生将全部的沥沥青面层和和一定厚度度的基层进进行再生处处理，再生后的的混合料可可用于沥青青路面的中中、下面层层或稳定基层。适用性分析析适用场合：：全深就地式式再生一般用于病病害严重的的二、三级级公路沥青青路面的翻翻修、升级级改建，再再生材料可可用于沥青青路面的基基层及轻交交通量道路路的下面层层。再生规范适用于一、、二、三级级公路沥青青路面的就就地再生利利用，用于于高速公路路时应进行行论证。沥沥青路面就就地冷再生生分为沥青青层就地冷冷再生和全全深式就地地冷再生两两种方式。。对于一、、二级公路路，再生层层可作为下下面层、基基层；对于于三级公路路，再生层层可作为面面层、基层层，用作上上面层时应应采用稀浆浆封层、碎碎石封层、、微表处等等做上封层层。就地冷再生生报告主要内内容一、再生技技术发展概概况二、分类和和适用性分分析三、再生混混合料设计计四、国内应应用情况和和实例再生混合料料设计搅拌新添沥青或再生剂老化沥青RAP回收集料新添集料再生沥青混合料再生混合料料设计示意意图一、原路面面调查与分分析二、材料三、混合料料设计再生混合料料设计一、原路面面调查与分分析沥青路面再再生工程实实施前，应应对原路面面历史信息息、原路面面技术状况况、交通量量、工程经经济等方面面的内容进进行调查和和综合分析析，为再生生设计提供供依据。再生混合料料设计1、调查与分分析内容（1）原路面历历史信息调调查与分析析（2）原路面状状况调查与与评价（3）交通量调调查（4）技术经济济性分析再生混合料料设计2、RAP取样（1）方法一：：现场取样样（2）方法二：：拌和场料料堆取样再生生混混合合料料设设计计二、、材材料料1、乳乳化化沥沥青青厂拌拌冷冷再再生生：：慢慢裂裂型型就地地冷冷再再生生：：中中裂裂或或慢慢裂裂型型再生生混混合合料料设设计计试验项目单位质量要求试验方法破乳速度慢裂或中裂T0658粒子电荷阳离子(+)T0653筛上残留物(1.18mm筛)不大于%0.1T0652粘度恩格拉粘度计法E252-30T062225℃赛波特粘度Vss7-100T0621蒸发残留物残留分含量不小于％62T0651溶解度不小于％97.5T0607针入度(25℃)0.1mm50-300T0604延度(15℃)不小于cm40T0605与粗集料的粘附性，裹附面积不小于2/3T0654与粗、细粒式集料拌和试验均匀T0659常温贮存稳定性1d不大于5d不大于%15T0655不同同集集料料、、RAP化学学活活性性差差异异较较大大，，与与不不同同乳乳化化沥沥青青的的配配伍伍性性也也有有较较大大差差别别，，必必须须进进行行有有针针对对性性的的材材料料选选择择和和配配方方设设计计。。2、集集料料、、RAP再生生混混合合料料设设计计甲乳化化沥沥青青乙乳化化沥沥青青再生生混混合合料料设设计计甲乳化化沥沥青青乙乳化化沥沥青青再生生混混合合料料设设计计3、泡泡沫沫沥沥青青再生生混混合合料料设设计计项目技术要求试验方法膨胀率不小于10本规范附录E半衰期（s）不小于8本规范附录E再生生混混合合料料设设计计泡沫沫沥沥青青技技术术要要求求必须须进进行行发发泡泡试试验验，，确确定定沥沥青青的的发发泡泡性性能能，，并并不不是是所所有有的的沥沥青青都都有有良良好好的的发发泡泡特特性性。。