提高修复老化沥青路面中铣刨料的利用率

提高修复老化沥青路面中铣刨料的利用率

秦皇岛市政集团激流勇进QC小组

发布人：吴铮朱双2背景：至2013年底，中国公路总里程超过430万公里。其中，高速公路达到10.45万公里，为世界第一。2023/3/14前言23/14/2023城市道路养护市场容量巨大1、《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》国发（2013）36号2、住房城乡建设部关于加快城市道路桥梁建设改造的通知（建城[2014]90号）3/14/20234亿元公路养护事业已进入发展快车道把握机遇、快速介入、不断壮大、主导市场3/14/2023根据交通运输部2012年数据统计：每年国省干线公路大中修产生的废旧路面材料约1.6亿吨。路面材料的循环利用率不到3%。2023/3/14沥青路面材料循环利用交通运输部关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见总体目标高速公路到“十二五”未，全国基本实现公路路面旧料“零废弃”，路面旧料回收率达95%以上，循环利用率达50%以上，其中东、中、西部分别达到60%以上、50%以上、40%以上。到2020年，全国公路路面旧料循环利用率达到90%以上。到“十二五”未，路面旧料回收率达100%，循环利用率达90%以上，其中东、中、西部分别达到95%以上、90%以上、85%以上。到2020年，路面旧料循环利用率达到95%以上.交公路发[2012]489号交通运输部文件世界各国沥青路面再生利用情况绿色养护技术是未来的发展方向名词解释：就地热再生

就地热再生是一种预防性养护技术，采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铣刨，就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂、温拌剂等，经热拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。可分为整形、复拌、加铺三种方式。就地热再生包含如下含义：一是废旧沥青混合料重新利用；二是通过添加再生剂对废旧沥青混合料中沥青路用性能的恢复，使之达到或接近新沥青的路用性能。工程概况

秦皇岛市河北大街是2001年修筑的双向四车道沥青混凝土路面。是秦皇岛的主要交通干道，车流量大，南北交叉口多，使用年限已达十五年之久，已超出沥青路面的服务年限。路面沥青老化严重，病害多，且车流量大，工程量大，这给河北大街的改造修复工程带来了困难。小组名称激流勇进QC小组成立时间2015.3课题类型现场型注册时间2015.3课题名称提高修复老化沥青路面中铣刨料的利用率活动时间2015.3-2016.5活动学时48小时序号姓名年龄学历小组分工1王闯51本科指导老师2钱泉44本科项目负责人3董焕增43本科总工程师4刘红英34本科试验管理、总结成果5林岚43本科总结成果6杨宝瑞50专科施工管理7吴焕贵49本科总结成果8聂新华35本科人员管理9闫博31本科施工管理10梁晶晶33本科施工管理11吴铮26本科试验管理12张志亮28本科试验管理13朱双29本科试验管理小组简介一、选择课题题上级要求公司要求现状

到“十二五”末，全国基本实现公路路面旧料“零废弃”，路面旧料回收率达95%以上，循环利用率达50%以上，其中东、中、西部分别达到60%以上、50%以上、40%以上。到2020年，全国公路路面旧料循环利用率达到90%以上。

