广东省沥青路面再生利用技术指南概述.docx
- 文档编号:17636524
- 上传时间:2023-07-27
- 格式:DOCX
- 页数:26
- 大小:133.72KB
广东省沥青路面再生利用技术指南概述.docx
《广东省沥青路面再生利用技术指南概述.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《广东省沥青路面再生利用技术指南概述.docx(26页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
广东省沥青路面再生利用技术指南概述
分报告4-2
广东省交通厅科技项目
验收材料
广东省高等级沥青路面再生利用技术指南
厂拌热再生技术
TechniqueGuidelinesforAsphaltPavementRecyclinginGuangdongProvince
CentralPlantHotRecycling
广东省高速公路有限公司
华南理工大学道路工程研究所
2008年10月·广州
目录
1总则1
2术语、符号2
3原路面调查及分析4
4回收沥青路面材料(RAP)取样方法6
5回收沥青路面材料(RAP)评价8
6厂拌热再生混合料用原材料质量要求11
7厂拌热再生混合料设计方法13
8厂拌热再生沥青路面施工20
附录A从沥青混合料中回收沥青的方法(改进的阿布森法)24
1总则
1.1为规范我省沥青路面再生技术应用,提高沥青路面再生技术水平,保证沥青路面再生工程质量,特制定本指南。
1.2本指南适用于高等级公路沥青路面厂拌热再生技术应用工程。
其余等级公路可参考本指南执行。
1.3本指南主要依据《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)相关要求编写,除应满足本指南和沥青路面再生技术规范的规定外,尚应符合国家、行业颁布的其它有关标准、规范的规定。
1.4沥青路面再生技术是节约资源、保护环境的有效途径,是公路建设可持续发展的重要组成部分。
应扶持、鼓励和推广应用沥青路面再生技术,发挥其经济效益和社会效益。
2术语、符号
2.1回收沥青路面材料ReclaimedAsphaltPavement(RAP)
采用铣刨、开挖等方式从沥青路面上获得的旧路面材料。
2.2沥青路面再生AsphaltPavementRecycling
采用专用机械设备对旧沥青路面或者回收沥青路面材料(RAP)进行处理,并掺加一定比例的新集料、新沥青、再生剂(必要时)等形成路面结构层的技术。
按照再生混合料拌制和施工温度的不同,沥青路面再生可以分为热再生和冷再生;按照施工场合和工艺的不同,沥青路面再生可以分为厂拌再生和就地再生。
2.3厂拌热再生CentralPlantHotRecycling
将回收沥青路面材料(RAP)运至沥青拌和厂(场、站),经破碎、筛分,以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂(必要时)等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术。
2.4沥青再生剂RejuvenatingAgent
掺加到再生沥青混合料中,用于恢复已老化沥青性能的添加剂。
2.5再生混合料RecycledMixture
含有回收沥青路面材料(RAP)的混合料。
2.6回收沥青路面材料(RAP)级配GradationofRAP
将烘干至恒重的回收沥青路面材料(RAP)进行筛分试验测得的级配。
2.7回收沥青路面材料(RAP)矿料级配GradationofAggregateinRAP
用抽提法或者燃烧法除去回收沥青路面材料(RAP)中的沥青材料得到的矿料级配。
2.8再生混合料级配GradationofRecycledMixture
对于厂拌热再生,再生混合料级配即再生混合料的矿料级配,是指回收沥青路面材料(RAP)中的矿料与新矿料的合成级配。
2.9回收沥青路面材料(RAP)掺配比PercentageofRAPInRecycledMixture
