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同学们大家好

在前述章节学习当中

我们已经知道沥青混合料

是一种可循环利用的材料

对废旧的沥青混合料

掺入一定的再生剂或者新材料

可以恢复其使用性能

我们把这种恢复后的沥青混合料

称之为再生沥青混合料

今天我们就来给大家讲解

什么是再生沥青混合料

再生沥青混合料如何来进行设计

具体包括如下四个方面的内容

首先从沥青混合料

再生技术分类说起

目前我们已经形成

四类技术 七种利用

即厂拌热再生面层材料

就地热再生面层材料

厂拌冷再生面层

和厂拌冷再生基层

以及就地冷再生面层

就地冷再生基层

和就地冷再生复合材料

所谓厂拌热再生面层材料

是将回收的旧沥青路面材料

Recycle old asphalt pavement

简称RAP

选择适宜的掺配比例与新料拌和

必要时添加一些再生剂

然后使用间歇式或连续式厂拌设备

生产的新的热拌沥青混合料

它可以修复沥青路面

几乎所有的病害

恢复甚至改善沥青路面

混合料的基本性能

其优点在于厂拌热再生

工艺比较容易控制

再生后的混合料性能较好

质量有保证 适用范围广

但是缺点在于沥青路面

旧料需来回运输

对拌和设备的要求高

在目前的技术手段下

旧料掺量相对较低

一般仅为20-30%

他可以适用于各等级公路

沥青路面的建设和维修养护工程

可用于沥青面层及柔性基层

就地热再生面层材料

采用专用的就地热再生设备

对沥青路面进行加热和软化后

然后耙松或铣刨至一定深度

掺入一定数量新沥青

再生剂以及新集料等

形成新的热拌再生混合料

它可以恢复沥青路面表面层病害

恢复表层的物理力学性质

恢复沥青路面平整度

恢复路面的车辙

其优点在于实现了就地再生利用

节省了材料转运费用

原路面材料的利用率高

缺点在于再生深度有限

一般仅为20到50毫米

同时施工质量控制难度较大

容易产生不均匀性

在使用性能上面

不及厂拌热再生混合料

它适用于路面具有足够的承载能力

仅存在浅层轻微病害的情况

一般用于高速公路

一 二级公路沥青路面的表面层维修

厂拌冷再生面层

和厂拌冷再生基层材料

是将沥青路面旧料与新料

乳化沥青或着泡沫沥青以及水硬性的

活性填料和水进行常温拌和

在常温下铺筑形成的路面结构

它以冷拌沥青混合料的形式

实现了旧路面沥青层的再生利用

可以恢复和改善旧沥青混合料的路用性能

其优点在于厂拌冷再生工艺容易控制

再生后的混合料性能相对较好

适用范围广 能耗低

污染小 减排效果明显

缺点在于混合料强度的形成

需要较长的时间

同时需要加铺一定厚度的罩面层

已改善其平整度

它适用于各等级公路沥青路面

旧料的再生利用

再生后的沥青路面旧料

适用于中 下面层和柔性基层

基层再生材料可作为底基层

或者基层来使用

沥青路面就地冷再生面层

冷再生基层

或者面层和基层复合再生

其优点在于实现了

路面旧料的就地再生利用

节省了材料转运费

施工过程的能耗低 污染小

适用范围广

缺点在于施工质量控制难度大

一般需要加铺较厚的路面结构层

以恢复其平整度

它适用于各等级公路

沥青路面旧材料的再生利用

再生后的面层混合料适用于

中 下面层和柔性基层

而基层再生材料或者

面层基层复合全深式再生材料

可作为底基层或基层使用

按照再生层位和厚度的不同

就地冷再生分为就地面层冷再生

就地基层冷再生和全深式冷再生

其中全深式冷再生

是将全部的沥青面层和一定厚度基层

进行再生处理

一般用于病害严重的二 三级公路

沥青路面的维修 升级和改造

再生材料可用于沥青路面的基层

和轻交通量道路的下面层

上述4类技术7种应用

要根据公路等级 路面状况

养护工程性质 交通量情况

施工环境 生产能力等因素

综合考虑和选用

一般情况下

沥青面层材料与基层材料

应该分别回收并利用

路面大修工程回收的沥青面层材料

应优先考虑厂拌热再生

或者厂拌冷再生

用于中 下面层的再生沥青混合料

可优先考虑厂拌冷再生

用于上面层的再生沥青混合料

