再生沥青混合料.docx

1、再生沥青混合料RAP离析对高比例RAP再生沥青混合料性能的影响及质量控制技术研究1、研究的目的、用途和意义近年来，随着改革开放进程的推进，各区域得到飞速发展，与此同时，其间的联系也日益紧密，交通行业发展也日新月异。国内高速公路和市政道路建设已经突飞猛进，随着环保、和谐主题的日益深入，并考虑到公路建设给环境带来的巨大危害和能源消耗，如何提高工程技术、开发新技术以达到节能环保的要求成为目前亟待解决的重要课题。目前，各级公路和市政道路已进入大修和养护阶段，因此会产生大量的废旧沥青混合料，出于环保、集约、节能的考虑，废旧沥青混合料（RAP）的再生利用，具有显著的经济、社会和环境效益，也必然会成为关注焦

2、点。由于我国实际情况，绝大部分高等级公路都是采用了半刚性基层结合沥青路面。然而，根据我国现行的技术规范，半刚性基层沥青路面的寿命周期只有1215年，加之，我国各省市各区域之间的道路网络日益完善，导致了现阶段对道路养护的需求越来越大。从而，新建道路和道路养护之间的轻重比例出现后者大于前者并且日益明显的趋势。我国现已建好的高等级公路以及其他各级公路都将面临大修的重大任务，“以建为主”的时代逐步过渡为“建养并重”时代。新建道路所需要的建设原材，包括石料、沥青、水泥、钢筋等等，都在日益消耗着现有资源，并且大量开采原材还会带来严重的环境污染问题；另一方面，旧道路的养护和改造都会产生大量的废旧材料，比如废

3、旧沥青混合料，若按以前的方法进行掩埋或者废弃处理，然后在开采新材料，会造成严重的浪费和污染。加之沥青的进口还会造成我国经济的外汇损失，废弃混合料的堆弃掩埋也会对土地资源造成不必要的浪费。由此可见，沥青混合料再生技术是解决上述问题的有效途径，该技术对于我国实现构建节约资源、生态环保和和谐交通社会具有重大的意义。因此，推广工程新技术，采用绿色材料，推广可再生、少污染、低能耗的路面技术必然会成为将来的技术趋势。沥青路面再生技术有多重技术途径和形式，其中厂拌热再生沥青混合料技术属于结构性再生技术，就地热再生技术属于沥青路面表层修复工艺。再生沥青混合料投入生产之后能产生很好的生产效益，并且满足各项路用性

4、能要求，包括抗车辙、抗疲劳等特性，能满足各等级路面的技术要求。沥青再生技术可以再次利用沥青废旧沥青混合料(RAP)，节约石料和沥青用量，从而减少石料开采和沥青进口量，进而节约用地资源和能源资源，减少环境污染。在石料缺少地区，还能减少石料和沥青的运输费用，产生经济效益，再生沥青技术能减少40%50%的材料费用，减少工程造价百分率高达20%50%。据统计，目前我国每年由于沥青路面的维修和养护能产生超过220万吨的沥青混合料废料，如果能将这些废旧沥青混合料（RAP)充分再利用，每年能节省不少于3亿元的材料费用，并且随着维修和养护时代的来临，这一数字将进一步扩大，由此可见沥青再生技术对路面工程所带来的

5、巨大实际应用价值。2、国内外技术概况、发展趋势及省内需求美国早在1915就已经开始了废旧沥青路面材料的再生利用的试验研究。经过一个世纪的发展，目前一些欧美发达国家沥青路面再生技术技术已经较为成熟，他们在再生剂的开发以及实际工程中的挖掘、破碎、铣刨、拌合等机械设备的研究已经有丰富的研究成果，进一步形成了比较完善的实用再生技术，并达到规范化和标准化水平。美国近几年将目光放在了沥青再生的微观方面，注重再生沥青微观机理方面的研究，以提高就沥青混合料(RAP)的利用率和经济效益。我国一些公路养护部门在上世纪70年代就开始了沥青路面再生技术研究，近年国内一些学者也已经初步开展了沥青路面微观方面的研究，已经