回收沥青路面材料(RAP)占再生混合料矿料总质量的百分比。
2.10旧沥青AsphaltinRAP
也称作回收沥青,指回收沥青路面材料(RAP)中所含有的已经老化的沥青。
2.11旧沥青含量AsphaltContentofRAP
旧沥青占干燥回收沥青路面材料(RAP)总质量的百分比。
3原路面调查及分析
3.1一般规定
沥青路面厂拌热再生工程实施前,应对原路面历史信息、原路面技术状况、交通量、工程经济等方面的内容进行调查和综合分析,为再生设计提供依据。
原路面调查的内容应完整,并进行系统分析和准确评价。
3.2原路面历史信息调查与分析
收集原路面设计资料、竣工资料等,一般包括原路面的结构、材料和路况等方面的资料。
收集原路面通车营运期间的养护资料和路面检测资料,并结合施工资料、竣工资料,分析病害成因。
3.3原路面状况调查与评价
原路面状况调查内容一般包括:
路面状况指数PCI,国际平整度指数IRI,路面强度系数SSI,车辙深度,下承层的承载能力,原路面结构厚度。
通过对原路面状况的调查、原路面材料的取样和试验(按附录A方法进行)、路面病害成因分析,为再生设计提供依据。
3.4交通量调查
进行交通量调查,为再生路面结构设计和材料设计提供依据。
调查内容应包括:
交通量大小、轴载情况等。
通过交通量调查,为再生工程的交通组织方案提供依据。
如果交通量太大,应考虑在施工过程中采取车辆分流措施;无法分流车辆的,应有针对性地进行施工组织设计。
3.5技术经济性分析
对可能采用的不同路面维修方法,应进行综合技术经济对比分析,分析各种方法使用年限内的综合成本,包括路面维修成本、养护成本、路面残值等。
4回收沥青路面材料(RAP)取样方法
4.1现场取样
现场取样适用于厂拌热再生工程的前期调查和混合料设计用回收沥青路面材料(RAP)的获取。
现场取样频率和方法如下:
1)分析路面结构和路面维修记录,根据路面情况是否相同或者接近将全施工路段划分为若干个子路段,每个子路段长度不宜大于5000m,且不宜小于500m,或者每个子路段面积不宜大于50000m2,且不宜小于5000m2;
2)按照《公路路基路面现场测试规程》(JTJ059)T0991随机取样方法确定取样点位置;
3)每个子路段取样断面数不少于8个,可采用铣刨机铣刨、钻芯取样、机械切割等方法,钻芯取样时每个取样断面钻芯不少于3个;钻取的芯样和机械切割的样品,在室内击碎至最大粒径不超过37.5mm后使用;
4)根据需要,取得足够数量的回收沥青路面材料(RAP)。
4.2拌和场料堆取样
拌和场料堆取样的适用于厂拌热再生再生工程的前期调查,以及混合料设计用回收沥青路面材料(RAP)的获取。
取样方法参照《公路工程集料试验规程》(JTGE42)粗集料料堆取样法,取样前应去除表面15cm~25cm深度范围内的回收沥青路面材料(RAP)。
根据需要,取得足够数量的回收沥青路面材料(RAP)。
4.3试样缩分
1)分料器法:
将试样拌匀,通过分料器分成大致相等的两份,再取其中的一份分成两份,缩分至需要的数量为止。
2)四分法:
将所取试样置于平板上,在自然状态下拌和均匀,大致摊平,然后从摊平的试样中心沿互相垂直的两个方向把试样向两边分开,分成大致相等的四份,取其中对角的两份重新拌匀,重复上述过程,直至缩分至所需的数量。
4.4取样数量
通常一次取样每个样品最小取样数量应大于6.8kg(单次回收沥青三大指标试验所需样品数量)。
取样数量主要取决于取样目的,进行级配、沥青含量变形性控制,一般10kg试样可以满足需要。
4.5样品存放
1)试样应存放在干净、干燥阴凉处,注意防止试样污染或相互混杂。
装有试样的袋子口应捆绑好,并在其上标明试样级配类型、取样日期、层位和桩号等信息。
2)除试样的一部分用于检验外,其余试样应妥善保存备用。
3)试样如果不干燥需要加热时,应一次取足够一批试验所需的数量装入盛样器(托盘)。
试样加热温度宜控制在105±5℃,加热时间控制在35±5min之内。
用于质量仲裁检验的样品,重复加热的次数不得超过两次。