要优先选择厂拌热再生

而路面表面功能的恢复工程

可以选用就地热再生技术

基层材料的循环利用主要选择

就地或者厂拌冷再生技术

根据病害波及层位

比如病害波及到表面层

贯穿沥青层深入基层

可以选择不同的再生混合料的类型

对于普通热拌沥青混合料的再生

如果是用于表面病害处理

可采用薄层处理的方式

而对于结构整体病害

需采用厚层再生处理

进行再生沥青混合料设计

首先要收集路面旧料

可以采用冷铣刨

或者深翻 粉碎工艺

收集路面旧料

其中冷铣刨具有效率高 控制精确

下承层表面平整度好等特点

但冷铣刨容易造成级配的过度细化

同时施工现场粉尘较大

深翻 破碎技术能够较好的控制

旧混合料的原有级配

但效率较低

且深度 平整度不易控制

对于旧料的加热

可以采用多种方式

旧料加热过程控制的关键

是即要实现有效加热

又要避免过渡的烧焦老化

比如可以采用燃烧加热

微波加热等不同的工艺

燃烧加热是目前主要采用的

一种加热形式

但是燃烧加热过程当中

容易造成二次老化

收集好旧路面材料以后

可以先进行旧路面材料的性能评价

根据再生工程的需求

确定再生混合料的类型

和再生沥青标号

其中再生剂的选用与用量的确定

和新料参配比例的确定

是再生沥青混合料的关键步骤

这是因为沥青老化直接表现为

变硬 变脆

需要加入再生剂来实现

该过程的逆化

即恢复沥青的技术性质

而旧料掺配比例的增加

虽然可以使得混合料的强度和模量提高

但是其疲劳性能会显著下降

不利于路面的使用寿命

确定好再生剂的用量

和新料掺配比例以后

进行新骨料的级配设计

再以马歇尔设计方法

或者Superpave设计方法

设计再生沥青混合料的

最佳沥青用量

同时完成再生沥青结合料

和再生沥青混合料的

相关性能验证

然后再开展生产配合比的调试

和试拌试铺等工作

上述为热再生沥青混合料

组成设计的方法

下面我们来谈一谈

冷再生沥青混合料

用于冷再生沥青混合料的

稳定剂有不同类型

有无机结合料类稳定剂

和沥青类稳定剂

其中无机结合料类稳定剂

比如水泥

沥青类稳定剂

比如乳化沥青和泡沫沥青

冷再生稳定剂的类型不同

决定了冷再生沥青混合料的性能

有所差别

我们现在看一看

乳化沥青冷再生混合料的组成设计

首先进行RAP料的旧料分析

主要包括含水量 级配

毛体积密度

最大理论密度等基本性质

在此基础上进行配合比的设计

这里面有两个关键因素

第一 最佳用水量

第二 最佳沥青用量

对于最佳用水量

通过初步拟定乳化沥青的掺量

以含水量0.5%到1.0%为间隔

选定不同的含水量

进行土工击实试验

测试其干密度与含水量的关系曲线

进而确定最佳含水量

以上述步骤得到的最佳含水量为基础

乳化沥青含量取四到五个

水泥用量可以取三到四个

当然也可以不采用水泥

然后再进行浸水马歇尔实验

和劈裂强度试验

根据得到的劈裂强度

与乳化沥青含量的关系曲线

得到最佳乳化沥青含量

上述即为乳化沥青混合料

冷再生的组成设计的关键步骤

下面我们来看看

泡沫沥青冷再生

泡沫沥青冷再生技术

是目前比较新型的一种冷再生技术

它是利用在高温沥青当中

加入少量的水

由于水的急速气化形成的气泡

使得沥青表面积大量增加

体积膨胀数十倍以上

然后会在一分钟以内

恢复至原状

这种膨胀成泡沫的沥青

称为泡沫沥青

其有两个关键指标

第一膨胀率

第二体积恢复成原状的半衰期

正是由于沥青膨胀产生的泡沫

使其粘度下降

从而可以方便的

与湿冷集料拌和均匀

因此进行泡沫沥青

冷再生混合料的组成设计

首先要进行沥青发泡特性的测试

确定其最佳发泡条件

在选定的级配下

进行土工击实试验

确定其最佳含水量

进而计算其残留劈裂强度比

以确定最佳沥青用量

最后进行相关路用性能的检验

同学们

上述即为本讲

再生沥青混合料的主要内容

随着我国公路建设事业的发展

我们面临着

从建设为主向建养并重的阶段转变

在这个转变过程当中

再生沥青混合料

势必将发挥更为巨大的作用

希望同学们在今后加强学习

进一步去了解

再生沥青混合料相关的

设计理论和设计方法

谢谢