1、高速公路瀝青路面高性能乳化瀝青廠拌冷再高速公路瀝青路面高性能乳化瀝青廠拌冷再生關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用生關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用濟寧市公路管理局中公高科養(yǎng)護科技股份有限公司二一四年十一月目錄contents研究背景的意義和成果國內(nèi)外研究現(xiàn)狀123再生混合料設(shè)計及路用性能研究4設(shè)再生面層的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法5再生面層施工技術(shù)及應(yīng)用工程6再生技術(shù)的創(chuàng)新點及論述養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室一、研究背景的意義和成果養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.1 研究背景 本項目在深入分析國內(nèi)外瀝青路面再生技術(shù)現(xiàn)狀、山東省乃至我國舊路面材料循環(huán)利用的巨大需求，通過國內(nèi)外文獻研究和現(xiàn)狀調(diào)查，依靠大量的室內(nèi)外實驗驗證和理論分析，研究開發(fā)了高速公路瀝青路

2、面高性能乳化瀝青廠拌冷再生成套技術(shù)。研發(fā)出瀝青路面高性能廠拌冷再生用的特種乳化瀝青配制方案；研究提出了高性能乳化瀝青廠拌冷再生面層混合料配合比設(shè)計方法及其路用性能要求；根據(jù)半柔性路面再生混合料特點和應(yīng)用需要，提出了設(shè)高性能廠拌冷再生面層的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及推薦組合，給出了高性能廠拌冷再生面層抑制反射裂縫的作用機理及疲勞壽命預估方法；結(jié)合日蘭高速公路濟寧段瀝青路面大修工程試驗段，研究提出了高性能廠拌冷再生路面再生施工工藝、設(shè)備要求、質(zhì)量控制及檢評標準。申請并獲得了“路面層結(jié)構(gòu)及路面舊料循環(huán)利用方法”國家發(fā)明專利，研究成果的推廣應(yīng)用將顯著改善我國瀝青路面再生現(xiàn)狀，提高舊路面材料循環(huán)利用的科技水平，

3、推進我國公路養(yǎng)護的現(xiàn)代化、規(guī)范化和科學化建設(shè)，促進公路交通行業(yè)的科學技術(shù)進步。養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.1 研究背景 HiRM再生混合料舊料舊料6080%水水新料新料4020%HiRM再生膠再生膠結(jié)料結(jié)料水硬性膠結(jié)料特種乳化瀝青核心技術(shù)：材料、工藝養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.2 研究成果 經(jīng)過三年的時間過渡攻克了高性能廠拌冷再生技術(shù)標準及道路應(yīng)用1）提出了冷再生混合料的設(shè)計方法，實現(xiàn)半柔性再生面層混合料中的瀝青面層舊料摻配比例50%80%，提出了設(shè)半柔性再生面層的路面推薦結(jié)構(gòu)組合。2）結(jié)合日蘭高速公路濟寧段瀝青路面大修工程近三年的實體工程，優(yōu)化創(chuàng)新廠拌冷再生面層的施工工藝、設(shè)備要求、質(zhì)量控制等檢驗標準3

4、）創(chuàng)新性成果：探析優(yōu)化乳化瀝青廠拌冷再生面層混合料配合比設(shè)計方法，提高道路抗車轍水平，動穩(wěn)定度達到9000次/mm以上，給出高性能半柔性再生面層抑制反射裂縫的作用機理及疲勞壽命預估方法，可延長路面使用壽命50%以上。4）編制了瀝青路面高性能乳化瀝青廠拌冷再生指導意見，提出冷再生在下面層施工的關(guān)鍵工藝、質(zhì)量控制方法與標準，申請并獲得了“路面層結(jié)構(gòu)及路面舊料循環(huán)利用方法”國家發(fā)明專利。養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.2 經(jīng)濟和社會效益低能耗低能耗低排放低排放低造價低造價可回收利用1億噸養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.2 經(jīng)濟和社會效益高摻量、高性能、高價值 按照研究的配合比設(shè)計方法，舊料摻配比例50%80%，大量消耗