5回收沥青路面材料(RAP)评价
5.1评价项目与要求
厂拌热再生时经过预处理的回收沥青路面材料(RAP)应按照表5.1的各项技术指标进行检测。
表5.1热再生时RAP检测项目与质量要求
材料
检测项目
技术要求
试验方法
RAP
含水率
实测
本章5.2~5.5
RAP级配
实测
沥青含量
实测
砂当量(%)
>55
RAP中的沥青
针入度(0.1mm)
>20
本指南附录A抽提,《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052)
60℃粘度
实测
软化点
实测
15℃延度
实测
RAP中的粗集料
针片状颗粒含量、压碎值
实测
本指南附录A抽提,《公路工程集料试验规程》(JTGE42)
RAP中的细集料
棱角性
实测
注:
RAP掺配比例小于20%时,RAP中的沥青性能指标可不检测,RAP中的粗集料可只检测针片状含量。
5.2回收沥青路面材料(RAP)含水量评价
根据烘干前后回收沥青路面材料(RAP)质量的变化,按照下式计算回收沥青路面材料(RAP)的含水量w。
试验方法参照《公路工程集料试验规程》(JTGE42)T0305,烘箱加热温度调整为60℃恒温。
(式5-1)
式中:
mw—回收的旧沥青混合料质量(g);
md—回收的旧沥青混合料烘干至恒重的质量(g)。
5.3回收沥青路面材料(RAP)级配评价
对回收沥青路面材料(RAP)进行筛分试验,确定回收沥青路面材料(RAP)的级配。
试验方法参照《公路工程集料试验规程》(JTGE42)T0327,材料加热温度调整为60℃恒温,采用干筛法。
5.4回收沥青路面材料(RAP)砂当量评价
用4.75mm筛筛除回收沥青路面材料(RAP)中的粗颗粒,进行砂当量指标检测。
试验方法按照《公路工程集料试验规程》(JTGE42)T0334。
5.5回收沥青路面材料(RAP)的沥青含量和性质
1)按照本指南附录A改进的阿布森法从沥青混合料中回收沥青。
如果采用其他方法,需要进行重复性和复现性试验,并进行空白沥青标定。
2)检测沥青含量和回收沥青的25℃针入度、60℃粘度、软化点、15℃延度。
3)具有下列情形之一的,必须进行空白沥青标定:
更换阿布森沥青回收设备时;更换三氯乙烯品种或供应商时;回收沥青性能异常时;沥青混合料来源发生变化时。
4)精度与允许误差
重复性试验的允许误差为:
针入度≤5(0.1mm)、粘度≤平均值的10%、软化点≤2.5℃,复现性试验的允许误差为:
针入度≤10(0.1mm)、粘度≤平均值的15%、软化点≤5.0℃,如果超出允许误差范围,则应弃置回收沥青,重新标定、回收。
5.6回收沥青路面材料(RAP)的矿料级配和集料性质
1)将抽提试验后得到的矿料烘干,待矿料降到室温后,用标准方孔筛进行筛析试验,确定回收沥青路面材料(RAP)中的旧矿料级配。
回收沥青路面材料(RAP)的沥青含量与级配也可以采用燃烧法确定,若在燃烧过程中,集料由于高温导致破碎,则不适宜采用该法。
2)回收沥青路面材料(RAP)中集料性质,按照相关的部颁规范标准进行检测。
6厂拌热再生混合料用原材料质量要求
沥青路面再生混合料使用的各种材料运至现场后应进行质量检验,经评定合格后方可使用。
6.1沥青再生剂
应根据回收沥青路面材料(RAP)中沥青老化程度、沥青含量、回收沥青路面材料(RAP)掺配比例、再生剂与沥青的配伍性,综合选择再生剂品种。
沥青再生剂宜满足表6-1的要求。
表6-1热拌沥青混合料再生剂质量要求
检验项目
RA-1
RA-5
RA-25
RA-75
RA-250
RA-500
试验方法
60℃粘度cSt
50~175
176~900
901~
4500
4501~
12500
12501~
37500
37501~
60000
T0619
闪点℃
≥220
≥220
≥220
≥220
≥220
≥220
T0633
饱和分含量(%)
≤30
≤30
≤30
≤30
≤30
≤30
T0618
芳香芬含量(%)
实测
实测
实测
实测
实测
实测
T0618
