就地热再生技术在SMA-13路面中的应用研究
发布时间：2021-03-23 06:22
沥青路面就地热再生技术能够有效处理废旧沥青混合料,节能环保,降低道路建设成本,从而带来较高的环境效益和经济效益。目前,对于就地热再生工艺研究已趋于成熟,但对于就地热再生混合料的配合比设计及相关因素的影响、施工工程中的能耗排放及效益分析还有待进一步研究。因此,本文以九龙坡区X308线赖白路界牌至中石油加油站段SMA-13沥青路面就地热再生工程为依托,对沥青路面就地热再生技术进行系统地研究。首先,从源于项目路段的废旧沥青混合料中获取旧沥青,以此制备再生沥青胶结料。接着,通过对再生沥青胶结料基本物理性能测试确定再生剂最佳掺量,并进一步评价再生沥青胶结料的高温、疲劳及低温性能。然后,根据确定的再生剂掺量及旧料比例进行热再生混合料配合比设计,并验证其路用性能。最后,对就地热再生整个工艺及效益进行全面的分析。本文主要研究结论主要如下:（1）通过对项目路段RAP中旧沥青进行物理化学性能分析,结果表明:相比建设期使用的改性沥青,旧沥青针入度、延度下降明显,软化点显著升高;旧沥青的化学结构受到老化作用影响,沥青中SBS的PB段上的C=C双键发生断裂现象,沥青中碳、硫元素与氧气反应,生成还有羰基、亚砜基的...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沥青橡胶结构
4图1-3就地热再生加热原理就地热再生工艺通常有3种：表面整形、复拌再生和加铺再生。1）表面整形表面整形采用数台预热机将沥青路面加热至松散，并通过多次耙松、铣刨，再添加再生剂后，运输至料斗并通过摊铺机、压路机完成摊铺压实，形成新路面，该技术适用于车流量较小的道路，再生后通常还需加铺一层热拌沥青混合料（HMA）。2）复拌再生复拌再生工艺与表面整形相同，但在再生过程中，除需添加再生剂外，还需添加新集料和新沥青，也可以直接添加HMA，该工艺能够改善路面的抗剪切性能、抗裂性能以及耐久性等。适用于原路面力学性能和路用性能需要改良的情况。3）加铺再生加铺再生是在摊铺后未压实的再生层上在加铺新层，然后通过压实设备对整形层和新铺层进行同时压实的方法。该工艺可以恢复路面的抗滑阻力、强度，并对修复路面车辙也有一定效果。就地热再生作为一种最常用的再生方式，具有如下特点：1）环保优势：能够实现对旧料的100%利用，产生的废弃物较新建沥青路面有大幅减少，环境损害程度低。2）病害处治优势：适用于沥青表面层的各种病害处治，对车辙、面层裂缝、表面松散等病害有良好的治理效果，同时还能够适当改善原路面级配，提升原路面力学性能和路用性能，延长路面使用寿命。3）经济优势：就地热再生无需对旧料进行运输、堆放，节省了运输成本和场地成本，同时，旧料的充分利用能够减少对新石材的需求，节省了材料成本。4）时间优势：就地热再生技术，施工耗时短，施工后短期内能够实现快速开放交通，对交通影响小，创造试件价值，经济性高。
51.2.3就地热再生国内外研究现状（1）国外研究现状就地热再生工艺与1915年在美国开始出现，该技术当时被认为是道路修补的一种有效方法[9]。如图1-4所示。图1-41915年美国就地热再生现场施工但该项技术随美国新建道路的大规模发展并未得到广泛使用，直到1973年石油危机爆发，就地热再生技术开始在美国大规模发展。经近半个世纪的发展，该项技术在美国路面养护应用已非常成熟，目前，该技术在美国路面上的应用已达到80%以上，旧料回收利用量最高能达到7.8亿t每年，最高可节约30%的材料成本，近20亿美元，带来了巨大的经济效益[10,11]。20世纪后半叶，前苏联、西欧国家、日本、澳大利亚等也相继对再生技术展开研究并投入工程应用。前苏联在再生技术研究及应用领域也有较长的科研历史，并持续投入较大的精力，分别于1966年和1979年颁布了旧料回收利用的规定及相关技术要求，并于1984年进一步对再生工艺进行了阐述；联邦德国最早将此项技术应用于高速公路养护中，20世纪70年代末，联邦德国实现了对旧料的100%回收利用，并于80年代初编制了相应规范；亚洲国家中，日本对沥青路面再生技术的研究开始较早，从1976年开始，经过近10年的研究，于1984年出台《路面废料再生利用指南》，目前，日本对旧料的再生利用率已高达70%，利用该项技术缓解其国内面临的资源匮乏等问题，创造了巨大的经济效益。发达国家陆续出版了相应的技术规范和其他说明文件，为路面再生技术的应用和推广提供了技术支持[12-17]，如表1.1所示。表1.1相应规范及其他文件时间国家出版物或其他文件1966前苏联《沥青混凝土废料再生利用技术的建议》1976美国《资源回收及维护法》
【参考文献】：
期刊论文