5、堆積如山的銑刨料，節(jié)約瀝青和石料資源消耗50%以上,實現(xiàn)高性能瀝青路面冷再生面層混合料路用性能達到現(xiàn)行規(guī)范瀝青中、下面層混合料技術(shù)要求，其中動穩(wěn)定度達到6000次/mm以上，極大地提高了設(shè)高性能瀝青路面冷再生面層的路面結(jié)構(gòu)抗車轍性能低能耗、低排放、低造價 與熱拌工藝相比降低碳排放與能源消耗75%以上，與改性瀝青熱拌瀝青混合料相比可降低造價20%30%。養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.3 工程應(yīng)用日蘭高速日蘭高速公路濟寧段于2003年8月底建成通車，年限的增長瀝青路面逐漸老化病害嚴重，路面狀況指數(shù)PCI僅為70左右，為了為了有效解決瀝青路面所出現(xiàn)的一系列病害，提高路面的服務(wù)質(zhì)量，濟寧市公路管理局決定聯(lián)合中

6、公高科養(yǎng)護科技股份有限公司/交通運輸部公路科學研究院養(yǎng)管中心成立“課題組，選取日蘭高速公路濟寧市境內(nèi)曲阜段、泗水段和嘉祥段三個路段應(yīng)用高性能瀝青路面冷再生混合料技術(shù)，以求有效解決車轍病害，顯著抑制半剛性基層反射裂縫，減少該路段瀝青路面病害形成。養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.3 工程應(yīng)用施工效果評價施工效果評價經(jīng)過前期充分的準備工作，高性能瀝青路面冷再生面層修筑后進行了有關(guān)的測試工作，取得了良好的效果，并在施工過程對混合料質(zhì)量控制與試驗檢測。養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.3 工程應(yīng)用冷再生面層壓實工藝養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室1.3 工程應(yīng)用成果及應(yīng)用前景1）加強對已有試驗路段的觀測，組織有關(guān)單位到試驗路進行技術(shù)考察，

7、增強工程單位對高性能高性能瀝青路面冷再生面層的了解和認識。2）加強技術(shù)培訓，使業(yè)主單位、施工單位與監(jiān)理單位能盡快了解該技術(shù)的優(yōu)越性，掌握該項技術(shù)的應(yīng)用方法，易于推廣。3）繼續(xù)開展深入研究，不斷完善該項技術(shù)，降低應(yīng)用此項技術(shù)的工程造價。4）向交通運輸部科技司、公路局和有關(guān)省份交通運輸主管部門匯報，爭取廣泛支持。5）結(jié)合具體工程提供技術(shù)咨詢、培訓服務(wù)，為工程項目提供技術(shù)保障。養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室二、國內(nèi)外現(xiàn)狀評述養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究室技術(shù)簡介：路面舊料+新礦料+ HiRM雙膠結(jié)料+水HiRM再生混合料（熱拌工藝）瀝青中、下面層或水泥路面“白加黑”聯(lián)結(jié)層提升路用性能 HiRM再生混合料舊料舊料6080%水

8、水新料新料4020%HiRM再生膠再生膠結(jié)料結(jié)料水硬性膠結(jié)料特種乳化瀝青核心：材料、工藝 依托交通運輸部西部養(yǎng)護專項“西部地區(qū)高等級公路養(yǎng)護技術(shù)研究（2007 318 223 02）”，研發(fā)該技術(shù)成果。提高瀝青路面舊料再生利用率及價值，解決路面車轍、反射裂縫等早期病害，提升再生路面使用性能和耐久性，延長實際使用壽命。西部地區(qū)高等級公路養(yǎng)護技術(shù)研究（成果獲得2013年中國公路學會特等獎，國家發(fā)明專利，部科技成果推廣目錄）專題一：瀝青路面大中修養(yǎng)護設(shè)計技術(shù)研究專題二：瀝青路面預防性養(yǎng)護技術(shù)研究專題三：新型環(huán)保瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)及適應(yīng)性研究交通部“十一五”公路養(yǎng)護重大專項（2007-2011）1、海母