再生生混混合合料料设设计计4、再再生生剂剂再生生剂剂的的作作用用：：溶溶解解与与分分散散沥沥青青质质再生生混混合合料料设设计计检验项目RA-1RA-5RA-25RA-75RA-250RA-500试验方法60℃粘度cSt50~175176~900901~45004501~1250012501~3750037501~60000T0619闪点℃≥220≥220≥220≥220≥220≥220T0663饱和分含量%≤30≤30≤30≤30≤30≤30T0618芳香分含量%实测记录实测记录实测记录实测记录实测记录实测记录T0618薄膜烘箱前后粘度比≤3≤3≤3≤3≤3≤3T0619薄膜烘箱后质量变化%≤4,≥-4≤4,≥-4≤3,≥-3≤3,≥-3≤3,≥-3≤3,≥-3T0609或T061015℃密度实测记录实测记录实测记录实测记录实测记录实测记录T0603各项项指指标标的的意意义义：：芳香香分分指指标标饱和和分分指指标标RTFOT后残残留留物物质质量量变变化化、、粘粘度度比比闪点点再生生混混合合料料设设计计1、厂厂拌拌热热再再生生混混合合料料设设计计三、、混混合合料料设设计计再生生混混合合料料设设计计其本本质质与与热热拌拌混混合合料料一一致致，，指指标标、、性性能能要要求求与与热热拌拌混混合合料料相相同同，，但但是是由由于于增增加加了了RAP、再生生剂剂等等变变量量，，变变得得更更加加复复杂杂。。设计计步步骤骤<1>确定定工工程程设设计计级级配配范范围围<2>确定定RAP特性性<3>确定定RAP掺配配比比例例<4>确定定各各新新集集料料级级配配<5>矿料料级级配配设设计计<6>估计计总总沥沥青青量量，，估估算算新新沥沥青青用用量量Pnb<7>确定定目目标标沥沥青青标标号号，，选选择择新新沥沥青青和和再再生生剂剂新沥沥青青标标号号的的选选择择RAP含量建议新沥青等级回收沥青等级P≥30P=20～30P=10～20沥青选择不需要变化<20%<15%<10%新沥青标号比正常高半个等级，即针入度1020％~30%15％~25%10％~15%根据新旧沥青混合调和法则确定>30%>25%>15%再生生混混合合料料设设计计2、就就地地热热再再生生混混合合料料设设计计就地地厂厂拌拌RAP新材材料料新材材料料RAP再生生混混合合料料设设计计设计计步步骤骤<1>RAP材料料取取样样与与分分析析<2>确定定工工程程设设计计级级配配范范围围<3>矿料料级级配配设设计计<4>确定定再再生生沥沥青青目目标标标标号号/再生生剂剂量量<5>马歇歇尔尔方方法法确确定定最最佳佳新新沥沥青青用用量量<6>根据据新新沥沥青青用用量量与与新新集集料料用用量量的的比确确定定新新混混合合料料的的油油石石比比根据据目目标标再再生生标标号号进进行行试试配配试试验验，，绘制变化曲线线，用内插法法初定再生剂用量。在满足再生沥沥青技术指标标的前提下，宜少用再再生剂。再生混合料设设计再生剂用量的的确定方法：：3、沥青类冷再再生混合料设设计目前，全球范范围内还没有有大家一致认认可的冷再生生混合料设计计方法。再生混合料设设计《规范》设计方法级配设计乳化沥青冷再再生混合料级级配范围筛孔（mm）各筛孔的通过率（%）粗粒式中粒式细粒式A细粒式B37.510026.580-1001001990-10010013.260-80-90-1001009.5-60-8060-8090-1004.7525-6035-6545-7560-802.3615-4520-5025-5535-650.33-203-216-256-250.0751-72-82-92-10泡沫沥青冷再再生混合料级级配范围筛孔（mm）各筛孔的通过率（%）粗粒式中粒式细粒式37.510026.585-10010019-90-10010013.260-85-90-1009.5-60-85-4.7525-6535-6545-752.3630-5530-5530-550.310-3010-3010-300.0756-206-206-20设计指标试验项目技术要求空隙率9％～14％劈裂试验15℃劈裂强度

