热连接超薄罩面技术研究与应用可行性实施报告.docx
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热连接超薄罩面技术研究与应用可行性实施报告
热连接超薄罩面技术研究与应用
可行性研究报告
1.项目的背景和必要性
1.1项目概况
我国公路建设事业迅速发展，道路通车里程逐年增加，随着公路使用年限的延伸，在大自然和行车的作用下，特别是近年来超载严重愈演愈烈，加速了道路的各种病害，大大缩短了大修的间隔时间，道路养护、改造任务也越来越重。
以往传统的养护方法在旧路面破损及出现裂缝、泛油、磨损、车辙、坑槽等病害或路用性能下降时，是将旧沥青路面铣刨后加铺热沥青罩面或直接加铺热沥青罩面，这样不仅工程造价较高、施工工期较长、污染环境、并且需要长时间中断交通，给行驶车辆和行人的通行带来极大的不便。
为了解决上述问题，本项目研究采用新的解决办法，将旧沥青路面进行薄层加热，加热厚度为1-2cm，并进行级配调整，热拌混合重铺路面，然后在上面加铺1-2cm新沥青混合料，即将需要旧沥青路面改造成新的沥青路面，形成一层超薄罩面。
1.2项目研究目的
通过对热连接超薄罩面技术的研究，可以达到以下的目的：
1.2.1取代传统路面大修方法，增加维修养护手段，提高路面维修养护质量。
1.4.2降低路面大修成本。
所有旧铺层材料全部就地利用，与传统施工方法相比可节约成本20%以上。
1.4.3提高路面的质量。
除能够恢复旧路的原设计能力外，还可以改善原路面的表面功能，大大提高原路面的质量。
1.4.4简化施工工序，缩短工期。
不存在旧料的运输问题；不需要其它机械对旧料的耙松和破碎；不需要大块材料的去除和专门破碎。
施工工序的简化导致了工期的缩短。
1.4.5保护环境，有效合理利用现有资源。
可最大限度地降低环境污染，废旧物料全部利用，有效降低新加材料的使用。
1.3项目研究市场需求前景、推广应用领域
目前，##省沥青路面已经超过了2万公里，每年进入大修的沥青路面超过2000公里，进入中修以上的路面超过4000公里，需要的维修费用相当惊人。
而全国每年进入中修以上的路面则超过10万公里，是一个非常庞大的数字，用传统方式效率低、成本高、污染环境、影响交通，而采用热连接罩面技术则不存在这些问题，本项目研制全新的用于热连接罩面用的专用机械设备，机械设备实现小型化、机动化，与现场热再生成套设备（机组）相比，要小得多，只有一套设备即可完成加热、耙松、混拌及摊铺，成本会大大降低，与现场热再生相比，成本降低至少在10%以上，而与传统方法相比，优势更加明显，至少可降低造价20%以上。
如果将本项目在##省应用，如10%的中修路面采用本项目技术，即400公里用热连接罩面技术进行维修，每年可降低维修费用至少在1000万元以上。
如推广到全国，则每年可降低维修费用达数亿元。
1.4拟达到的技术水平
本项目的研究为国际首创，采用全新的理念，用热连接的新理念对旧沥青路面进行综合改造，是一种全新的超薄路面结构形式，在国际及国均未见相关报道，本项目研究突破了固有的传统理念，应属突破创造畴。
1.5在国民经济发展中的作用（简要论述成果的使用和推广是否形成新的产业，或促进相关产业的升级和结构调整，是否可节约资源，保护或改善生态环境，带动地区经济的发展等）
随着国家东北老工业基地振兴战略的全面启动，##省经济进入持续快速发展的新时期，并迅速提高对交通运输能力的需求。
而公路的维修养护是提高交通运输能力的重要环节，采用热连接罩面新技术对旧沥青路面进行维修养护，可降低路面维修养护的造价，并提高沥青路面的整体服务水平，还可提高沥青路面的使用寿命，对提高沥青路面的整体服务水平有着重要的现实意义，为本地区经济持续快速、平稳发展提供交通保障。