6、有了一些成果。为提高RAP利用率，保证再生沥青路面性能，我国现阶段主要技术研究是再生剂的开发和再生机理研究、施工技术改进等。但是对于研究旧沥青混合料的二次处理工艺、旧沥青混合料的回收工艺改进等方面还处于起步阶段。并且在对于高比例RAP、RAP离析对再生沥青路面性能的影响等方面的研究还存在一定的空白。因此，对高比例RAP研究、RAP离析规律及其对再生路面性能的影响以及如何预防的研究，对整个沥青路面再生技术的必要性可想而知。因此，有必要在国内外现有的研究经验的基础上，研究高比例RAP、RAP离析对沥青再生路面性能的影响，为提高RAP利用率的沥青再生工艺提供技术支持。3、主要研究开发内容、技术路线，

7、研究创新点及技术关键3.1课题主要研究开发内容：3.1.1 RAP加工工艺对混合料离析影响的研究RAP回收技术研究考虑到RAP回收过程易造成集料级配变异，传统的冷铣刨工艺对原沥青旧料的级配破坏大，会造成混合料再次破碎，使集料中原有的大料破裂，细料增多，导致RAP级配偏细离析加剧；但是加热铣刨会加深沥青的老化程度，影响集料和沥青的结合，也会造成离析。由此确定合适的RAP回手工艺方法，包括混合料回收、集料回收和沥青回收，以减少造成原沥青混合料离析的不利影响。RAP沥青、集料性能变化评价和控制对RAP回收料进行抽提、阿布森法回收沥青、集料筛分，对RAP沥青质、集料的性能进行试验，确定集料级配和沥青指

8、标的变化规律，做出性能状态评价。分析由于回收过程中导致级配离析的原因，提出RAP回收工艺质量控制指标。RAP二次破碎处理工艺研究由于沥青混合料产生的抱团对沥青混合料再生的影响，回收的旧混合料可能产生偏粗级配离析，采用二次破碎工艺，并确定破碎温度和破碎粒径，使新旧料更好的结合。RAP二次老化研究沥青老化对其粘-塑性的影响，会使集料和沥青结合变弱，也是导致沥青混合料离析的原因。结合沥青老化机理，研究缓解沥青再生混合料回收和二次破碎处理中的二次高温老化和施工过程中的二次老化方法，考虑厂拌沥青热再生的分层回收方式，灵活地采用热破碎和冷破碎优化结合，能有效缓解沥青老化和混合料离析的现象。3.1.2 RA

9、P离析标准及对再生沥青路面性能影响研究RAP离析特征及离析标准分析取样、抽提、筛分，根据筛分结果，采用级配差异值S来评价集料级配离析，见下式：室内模拟RAP离析试验RAP离析对再生料的沥青性能和沥青用量有显著的影响，利用回收的RAP混合料，经过RAP加工处理后通过室内模拟的方式，进行旧料配合比设计并再生，对再生料再进行马歇尔试验，测试试件的各项体积参数，以及各项力学参数试验。分析RAP离析程度对混合料路用性能的影响根据室内模拟实验，分析离析对再生沥青路面路用性能的影响3.1.3 高比例RAP再生沥青路面材料质量控制研究高比例RAP再生沥青路面材料考虑RAP离析进行配合比设计高比例RAP再生料中

10、旧料含量大，对RAP离析更为敏感，以此根据RAP回收料中沥青和集料的级配现状、RAP离析程度，设计沥青旧料RAP配合比，为提高RAP利用率，进行再生设计。新旧料结合加工工艺研究将RAP混合料分为三档，确定RAP掺量为50%，再生剂掺量为8%，根据目标级配调节各挡RAP混合料的比例，以达到目标级配要求。考虑到RAP中沥青老化、集料离析等原因造成的新旧料结合问题进行研究，以及其拌合机理、再生温度、添加温拌剂等方式进行新旧料结合，以达到节能减排、节约经济成本、提高路用性能等目的。高比例RAP再生沥青路面材料路用性能研究对不同RAP高比例掺量的再生沥青混合料中RAP离析程度较为严重的情况进行路用性能试