薄膜烘箱试验
前后粘度比
≤3
≤3
≤3
≤3
≤3
≤3
T0619
薄膜烘箱试验前后
质量损失%
±4
±4
±3
±3
±3
±3
T0609或
T0610
15℃密度
实测
实测
实测
实测
实测
实测
T0603
在回收沥青针入度小于20大于10,RAP材料掺配比例不超过20%的情况下,原则上优先使用较高针入度标号的新沥青(A-90、A-110或更高针入度等级)掺配调和。
若高标号沥青在使用地区供应困难时,则考虑使用再生剂。
6.2道路石油沥青
再生混合料使用的道路石油沥青,以及制作乳化沥青、泡沫沥青使用的道路石油沥青应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的规定。
6.3集料
粗细集料质量应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的要求。
单一粗细集料质量不能满足要求,但集料混合料性能满足要求的,可以使用。
热再生混合料中新旧集料混合后的集料混合料质量应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的要求。
6.4水泥、石灰、矿粉
水泥作为再生结合料或者活性添加剂时,可以采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥。
水泥的初凝时间应在3h以上,终凝时间宜在6h以上,不应使用快硬水泥、早强水泥。
水泥应疏松、干燥,无聚团、结块、受潮变质。
水泥强度等级可为32.5或42.5。
石灰作为再生结合料或者活性添加剂时,可以采用消石灰粉或者生石灰粉,石灰技术指标应符合现行《公路路面基层施工技术规范》的规定。
石灰在野外堆放时间较长时应覆盖防潮。
再生沥青混合料中使用的填料的质量技术要求应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的要求。
7厂拌热再生混合料设计方法
必须在对回收沥青路面材料(RAP)充分调查分析的基础上,根据工程要求、公路等级、使用层位、气候条件、交通情况,充分借鉴成功经验,选用符合要求的材料,进行再生混合料设计。
7.1一般规定
1)本方法适用于厂拌热再生密级配沥青混合料及沥青稳定碎石混合料的配合比设计。
2)厂拌热再生沥青混合料的配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段,确定回收沥青路面材料(RAP)的掺配比例、新材料的品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。
3)厂拌热再生沥青混合料的目标配合比设计宜按照图7-1的框图的步骤进行。
生产配合比设计可参照本方法规定的步骤进行。
4)厂拌热再生混合料配合比设计时,回收沥青路面材料(RAP)应从处理后的回收沥青路面材料(RAP)料堆取样。
使用其它取样方式进行的混合料设计,还应用料堆取样的回收沥青路面材料(RAP)按照本方法进行设计检验。
5)厂拌热再生沥青混合料一般采用马歇尔设计方法进行配合比设计。
如果采用其他设计方法设计,应按照本方法进行设计检验,满足要求时方可使用。
6)生产配合比设计可参照本方法规定的步骤进行。
7.2确定工程设计级配范围
根据公路等级、气候条件、交通特点,充分借鉴成功经验,确定工程设计级配范围。
工程设计级配范围应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)规定的相应热拌沥青混合料级配范围。
7.3确定回收沥青路面材料(RAP)掺配比例
根据工程需要、回收沥青路面材料(RAP)特性等,选择回收沥青路面材料(RAP)的掺配比例。
7.4选择新沥青标号和再生剂用量
7.4.1确定再生沥青目标标号。
厂拌热再生混合料,再生沥青的目标标号根据公路等级、混合料使用的层位、工程的气候条件、交通量、设计车速等条件,选取与当地同等条件的道路沥青标号作为目标标号,回收沥青路面材料(RAP)掺配比例较大时,也可以根据实际情况,适当降低沥青目标标号一个等级。