另外，旧沥青路面材料可全部使用，可充分利用现有资源，实现资源的再利用，有效节约资源；另外，与传统维修养护方法相比，环境污染大大降低，对保护生态环境有很重要的作用。
2.项目前期科研及工作基础
2.1对项目领域国外研究现状，研究水平和发展趋势的分析和评价（应进行查新分析，主要分析本项目的技术领域发展状况和水平，有那些技术尚未解决，需要这次攻克的技术难点）
经过国外的调研及资料查询，并委托##省科技情报研究所进行了查新检索，目前尚无此方面的研究及应用相关报导。
目前，在沥青路面大修中比较先进的方式是沥青路面再生技术，而与本项目研究相近的是现场热再生技术，热再生适用于沥青混凝土层较厚的路面，再生厚度一般在3-6cm，故沥青层的厚度一般要在7cm以上的路面才能采用现场热再生技术进行维修，且由于现场热再生所用的设备比较庞大，一般仅适用于路面较宽的路面且二级公路以上的路面；而对于沥青层相对较薄，且等级较低的路面无法采用现场热再生技术进行维修。
再加上现场热再生成本较高，而使之不可能大规模应用于各级沥青路面的维修。
另外，传统的铣刨后加铺的维修方法成本又相对太高，更不适合于各级路面的维修养护；稀浆封层及碎石封层等养护方法仅适用于早期养护及小修保养，而对于路面病害相对较严重的路面不太适合，且与原路面之间由于是冷连接，故相对来看，不是很牢固，经过一段时间的行车荷载作用后，容易出现层间脱落等病害，而使其应用效果大打折扣。
再之，普通的超薄沥青磨耗层也存在着层间连接问题，是因为一般超薄磨耗层均较薄，厚度在3cm左右，在行车荷载作用下容易出现开裂及层间脱落等病害。
综上所述，本项目所要解决的技术难题在于层间的连接问题，冷连接无法做到真正意义上的连接，只有热连接才能彻底解决层间连接问题。
本项目所研究的热连接超薄罩面技术，正是针对以上存在的问题，而进行的系统研究，彻底解决层间连接问题，且可以在各级路面上使用，有效降低维修造价，并可提高路面的整体质量及使用寿命；本项目研究还对专用施工机械进行了研究，拟研制热连接超薄罩面专用施工机械，而且立足于小型化，以进一步降低施工成本。
2.2项目前期科研及现有工作条件
2.2.1项目的支撑条件及相关工作基础
2008年，##省交通厅专题立项进行现场热再生技术研究，##某某集团有限公司为承担单位，该项目课题所涉及现场热再生技术研究即为层间热连接对旧沥青路面进行维修，对现场热再生技术进行了较为系统的研究，对其适用围、配合比设计、施工工艺等进行了专题研究，并分别在、、##等地铺筑了多条试验路。
在以上研究工作的基础上，根据现场热再生仅适用于二级公路以上路面的实际情况，提出了热连接超薄罩面的研究构想，并与森远集团及理工大学合作，研制热连接超薄罩面施工专用设备，以及进行室试验，进行前期准备工作，目前热连接超薄罩面专用设备正抓紧研制中，有望在2010年面世，并可铺筑热连接超薄路面试验段，进一步观察其实际路用性能，并在试验路铺筑过程中对其施工工艺进行研究，并制订出相应的技术标准及施工指南。
2.2.2技术设施和设备
序号
设备仪器名称
台/套数
使用状态
单价（万元）
1
沥青乳化机
3
良好
1.8
2
沥青针入度仪
2
良好
0.8
3
沥青伸展度仪
1
良好
4.5
4
沥青软化点测定仪
1
良好
0.1
5
显微镜
1
良好
2.3
6
沥青标准粘度计
1
良好
0.4
7
恒温水浴
1
良好
0.5
8
恩格拉粘度计
1
良好
2.3
9
动态剪切流变仪（美国）
1
良好
46.0
10
压力老化仪（美国）
1
良好
38.0
11
旋转薄膜烘箱（比利时）
1
良好
30.0
12
布氏旋转粘度仪（美国）
1
良好
10.0
13
低温弯曲梁流变仪（美国）
1
良好
52.0
14
克里弗兰开口闪燃点仪（德国）
1
良好
5.0
15
砂当量仪
1
良好
0.8
16
沥青含蜡量测定仪
1
良好
5.7
17