9、（HiRM）再生技術(shù)簡介養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部瀝青面層12層海母（HiRM）高性能廠拌冷再生面層（812cm）舊瀝青路面/舊水泥路面（下承層）（下承層） 海母（HiRM）高性能乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)用于高速公路、各級普通干線公路瀝青路面中、下面層或水泥混凝土路面“白加黑”聯(lián)結(jié)層。適用范圍列入部科技成果推廣目錄養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部新集料回收瀝青路面材料100%半剛性半剛性柔性柔性半半柔性柔性2、冷再生材料性能養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部材料核心特種乳化瀝青冷再生用膠結(jié)料（特種乳化瀝青）關(guān)鍵指標技術(shù)要求：乳化能力強要求乳化效果好，1.18mm篩上剩余量4/5（再生規(guī)范要求2/3），可顯著提高冷再生混合料的水穩(wěn)定性

10、能。與水泥可良好拌和 要求與水泥具有非常優(yōu)良的可拌合效果，與水泥拌和試驗的篩上殘留物2%（再生規(guī)范未要求）。養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部高性能乳化劑養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部高性能改性劑養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部專利2 ( 201010568412.7)路面層結(jié)構(gòu)及路面舊料循環(huán)利用方法專利1 (201010568414.6)微膨脹乳化瀝青及其制備方法國家發(fā)明專利良好的綜合性能 海母（HiRM）再生混合料可滿足我國現(xiàn)行公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中密級配瀝青混合料的技術(shù)要求，具有良好的綜合路用性能。再生混合料性能突出的高溫抗車轍性能 海母（HiRM）再生混合料動穩(wěn)定度DS6000次/mm，與泡沫瀝青冷再生、熱拌AC-25、改

11、性AC-25、SMA、密級配瀝青混凝土相比，具有突出的高溫抗車轍能力。 養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部p 與熱拌AC-25相比，HiRM再生混合料在10Hz下，平均振動次數(shù)最多，具有顯著的抗反射裂縫效果。頻率（頻率（Hz）平均振動次數(shù)平均振動次數(shù)AC-25HiRM再生再生1040055515120150254250顯著的抗反射裂縫效果養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部海母（HiRM）再生技術(shù)優(yōu)勢高摻量：海母（HiRM）再生混合料中的瀝青面層舊料摻量可達6080% ，每銑刨10cm厚舊料可用回68cm 。高性能：海母（HiRM）再生混合料各項技術(shù)指標大幅提高，達到熱拌瀝青混合料技術(shù)要求，具有突出的抗車轍性能、良好的抑制反射

12、裂縫能力和較高的承載能力。高價值：海母（HiRM）再生混合料用于鋪筑瀝青路面中、下面層或水泥路面“白加黑”聯(lián)結(jié)層，提高瀝青面層舊料的利用價值。養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部低能耗：常溫拌和，與熱拌瀝青混合料相比，每噸瀝青混合料拌和中可節(jié)省燃油消耗66.5kg。低排放：整個生產(chǎn)施工過程只有運輸、攤鋪、碾壓機械存在廢氣排放，海母（HiRM）混合料生產(chǎn)為零排放、零污染。低造價：單位工程造價比普通熱拌瀝青混合料低約510%。養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部3、技術(shù)應(yīng)用高速公路海母（HiRM）再生路面典型結(jié)構(gòu)4cmSMA-13上面層68cmAC-25中面層810cmHiRM-25下面層4cmSMA-13上面層8cmHiRM-20