积极响应上级要求，组织相关技术人员进行研究，提高路面旧铣刨料利用率。

目前大部分公路养护都是传统的铣刨，重铺，严重浪费铣刨料；部分采用厂拌热再生的方法，回收利用20%-30%的旧料。

确定课题：提提高修复老化化沥青路面中中铣刨料的利利用率二、现状调查查1、2015年3月，我们对河河北大街做了了路面调查，，河北大街需需修复的总面面积为160000m2，由于路面行行车荷载，路路面面层破损损严重,路基严重破坏坏的路面面积积为8000m2，占总面积的的5%。具体数据如如下：总体桩号（m）K0+000-K5+000损坏桩号（m）K0+110-K0+210(南半幅）K1+150-K1+250(北半幅）K2+260-K2+560(北半幅）面层损坏面积（m3）160016004800路面破损情况况:2、我小组对以以往涉及到铣铣刨料利用的的工程进行了了调查统计,发现利用率均均低于30%.工程名称西环路改造工程102国道修复工程和平大街改造工程秦皇西大街工程铣刨料利用率(%)20152025三、设定目标标通过对就地热热再生技术的的研究,采用新型的就就地热再生技技术可恢复铣铣刨料的各项项性能指标以以及可利用的的路面面积达达95%，因此我们的的小组确认目目标为提高修复老化化沥青路面中中铣刨料的利利用率达95%。四、原因分析析2015年4月，我小组召召开研讨会，，针对“路面铣刨料利利用率低”这一问题，展展开充分讨论论，分析原因因，确定末端端因素，绘制制了鱼刺图：：路面铣刨料利利用率低人机械工艺环境人员接触新知知识少，缺少少培训是否引进新型型的设备局部地区路基基破坏严重人员文化水平平低，人员老老龄化同行之间缺少少交流沟通新型机械设备备费用过高场地狭窄，没没有堆放废料料的场地施工技术掌握握不到位旧料沥青铣刨料的的配合比研究究不到位末端因素列表表末端因素1人员接触新知识少，培训少2同行之间缺少沟通交流3人员老龄化，文化水平低4是否引进新型设备5新型的机械设备费用高6施工技术掌握不到位7沥青铣刨料的配合比研究不够8局部地区路基破坏严重9场地狭窄，没有堆放废料的场地五、确定要因因确认一：人员员接触新知识识少，培训少少确认人：聂新新华确认方式：调调查统计确认过程：调调查统计单位位人员记录，，调查记录发发现单位每年年都会组织相相应的培训，，组织学习新新知识，每年年进行继续教教育包括新技技术的应用。。因此，确定定此项为非要要因。不是要因×序号姓名考核成绩1王闯合格2钱泉合格3董焕增合格4刘红英合格5林岚合格6杨宝瑞合格7吴焕贵合格8聂新华合格9闫博合格10梁晶晶合格11吴铮合格12张志亮合格13朱双合格确认二：同行行之间缺少沟沟通交流确认人：王闯闯、钱泉确认方式：调调查分析确认过程：我我单位是河北北省市政协会会的会员，查查阅公司最近近几年的会议议记录，发现现公司每年都都会组织人员员去学习参观观同行的先进进技术，积极极参加协会组组织的交流会会。因此，确确定此项为非非要因。不是要因×确认三：人员员老龄化，文文化水平低确认人：董焕焕增确认方式：调调查分析确认过程：从从小组成员的的组成可看出出，小组的骨骨干成员都在在20-40岁之间，平均均年龄36岁，文化水平平几乎全都是是本科。因此此，确定此项项为非要因。。不是要因×确认四：是否否引进新型设设备确认人：林岚岚，刘红英确认方式：统统计调查确认过程：经经过统计调查查，确定了单单位铣刨机、、自卸车、摊摊铺机、碾压压机以及沥青青站的数量，，并未引进新新型，先进的的设备。但是是公司立志改进进现有技术装装备水平，每每年公司有几几千万元固定定资产投资，可购买新型型设备。因此，确定此此项为非要因因。不是要因×铣刨机自卸车沥青站摊铺机碾压机数量26125确认五：新型型的机械设备备费用高确认人：王闯闯确认方式：市市场调查确认过程：调调查发现，就就地热再生专专用机组需经经费2000万，而公司司立志改进现现有技术装备备水平，每年年公司有几千千万元固定资资产投资。因因此，确定此此项为非要因因。不是要因×确认六：施工工技术掌握不不到位确认人：杨宝宝瑞确认方式：调调查确认过程：2014年10月我公司参与与了唐山唐丰丰路的就地热热再生路面改改造工程中再再生配合比的的研究，对于于施工技术并并未涉及，经经调查统计，，部分小组成成员接触过再再生配比的试试验，并未接接触就地热再再生的施工技技术，而施工工的好坏直接接关系到铣刨刨料利用率的的高低。因此此，确定此项项为要因。是要因√序号姓名接触情况1王闯接触过此类工程2钱泉接触过此类工程3董焕增接触再生配比试验4刘红英接触再生配比试验5林岚未接触6杨宝瑞未接触7吴焕贵未接触8聂新华未接触9闫博未接触10梁晶晶未接触11吴铮接触再生配比试验12张志亮未接触13朱双未接触人员接触技术术情况确认七：沥青青铣刨料的再再生配合比研研究不到位确认人：刘红红英、吴铮确认方式：调调查分析确认过程：根根据JTGF41-2008《公路沥青路路面再生技术术规范》中的的相关规定，，要求原路面面沥青的25℃针入度不低于于20（0.1mm），而河北大大街原路面的的沥青针入度度低于20，老化严重，，需要我们进进一步进行试试验分析，并并设计出相应应的再生配合合比。而沥青青再生恢复程程度直接影响响铣刨料的可可利用情况。。因此，确定定此项为要因因。是要因