7.4.2确定新沥青标号
1)根据回收沥青路面材料(RAP)材料的性质、掺配比例,参照表格7-1(回收沥青针入度方法)或表格7-2(PG分级方法)选择新沥青。
2)需要根据新旧沥青混合调和法则确定新沥青标号的,按照下式确定新沥青(再生剂)的粘度。
(式7-1)
式中:
ηmix——混合后沥青的60℃粘度;(Pa.s)
ηold——混合前旧沥青的60℃粘度;(Pa.s)
ηnew——混合前新沥青或再生剂的60℃粘度;(Pa.s)
α——新沥青的比例,α=
3)根据粘度newη确定新沥青标号。
如需新沥青和再生剂配合使用的,新沥青与再生剂的掺配比例可按照上式计算。
应首先选择合适标号的新沥青,存在下列情形之一的可使用再生剂:
(1)计算得到所需的新沥青标号过高,市场供应存在问题;
(2)回收沥青路面材料(RAP)掺配比例较大或者回收沥青路面材料(RAP)中旧沥青含量较高。
4)根据计算得到的新旧沥青掺配比例和再生剂掺量,进行新旧沥青掺配
试验,试验验证再生沥青标号。
5)测试60℃粘度有困难的,可采用针入度指标。
7.5材料取样、试验
根据本指南第五章确定回收沥青路面材料(RAP)特性。
按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)确定其他材料的特性。
表7-1再生混合料沥青选择(针入度指标)
RAP含量回收沥青等级
(%)
建议新沥青等级
RAP含量
回收沥青等级
P≥30
P=20~30
P≤10~20
沥青选择不需要变化
<20
<15
<10
选择新沥青标号比正常高半个等级,即针入度10(0.1mm)
20~30
15~25
10~15
根据新旧沥青混合调和法则确定
>30
>25
>15
注:
表中的P代表25℃的针入度。
表7-2再生混合料沥青选择(PG分级)
RAP含量回收沥青等级
(%)
建议新沥青等级
RAP含量
回收沥青等级
PGXX-22
或更低
PGXX-16
PGXX-10
或更高
沥青选择不需要变化
<20
<15
<10
选择新沥青比正常软一个等级,(例如,如果正常选择PG64-28,则新沥青选择PG58-28)
20~30
15~25
10~15
根据新旧沥青混合调和法则确定
>30
>25
>15
7.6估算新沥青用量Pnb及其占总沥青用量的比例
1)估计再生沥青混合料的沥青总用量。
回收沥青路面材料(RAP)掺量不超过20%时,热再生沥青混合料的总沥青用量与没有掺加回收沥青路面材料(RAP)的沥青混合料基本一致,可以根据工程材料特性、气候特点、交通量等条件,结合当地的工程经验进行估计。
也可按下式估计沥青总用量:
Pb=0.035a+0.045b+Kc+F(式7-2)
式中:
Pb——估计的混合料中的总沥青用量(%)
K——系数;K=0.18,当0.075mm筛孔通过率为6%~10%的时候
K=0.20,当0.075mm筛孔通过率等于或小于5%的时候
a——2.36mm筛孔以上集料的比例(%)
b——通过2.36mm筛孔且留在0.075mm筛孔上集料的比例(%)
c——通过0.075mm筛孔矿料的比例(%)
F——0~2.0,取决于集料的吸水率。
缺乏资料时采用0.7。
图7-1厂拌热再生混合料目标配合比设计流程图
2)估算新沥青用量Pnb。
按照下式计算再生混合料的新沥青用量Pnb:
Pnb=Pb-Pob×n/100(式7-3)
式中:
Pb——等于热再生沥青混合料的总沥青用量(%);
Pob——RAP中的沥青含量(%);
n——RAP掺配比例(%)。
3)不同档的回收沥青路面材料(RAP),其沥青含量需要分别计算再加和。
7.7矿料配合比设计
1)根据回收沥青路面材料(RAP)的老化程度、含水量、回收沥青路面材料(RAP)矿料的级配变异情况以及工程的实际情况、沥青混合料类型、拌和设备的类型与加热干燥能力、新集料的性质等,确定新集料与回收沥青路面材料(RAP)的掺配比。
回收沥青路面材料(RAP)掺配比一般为15~30%。