[1]老化SBS改性沥青再生与机理分析[J]. 李立寒,张明杰,祁文洋. 长安大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]沥青路面就地热再生技术的现场应用[J]. 姜引利. 湖南交通科技. 2015(02)
[3]就地热再生过程沥青路面的加热梯度与机械作业参数控制[J]. 舒琴,胡筑云,任达成,郭小宏. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]沥青路面就地热再生加热机的加热方式对比[J]. 郭小宏,李朋伟,欧阳结新,郭伟,钟黎. 筑路机械与施工机械化. 2014(02)
[5]再生剂对就地热再生沥青混合料的性能影响[J]. 徐静,刘加平,洪锦祥. 公路. 2013(08)
[6]就地热再生技术加热等级和作业速度研究[J]. 郭小宏,杨健民,李朋伟. 公路工程. 2013(03)
[7]养护技术再现政策利好[J]. 张宁. 中国公路. 2012(21)
[8]就地热再生技术在沥青路面养护工程中的应用[J]. 盛燕萍,李海滨,孟建党. 广西大学学报(自然科学版). 2012(01)
[9]沥青路面就地热再生拌和分散性评价方法[J]. 马涛,王真,赵永利,黄晓明. 哈尔滨工业大学学报. 2011(12)
[10]基于FTIR的SBS改性沥青老化特性分析[J]. 赵永利,顾凡,黄晓明. 建筑材料学报. 2011(05)
博士论文
[1]热、光、水耦合条件下SBS改性沥青老化机理研究及高性能再生剂开发[D]. 冉龙飞.重庆交通大学 2016
[2]改性沥青路面就地热再生关键技术研究[D]. 李健.东南大学 2016
[3]沥青结合料路用性能的流变学研究[D]. 王超.北京工业大学 2015
[4]沥青老化机理及再生技术研究[D]. 耿九光.长安大学 2009
硕士论文
[1]沥青路面就地热再生关键技术研究[D]. 张益.重庆交通大学 2018
[2]就地热再生沥青混合料温度参数与性能的研究[D]. 寇洪源.东北林业大学 2018
[3]基于耐久性提升的沥青路面就地热再生关键技术研究与应用[D]. 贺盛.吉林大学 2018
[4]沥青路面加热过程中的传热分析与试验研究[D]. 张珲.长安大学 2017
[5]植物油再生沥青及沥青混合料性能研究[D]. 满琦.北京建筑大学 2016
[6]沥青路面就地热再生工程关键技术研究[D]. 李铉国.东南大学 2015
[7]就地热再生沥青路面结构与混合料研究[D]. 李俊杰.重庆交通大学 2014
[8]废食用植物油对老化沥青物理化学及流变性能的影响[D]. 冷滨滨.武汉理工大学 2014
[9]就地热再生技术在高速公路沥青路面预养护中的适应性研究[D]. 莫丽威.重庆交通大学 2012
[10]基于厂拌热再生的高等级沥青路面养护工艺以及施工配备[D]. 贾同谦.重庆交通大学 2008
本文编号：3095315
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
沥青橡胶结构
4图1-3就地热再生加热原理就地热再生工艺通常有3种：表面整形、复拌再生和加铺再生。1）表面整形表面整形采用数台预热机将沥青路面加热至松散，并通过多次耙松、铣刨，再添加再生剂后，运输至料斗并通过摊铺机、压路机完成摊铺压实，形成新路面，该技术适用于车流量较小的道路，再生后通常还需加铺一层热拌沥青混合料（HMA）。2）复拌再生复拌再生工艺与表面整形相同，但在再生过程中，除需添加再生剂外，还需添加新集料和新沥青，也可以直接添加HMA，该工艺能够改善路面的抗剪切性能、抗裂性能以及耐久性等。适用于原路面力学性能和路用性能需要改良的情况。3）加铺再生加铺再生是在摊铺后未压实的再生层上在加铺新层，然后通过压实设备对整形层和新铺层进行同时压实的方法。该工艺可以恢复路面的抗滑阻力、强度，并对修复路面车辙也有一定效果。就地热再生作为一种最常用的再生方式，具有如下特点：1）环保优势：能够实现对旧料的100%利用，产生的废弃物较新建沥青路面有大幅减少，环境损害程度低。2）病害处治优势：适用于沥青表面层的各种病害处治，对车辙、面层裂缝、表面松散等病害有良好的治理效果，同时还能够适当改善原路面级配，提升原路面力学性能和路用性能，延长路面使用寿命。3）经济优势：就地热再生无需对旧料进行运输、堆放，节省了运输成本和场地成本，同时，旧料的充分利用能够减少对新石材的需求，节省了材料成本。4）时间优势：就地热再生技术，施工耗时短，施工后短期内能够实现快速开放交通，对交通影响小，创造试件价值，经济性高。