MPa不小于0.40（基层/底基层）0.50（下面层）干湿劈裂强度比％

不小于75马歇尔稳定度试验40℃马歇尔稳定度kN

不小于5.0（基层/底基层）6.0（下面层）浸水马歇尔残留稳定度％

不小于75冻融劈裂强度比TSR％

不小于70乳化沥青冷再再生混合料试验项目技术要求劈裂试验15℃劈裂强度

MPa不小于0.40（基层/底基层）0.50（下面层）干湿劈裂强度比％

不小于75马歇尔稳定度试验40℃马歇尔稳定度kN

不小于5.0（基层/底基层）6.0（下面层）浸水马歇尔残留稳定度％

不小于75冻融劈裂强度比TSR％

不小于70泡沫沥青冷再再生混合料设计步骤<1>RAP及其它材料的的分析<2>级配设计<3>确定最佳含水水量<4>确定最佳沥青青用量试样成型方法法的问题再生混合料设设计马歇尔击实旋转压实4、无机结合料料全深式冷再再生混合料筛孔尺寸（mm）通过各筛孔的质量百分率（%）12337.510090-10031.510026.590-10066-1001972-8954-1009.547-6739-1004.7529-4950-10028-842.3617-3520-701.1814-570.68-2217-1008-470.0750-70-300-30再生混合料设设计检测项目再生结合料类型水泥石灰高速公路和一级公路二级及二级以下公路高速公路和一级公路二级及二级以下公路无侧限抗压强度（MPa）基层

不小于3～52.5～3-0.8底基层

不小于1.5～2.51.5～2.00.80.5～0.7再生混合料设设计报告主要内容容一、再生技术术发展概况二、分类和适适用性分析三、再生混合合料设计四、国内应用用情况和实例例国内应用就地热再生京津塘高速公公路：200多万平方米成渝高速公路路：150多万平方米京福高速（山山东）：30多万平方米米京石高速公路路：15多万平方米沪蓉高速、石石太高速、石石黄高速、长长平高速、长长营高速、·····应用面积超过过500万平方米！就地热再生就地热再生国内应用厂拌热再生北京、上海等城市广佛高速改扩扩建工程厂拌热再生1989年广佛高速公公路建成通车车1993年加铺40mm厚PE改型沥青混合合料1999年扩建为6车道（局部8车道）2001年路面严重破破损，需重建建—广佛高速厂拌热再生—广佛高速厂拌热再生—广佛高速4cm改性SMA-135cm改性AC-206cm再生沥青AC-25I再生沥青LSM-25或素混凝土原路面基层路面结构厂拌热再生厂拌热再生厂拌热再生在RAP材料掺量不超超过40%的范围内，再再生混合料的的高温性能优优于非再生混混合料，RAP材料掺量越大大，高温性能能越好；在RAP材料掺量不超超过40%的范围内，再再生混合料的的疲劳性能略略低于非再生生混合料，但但经过老化之之后的再生沥沥青混合料的的疲劳性能与与新料沥青混混合料无明显显差异；—广佛高速试验结论厂拌热再生在RAP材料掺量不超超过40%的范围内，再再生混合料的的低温性能劣劣于非再生混混合料，RAP材料掺量越大大，低温性能能损失越多；；在RAP材料掺量不超超过40%的范围内，热热再生沥青混混合料的水稳稳定性略低于于非再生混合合料。—广佛高速试验结论北京厂拌热再生设备国内应用宁沪高速、昌九高速、京沪高速（沧州段段）、西阎高高速、西潼高高速、西户高高速、京珠高高速、连霍高高速等应用面积超过过500万平方米！厂拌冷再生厂拌冷再生—沪宁高速改性沥青SMA134.0cm改性沥青Sup208.0cm普通沥青Sup258.0cm普通沥青LSM2510.0cm乳化沥青冷再生混合料层10.0cm级配碎石20.0cm二灰碎石再生层16.0cm路基老路沥青面层层铣刨料再生生后用于柔性性基层下基层层老路二灰碎石石基层铣刨料料再生后用于于底基层路基二灰碎石基层老路沥青面层厂拌冷再生—沪宁高速4cm改性沥青AK-13A8cm重交沥青SUP208cm重交沥青SUP20）沥青面层（15cm）二灰碎石基层（15cm）土基乳化沥青冷再生基层（10cm）土基4cm改性沥青AK-13A8cm重交沥青SUP208cm重交沥青SUP20）沥青面层（15cm）二灰碎石基层（15cm）土基乳化沥青冷再生基