马歇尔试验仪
1
良好
10.0
18
车辙成型机
1
良好
5.0
19
车辙试验机
1
良好
20.0
20
万能压力机
1
良好
9.3
21
电子天平
4
良好
0.3
22
薄膜烘箱
1
良好
5.0
23
燃烧炉
1
良好
5.0
24
普通烘箱
2
良好
2.0
25
钻芯取样仪
1
良好
1.0
26
摆式摩擦仪
1
良好
0.6
27
平整度仪
1
良好
0.2
28
构造深度仪
1
良好
0.1
29
渗水仪
1
良好
0.3
价格总计
266.3
2.2.3研究单位及研究人员情况
##某某集团有限公司成立于1998年7月。
注册资金3500万元，总资产1亿5000万元，现在册员工296人，其中具有中、高级职称56人，大专以上学历人员达245人，占公司人员比例的82%。
现有科研人员21人，其中教授级高工2人，研究员1人，高级工程师3人，工程师6人，助理工程师10人。
公司自1998年以来，先后进行了《SBS改性沥青的研制及应用》、《高速公路稀浆封层技术的研究》、《同步碎石封层技术的研究》、《常温沥青混合料的研制及应用》、《废胶粉改性沥青研制及应用》、《稀浆封层高性能乳化剂研究》、《S-E-A-M沥青混合料开发与应用研究》、《橡胶沥青应用技术研究》、《沥青路面现场热再生应用技术研究》（以上为厅课题，其中《S-E-A-M沥青混合料开发与应用研究》为交通部西部项目中心立项课题）、《乳化剂的多品种研究》、《沥青路面就地冷再生技术的研究》等十几个科研课题，其中《SBS改性沥青的研制及应用》、《高速公路稀浆封层技术的研究》、《同步碎石封层技术的研究》、《常温沥青混合料的研制及应用》、《废胶粉改性沥青研制及应用》已经通过了##省科技成果鉴定，《SBS改性沥青的研制及应用》、《高速公路稀浆封层技术的研究》、《同步碎石封层技术的研究》、《废胶粉改性沥青研制及应用》获省科技进步三等奖。
2.3参考文献
[1]AsphaltRecyclingandReclaimingAssociationHotIn-PlaceRecycling.FirstintheLineofPavementMaintenance.Brochure,Annapolis,Maryland.
[2]Bradbury,A.L.etal.PertformanceofIn-SituHotMixRecyclingasaMaintenanceTeechniqueinCanada.XIIIthInternationalRoadFederationWorldmeeting,Toronto,Ontario,1997.
[3]Bauer,C.etal.anEnvironmentalReviewofHotIn-PlaceRecyclinginBritishColumbia.UnpublishedReport,royalRoadsUniversity,BritishColumbia,August1998.
[4]BritishColumbiaMinistryofTransportationandHighwaysH.I.P.ConferenceProceedings,Vancoucer,britishColumbia,1991.
[5]Button,J.W.etal.HotIn-PlaceRecyclingofAsphaltConcrete,ASymthesisofHighwayPractice.NCHRPSynthesis193TRB,MationalResearchCouncil,WashingtonD.C.1994.
[6]Dunn,l.HotIn-PlaceRecyclingandAsphaltHardenin
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