11、验，包括高温稳定性、低温稳定性、水稳定性、耐久性能等，为受RAP离析影响的高比例RAP沥青再生混合料生产和施工提供技术基础和实验依据。提出高比例RAP再生沥青路面材料为解决RAP离析问题的质量控制技术要点根据路用性能试验的结果，考虑旧料回收、旧料加工、新旧料结合、现场施工、混合料搅拌、运输、摊铺、碾压等施工工艺，有效缓解RAP离析的不良影响，提出质量控制技术要点。3.2 技术路线（1）资料收集，对RAP回收现状、现有技术设备、RAP加工技术等进行调查。（2）RAP回收方式的确定，采用分层不同冷热回收的方式，以求最大限度保护RAP级配和沥青性能。对RAP进行集料和沥青的性能测试。（3）制定RAP

12、加工方案，选定二次破碎粒径，确定二次处理温度。（4）室内模拟试验，进行RAP离析特性和标准研究，确定RAP离析对沥青混合料再生的影响（路用性能、力学性能、体积参数），提出质量控制技术指标。（5）高比例RAP再生沥青混合料(RAP离析）的再生工艺研究，确定再生温度、再生设备选择，添加温拌剂或其他添加剂已达到更好的再生效果，提高RAP（离析）利用率，保证经济效益，改善路用性能。3.3课题研究的创新点 RAP回收加工技术 RAP离析跟RAP的回收、加工都息息相关，通过RAP回收技术的正确优化组合、二次破碎筛分工艺可以缓解混合料再生过程中RAP的离析程度。 RAP离析特性分析 RAP级配离析规律和标准

13、分析，经过室内模拟试验研究RAP离析对沥青再生混合料中沥青用量和沥青性能的影响，进而评价其对路用性能的影响。 高比例RAP再生沥青混合料在考虑RAP离析的情况下的技术研究 提出高比例RAP再生混合料在RAP离析情况下的结合、施工要点。3.4技术关键 拟解决的关键技术问题主要有以下 个方面：3.4.1改进传统单一的RAP回收工艺在RAP回收阶段缓解RAP离析加剧的程度，使不必要的经济损失降低，达到提高RAP利用率和再生料性能的目的。3.4.2 RAP离析的规律分析和指标拟定 RAP离析对再生料的影响复杂，很难单一量化，是个复杂的过程，所以掌握RAP离析规律十分关键； RAP离析缺少统一的标准，离

14、析程度划分欠缺，本项目一个关键点就是通过室内模拟，分析不同程度的离析，划分RAP离析的标准。3.4.3高比例RAP再生沥青混合料设计高比例RAP意味再生沥青混合料中有较多的旧料，需要通过室内试验分析高比例RAP是否可行，能否满足路用性能要求；RAP离析对再生沥青混合料的性能影响程度与RAP比例大小的相关性分析；解决高比例RAP情况下如何降低RAP离析对再生料的不利影响；结合本项目的全部理论和实践依据，提出一套切实可行的技术依据和技术指标。4、试验规模、研究地点及项目完成后达到的主要技术指标 5、成果应用前景、经济、社会效益预测 6、前期工作基础及支撑条件 7、计划进度 8、参加联合申请的各单位的分工 9、项目负责人及主要研究人员姓名年龄单 位职务或职称项目或课题职务备注10、项目经费概算（1、）经费概算经费投入概算经费支出概算科目预算数（万元）科目金额（万元）部门拨款合计其他拨款土建费部门贷款仪器、设备购置费银行拨贷款材料燃动费地方拨贷款加工费国际资助贷款试验费单位自筹管理费借款劳务费引进软硬件费国内外调研费鉴定验收会费其他（2）、资助方式及金额：无。申请单位意见： 年 月 日（盖章）归口申报单位意见： 年 月 日（盖章）专家论证意见： 年 月 日省厅审批意见： 年 月 日（盖章）专家论证推荐意见表（由专家独立填写，不得代