2)将粗、细回收沥青路面材料(RAP)中的矿料分别作为再生沥青混合料中的一种矿料进行矿料配合比设计。
7.8确定最佳新沥青用量
以估算新沥青用量Pnb为中值,用Pnb、Pnb±0.5、Pnb±1.0这5个沥青用量水平,按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的马歇尔方法确定最佳新沥青用量OAC。
7.9马歇尔试件制备方法
1)将回收沥青路面材料(RAP)置于烘箱中加热至110℃,加热时间不宜超过2小时,避免回收沥青路面材料(RAP)进一步老化。
2)据新沥青的粘温曲线确定混合料的拌和与成型温度,新集料加热温度宜高出拌和温度10℃~15℃。
3)再生混合料拌和时的投料顺序是将回收沥青路面材料(RAP)、粗细集料倒入预热的拌和机预拌,然后加入再生剂和新沥青,最后加入单独加热的矿粉,继续拌和至均匀为止,总拌和时间一般为3min。
4)将一个试样所需的混合料倒入预热的试模中,成型方法与热拌沥青混合料相同。
7.10配合比设计检验
按照现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)热拌沥青混合料配合比设计方法的有关规定进行。
7.11配合比设计报告
热再生沥青混合料配合比报告应包括:
回收沥青路面材料(RAP)试验结果、回收沥青路面材料(RAP)掺量确定、混合沥青的试验结果、工程设计级配范围选择说明、材料品种选择与新材料试验结果、矿料级配、最佳沥青用量,以及各项提及指标、配合比设计检验结果等。
8厂拌热再生沥青路面施工
8.1一般规定
1)厂拌热再生,适用于对各等级公路回收沥青路面材料(RAP)进行热拌再生利用,再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况,可用于各个等级公路的沥青面层及柔性基层。
2)厂拌热再生,应选择符合要求的回收沥青路面材料(RAP)和适宜的回收沥青路面材料(RAP)掺配比例,混合料应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)中热拌沥青混合料的相关技术要求。
3)厂拌热再生沥青混合料的分类,按照集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率等划分,可参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的热拌沥青混合料分类。
8.2回收沥青路面材料(RAP)的回收
1)在回收RAP之前,应根据旧路面调查及RAP材料评价结果(沥青含量、老化程度和集料级配分布情况)预先确定铣刨段落,分段分车道回收。
2)回收沥青路面材料(RAP)回收宜采用能对层厚自动控制的新型铣刨机回收;如果没有精确铣刨机或不需分层回收RAP时,也可用普通冷铣刨、机械开挖等方式,应减少材料变异。
3)回收沥青路面材料(RAP)在回收和存放时不得混入基层废料、水泥混凝土废料、杂物、土等杂质。
为避免混入其它结构层材料和杂物,应根据旧路面设计资料和抽芯取样的结果确定铣刨厚度,并且在铣刨过程中随时观察RAP和铣刨面的外观,发现异常应及时调整铣刨厚度。
8.3回收沥青路面材料(RAP)的预处理与堆放
1)使用推土机、装载机等机具将一个料堆的回收沥青路面材料(RAP)充分混和,然后用破碎机或其他方式进行破碎,应使回收沥青路面材料(RAP)最大粒径小于再生沥青混合料最大公称粒径,不应有超粒径材料。
不允许直接使用未经预处理的回收沥青路面材料(RAP)。
2)根据再生混合料的最大公称粒径合理选择筛网尺寸,将处理后的回收沥青路面材料(RAP)筛分成不少于2档的材料。
3)经过预处理的回收沥青路面材料(RAP),可用装载机等将其转运到堆料场均匀堆放,转运和堆放过程中应避免回收沥青路面材
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 广东省 沥青路面 再生 利用 技术 指南 概述