13、中面層810cmAC/LSPM-25下面層養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部010mm （RAP） 1025mm（RAP）RAP材料預處理RAP預處理養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部海母（HiRM）特種乳化瀝青加工養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部工程造價 單位工程造價比大修結(jié)構(gòu)相同層位的熱拌AC-25降低5%10%。舊料摻量60%以上，與熱拌料相比每噸混合料，減少可節(jié)省石料費用48元以上。（石料80元/噸）拌合過程不需燃油，與熱拌料相比每噸混合料，減少燃油費用22元以上。（燃油3500元/噸）特種乳化瀝青與基質(zhì)瀝青相比，每噸混合料增加費用20元。（特種乳化瀝青5800元/噸，基質(zhì)瀝青5000元/噸）舊料篩分預處理，每噸混合料增加費用10

14、元。降降低低40元元養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部省市省市路線路線里程（公里）里程（公里）年度年度山東山東日照、濟寧、菏澤日蘭高速G15日照段、曲阜段和嘉祥段、S348菏澤段452010-2014山西山西臨汾、忻州、山西高速（2014試驗段）G108臨汾段、G108原平段、G108代縣段、石陽線222012-2014北京北京延慶、大興、密云、房山、昌平、順義古龍路、北靳路、東趙路、G101密云段、長琉路、房窯路、南雁路、北韓路602012-2014吉林吉林吉林、長春G202吉林段、磐石段、長平高速長春段752011-2014江蘇江蘇徐州、鹽城G206徐州段、G205新沂段、S333鹽城段202011-20

15、13其它其它溫州、葫蘆島等G104平陽段、G102葫蘆島段等52010-2013折算成雙車道公路累計應(yīng)用里程超過220km；拌制再生混合料超過40萬噸，高效循環(huán)使用RAP舊料超過25萬噸，節(jié)省瀝青資源超過6700噸，節(jié)省燃油超過2600噸，節(jié)省的石料、瀝青、燃油資源的直接費用超過5800萬元。工程應(yīng)用養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部日蘭高速（G1511）日照段4cmSMA-138cmAC-2510cmHiRM-25舊基層、底基層、土基舊基層、底基層、土基2010年7月實施原路面主要病害：車轍、裂縫、坑槽等養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部日蘭高速（G1511）日照段路面損壞狀況指數(shù)PCI均大于95，屬于“優(yōu)”等級；路面車轍

16、深度指數(shù)RDI大于91，車轍深度小于5mm；路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI大于93 ，屬于“優(yōu)”等級；養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部G206徐州段一級公路4cmSMA-137/9cmHiRM-25舊基層、底基層與土基2011.04養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部G202吉林段一級公路表面僅有浮粒，整體強度較好。4cmSMA-1310/12cmHiRM-25舊水泥板、底基層與土基2011.07養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部G108臨汾段一級公路4cmAC-138cmHiRM-252012.07舊基層、底基層與土基養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部G202吉林段二級公路4cmSMA-1312cmHiRM-25舊基層、底基層與土基2011.07養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)

17、部r 材料性能r 技術(shù)應(yīng)用二、海母（HiRM）車轍防治技術(shù)養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部車轍防治技術(shù)級 配材 料路面結(jié)構(gòu)1、材料性能骨架嵌擠型級配：SMA改性瀝青如SBS、高彈混合料添加劑如高模量抗車轍劑柔性基層如LSPM抗車轍過渡層如HiRM再生聯(lián)結(jié)層養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部海母（HiRM）高性能車轍防治技術(shù)特點：突出的高溫抗車轍能力抗車轍瀝青混合料60動穩(wěn)定度DS6000次/mm，優(yōu)于SBS改性瀝青混合料和SMA，特別適用于高溫、重載路段及多雨地區(qū)。提升強度性能 抗車轍瀝青混合料強度指標提高10%30%，明顯優(yōu)于基質(zhì)瀝青混合料和SMA。養(yǎng)護工程技術(shù)事業(yè)部良好的水穩(wěn)定性能 抗車轍瀝青混合料水穩(wěn)定性（殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比）性能提高5%10%，與SBS改性瀝青