51.2.3就地热再生国内外研究现状（1）国外研究现状就地热再生工艺与1915年在美国开始出现，该技术当时被认为是道路修补的一种有效方法[9]。如图1-4所示。图1-41915年美国就地热再生现场施工但该项技术随美国新建道路的大规模发展并未得到广泛使用，直到1973年石油危机爆发，就地热再生技术开始在美国大规模发展。经近半个世纪的发展，该项技术在美国路面养护应用已非常成熟，目前，该技术在美国路面上的应用已达到80%以上，旧料回收利用量最高能达到7.8亿t每年，最高可节约30%的材料成本，近20亿美元，带来了巨大的经济效益[10,11]。20世纪后半叶，前苏联、西欧国家、日本、澳大利亚等也相继对再生技术展开研究并投入工程应用。前苏联在再生技术研究及应用领域也有较长的科研历史，并持续投入较大的精力，分别于1966年和1979年颁布了旧料回收利用的规定及相关技术要求，并于1984年进一步对再生工艺进行了阐述；联邦德国最早将此项技术应用于高速公路养护中，20世纪70年代末，联邦德国实现了对旧料的100%回收利用，并于80年代初编制了相应规范；亚洲国家中，日本对沥青路面再生技术的研究开始较早，从1976年开始，经过近10年的研究，于1984年出台《路面废料再生利用指南》，目前，日本对旧料的再生利用率已高达70%，利用该项技术缓解其国内面临的资源匮乏等问题，创造了巨大的经济效益。发达国家陆续出版了相应的技术规范和其他说明文件，为路面再生技术的应用和推广提供了技术支持[12-17]，如表1.1所示。表1.1相应规范及其他文件时间国家出版物或其他文件1966前苏联《沥青混凝土废料再生利用技术的建议》1976美国《资源回收及维护法》
【参考文献】：
期刊论文
[1]老化SBS改性沥青再生与机理分析[J]. 李立寒,张明杰,祁文洋. 长安大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]沥青路面就地热再生技术的现场应用[J]. 姜引利. 湖南交通科技. 2015(02)
[3]就地热再生过程沥青路面的加热梯度与机械作业参数控制[J]. 舒琴,胡筑云,任达成,郭小宏. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2014(05)
[4]沥青路面就地热再生加热机的加热方式对比[J]. 郭小宏,李朋伟,欧阳结新,郭伟,钟黎. 筑路机械与施工机械化. 2014(02)
[5]再生剂对就地热再生沥青混合料的性能影响[J]. 徐静,刘加平,洪锦祥. 公路. 2013(08)
[6]就地热再生技术加热等级和作业速度研究[J]. 郭小宏,杨健民,李朋伟. 公路工程. 2013(03)
[7]养护技术再现政策利好[J]. 张宁. 中国公路. 2012(21)
[8]就地热再生技术在沥青路面养护工程中的应用[J]. 盛燕萍,李海滨,孟建党. 广西大学学报(自然科学版). 2012(01)
[9]沥青路面就地热再生拌和分散性评价方法[J]. 马涛,王真,赵永利,黄晓明. 哈尔滨工业大学学报. 2011(12)
[10]基于FTIR的SBS改性沥青老化特性分析[J]. 赵永利,顾凡,黄晓明. 建筑材料学报. 2011(05)
博士论文
[1]热、光、水耦合条件下SBS改性沥青老化机理研究及高性能再生剂开发[D]. 冉龙飞.重庆交通大学 2016
[2]改性沥青路面就地热再生关键技术研究[D]. 李健.东南大学 2016
[3]沥青结合料路用性能的流变学研究[D]. 王超.北京工业大学 2015
[4]沥青老化机理及再生技术研究[D]. 耿九光.长安大学 2009
硕士论文
[1]沥青路面就地热再生关键技术研究[D]. 张益.重庆交通大学 2018
[2]就地热再生沥青混合料温度参数与性能的研究[D]. 寇洪源.东北林业大学 2018
[3]基于耐久性提升的沥青路面就地热再生关键技术研究与应用[D]. 贺盛.吉林大学 2018
[4]沥青路面加热过程中的传热分析与试验研究[D]. 张珲.长安大学 2017
[5]植物油再生沥青及沥青混合料性能研究[D]. 满琦.北京建筑大学 2016
[6]沥青路面就地热再生工程关键技术研究[D]. 李铉国.东南大学 2015
[7]就地热再生沥青路面结构与混合料研究[D]. 李俊杰.重庆交通大学 2014
[8]废食用植物油对老化沥青物理化学及流变性能的影响[D]. 冷滨滨.武汉理工大学 2014
[9]就地热再生技术在高速公路沥青路面预养护中的适应性研究[D]. 莫丽威.重庆交通大学 2012
[10]基于厂拌热再生的高等级沥青路面养护工艺以及施工配备[D]. 贾同谦.重庆交通大学 2008
本文编号：3095315
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