123针入度（0.1mm）171816软化点（℃）68.57069延度（cm）161617√确认八：局部部地区路基破破坏严重确认人：朱双双，梁晶晶确认方式：现现场调查确认过程：经经过现场调查查及钻芯法试试验，发现河河北大街局部部地区路基破破坏严重，需需将原路面沥沥青层全部冷冷铣刨，再对对路基进行处处理，而经冷冷铣刨的沥青青层中的混合合料只可废弃弃，不能再次次回收利用，，属于不可抗抗拒因素。因因此，确定此此项为非要因因。×不是要因由图可看出，，路面塌陷，，网裂，路基基破坏严重确认九：场地地狭窄，无堆堆放废料的场场地确认人：朱双双确认方式：现现场调查确认过程：河河北大街道路路两侧是居民民区和商业区区，无堆放废废料的场地，，但此项对铣铣刨料的利用用率并无直接接关系。因此此，确定此项项为非要因。。×不是要因经过对原因进进行调查、统统计、试验分分析，最终确确定了两大要要因：1、施工技术掌掌握不到位2、沥青铣刨料的的再生配合比比研究不到位位六、制定对策策对策表序号要因对策方案目标地点时间实施人1沥青铣刨料再生配合比研究不到位进行试验分析恢复老化严重的沥青到70#的标准要求，提高铣刨料利用率实验室2015.03刘红英

吴铮张志亮2施工技术掌握不到位培训，考核，并铺筑试验段验证技术掌握程度要求每个小组成员考核合格公司及施工现场2015.03-2015.04小组全体成员七、对策实施施实施一：试验验分析2015年3月，我小组成成员刘红英、、吴铮、张志志亮在实验室室进行试验分分析。1）原路面老化化沥青的试验验分析结果如如下：

123针入度（0.1mm）181716软化点（℃）696768延度（cm）8.68.79.0由数据可看出出，沥青的针针入度小于20，已超出规范范要求。2）老化沥青再再生试验结果果如下：再生剂用量（%）针入度（0.1mm）软化点（℃）延度（15℃，cm）42560285385837654525650#C标准要求40-60>45>30试验结果显示示再生剂的用用量与沥青三三大指标的恢恢复成正比，，掺入6%的再生剂后老老化沥青可以以改善达到50号C沥青的标准。。在掺入6%的再生剂基础础上还需要补补充新沥青，，掺加15%90#A沥青后，其三三大指标结果果如下：试验项目掺入6%再生剂+15%90#A沥青70#沥青标准要求

12针入度（mm）66.365.860-80软化点（℃）53.554.0≥46延度（cm）6465≥40掺入6%再生剂剂、15%的90号沥青后，，老化沥青得到到了有效修复，，可达到70号号沥青的标准要要求。3）原路面沥青含含量测定与级配配调整通过燃烧法检测测出原路面的平平均沥青含量为为4.20%，原路面由于行行车荷载作用，，级配已部分超超出了规范要求求。其中0.075孔径的通过率低低于标准值的下下限要求0.0750.150.30.61.122.364.759.513.216.019.026.531.5标准值上限标准值下限标准中值原路面级配曲线通过掺加15%新沥青混混合料，有效改善再生生沥青混合料的的级配，使之符符合级配要求。。0.0750.150.30.61.122.364.759.513.216.019.026.531.5标准值上限标准值下限标准中值原路面级配曲线线4）再生沥青配合合比确定沥青用量(%)4.84.955.1相对密度理论2.5332.5202.5132.516实测2.3362.3592.3962.388空隙率（%）7.786.394.665.09饱和度（%）56.361.972.873.3稳定度（KN）9.4510.311.3410.20流值（1/100厘米）23.125.226.331.8确定最佳的沥青青用量为5.03%。由于路面沥沥青的平均含量量为4.20%×0.85=3.57%，再减去15%新料中的沥青4.58%×0.15=0.72%，还需掺入5.03%-3.57%-0.72%=0.74%的新沥青。试验项目标准结果结论沥青混合料试件动稳定度（次/mm）≥8003202合格冻融劈裂实验强度比≥7578合格浸水马歇尔试验残留稳定度（%）≥8083合格低温弯曲（μξ）≥20002436合格掺入15%新料料、6%再生剂配比优化化后再生沥青混混合料的路用性性能均满足标准准要求：由试验数据看出出，铣刨料经再再生后可完全利利用。结论实施二：培训考考核，铺筑试验验段2015年3月，由王闯、钱钱泉组织小组全全部成员，在会会议室进行培训训，培训内容主主要有公路沥青青路面施工技术术规范，公路沥沥青路面再生技技术规范，就地地热再生施工技技术等。培训完完后进行考核，，考核成绩如下下：序号培训内容培训学时姓名考核成绩1就地热再生施工技术，就地热再生施工规范，沥青路面施工技术等8董焕增优秀28刘红英优秀38林岚优秀48杨宝瑞良好58吴焕贵良好68聂新华优秀78闫博优秀88梁晶晶良好98吴铮优秀108张志亮优秀118朱双良好铺筑试验段准备备就地热再生正式式施工前应铺筑筑试验路，以检检验配合比设计计、施工工艺、、质量控制、施施工管理、施工工安全等各个方方面。就地热再再生试验路段的的长度不宜小于于200m。试试验路段的铺筑筑应由各方面共共同参与，事前前要有计划，事事后要有总结，，施工单位要进行技术交底，，就试验内容提出出完整详尽的试试验报告，报业业主和监理批准准，作为以后施施工的指导。2015年4月，小组全部成成员前往现场，，在西港路口与与友谊路口段铺铺筑道路试验段段。施工工艺流程：：加热机加热路面面→加热铣刨机铣刨刨路面并加入再再生剂、新沥青青→加热复拌机加入入新沥青混合料料并强制搅拌→摊铺机摊铺再生生沥青混合料→压路机组碾压成成型→路面降温温至50℃→路面质量检测。。施工流程示意图图1、路面加热2、路面两侧翻松松3、加再生剂、新新沥青4、中间路面翻松松及拌和5、添加新沥青青混合料6、新旧混合料料摊平就地热再生现场场施工流程10、压路机压压实11、流水化施施工全景图7、集料提升8、强制拌和9、卸料及摊铺铺首先，3台加热机对路面面进行加热，保保持路面温度在在130℃-150℃，以保证后续的的施工质量。然然后加热铣刨机机对路面进行热热翻松，再加入入再生剂、新沥沥青，自卸车添添加新沥青混合合料到复拌机中中，复拌机将旧旧沥青混合料与与新沥青混合料料以及再生剂、、新沥青进行加加热复拌，混合合均匀，而后进进入到摊铺机进进行摊铺，后边边压路机进行碾碾压，一次性实实现路面的修复复。过程简介试验段检查结果果如表：沥青混合料指标标准要求实测结果范围结论沥青含量（%）配合比沥青用量±0.35.01合格空隙率（%）3-64.83合格沥青饱和度（%）65-7568.9合格稳定度（kN)≥89.99合格流值（0.1mm）20-4025.8合格压实度（%）≥9496.3合格沥青混合料试件动稳定度（次/mm）≥8002496合格平均渗透系数（ml/min）≤300105合格冻融劈裂实验强度比≥7582合格低温弯曲（μξ）≥20002264合格构造深度（mm）---0.6---抗滑值（BPN)---47---由数据可看出，，各项指标均合合格，铣刨料能能够全部回收利利用。由图可看出现场场热再生后路面面效果良好。2015年4月市委书记田向向利带队参观河河北大街的修复复工程.八、检查效果为检验路面施工工的质量，我小小组进行了一系系列的试验，对对沥青含量、空空隙率、沥青饱饱和度、稳定度度、流值共取20点试验，对压实实度共取70点试验，沥青混混合料动稳定度度（车辙试验））、冻融劈裂试试验共取3点试验，路面渗渗水共取11点试验，构造深深度、抗滑值共共取18点试验，低温弯弯曲共取2点试验，试验结结果全部合格，，达到我们的质质量目标要求，，其结果如下：：由检验数据可看看出，路面各项项指标均符合要要求，解决了铣铣刨料利用率低低的问题，达到到了课题目标的的要求，提高修修复老化沥青路路面中铣刨料利利用率达95%。沥青混合料指标标准要求试验次数(点)实测结果范围结论备注沥青含量（%）配合比沥青用量±0.3204.81-5.32合格空隙率（%）3-6204.52-5.82合格沥青饱和度（%）65-7567.5-74.8合格稳定度（kN)≥89.87-16.45合格流值（0.1mm）20-4024.8-36.8合格压实度（%）≥947094.0-97.1合格沥青混合料试件动稳定度（次/mm）≥80033450-3514合格（车辙试验）平均渗透系数（ml/min）≤30011102-107合格（路面渗水试验）冻融劈裂实验强度比≥75380.35-82.61合格（水稳定性试验）低温弯曲（μξ）≥200022050-2180合格构造深度（mm）---180.6-0.7---抗滑值（BPN)---1846-48---经济效益分析1、直接经济效益益分析1）翻修铣刨方案案①铣刨为5元/m2（含废弃物外运运）②②粘层油5元/m2③上面层沥青料料90元/m2合计为100元/m22）就地热再生生方案采用就地热再生生的方案对病害害路段进行处治治，工程单价