10 沥青冷再生.ppt
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1、10 沥青冷再生 沥青再生技术是指对不能满足路面使用要求的沥青混凝土废料通过各种措施进行处理后重新利用的技术,包括对旧沥青混凝土路面进行翻挖、破碎、筛分,再与新集料、新沥青、再生剂(必要时)重新混合,形成具有预期路用性能的混合料,并重新铺筑成路面的各种结构层(包括面层和基层),它基本适用于各种沥青路面的修筑,其使用效果与新沥青混合料相当或接近。n n沥青混合料的再生利用,能够节省大量的沥青和砂石材料,降低筑路成本,同时,还有利于处治废弃的沥青路面材料,节约能源,保护环境,因而具有显著的经济效益和社会效益,属于环境友好型和费用节约型材料。n n根据不同的再生工艺技术,我国习惯将沥青再生技术分为四
2、大类:厂拌热再生、厂拌冷再生、现场热再生和现场冷再生。n n(1)厂拌热再生n n先将旧混凝土路面铣刨后运回工厂,通过破碎、筛分(必要时),并根据旧料中沥青用量、沥青老化程度、碎石级配等指标,掺入一定量的新集料、沥青、再生剂(必要时),进行拌和使混合料达到规范规定的各项指标,然后按照与新建沥青混凝土路面完全相同的方法重新铺筑。n n(2)厂拌冷再生n n先将旧混凝土路面材料运回拌和厂,经过破碎作为再生混合料集料,加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化沥青、泡沫沥青等一种或多种稳定剂和新料(必要时)进行搅拌,然后铺筑于基层或底基层。n n(3)现场热再生n n现场热再生也称为表层再生技术。该技术通过现场加
3、热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序,一次性实现就地旧沥青混凝土路面再生,具有无须运输废旧沥青混合料、工效高、对公路运营影响程度低等优点。n n(4)现场冷再生n n利用专业再生机械在现场铣刨、破碎、加入新料(包括乳化沥青、泡沫沥青或其他再生剂、稳定剂和集料,必要时)、拌和、摊铺和预压,再由压路机进一步压实。这种再生路面主要用于低等级公路面层和高等级公路路面基层,不适用于高级路面的面层。10 沥青冷再生n n用于冷再生的稳定剂主要可分为以下四类用于冷再生的稳定剂主要可分为以下四类:物理物理稳定剂。主要包括各种粒料材料稳定剂。主要包括各种粒料材料,如轧制碎石、砾石如轧制碎石、砾石等,这种稳定剂的成本
4、低,但用其稳定的再生混合等,这种稳定剂的成本低,但用其稳定的再生混合料强度增长小且不持久。料强度增长小且不持久。化学类稳定剂。主要包化学类稳定剂。主要包括水泥、石灰、粉煤灰、氯化钙等,使用化学类稳括水泥、石灰、粉煤灰、氯化钙等,使用化学类稳定剂可以提高再生混合料的强度和水稳定性,其缺定剂可以提高再生混合料的强度和水稳定性,其缺点是将刚性引入再生沥青混合料,使其呈现半脆性、点是将刚性引入再生沥青混合料,使其呈现半脆性、易开裂、耐疲劳性能变差。易开裂、耐疲劳性能变差。n n沥青类稳定剂。主要包括乳化沥青和泡沫沥青,沥青类稳定剂。主要包括乳化沥青和泡沫沥青,使用沥青类稳定剂不仅可以提高再生混合料的强
5、度使用沥青类稳定剂不仅可以提高再生混合料的强度和水稳定性,而且可使再生沥青混合料保持柔性,和水稳定性,而且可使再生沥青混合料保持柔性,具备良好的耐久性能。具备良好的耐久性能。混合类稳定剂。将少量的混合类稳定剂。将少量的水泥或石灰与沥青类稳定剂混合使用,可以改善该水泥或石灰与沥青类稳定剂混合使用,可以改善该类材料的强度和水稳定性。类材料的强度和水稳定性。10 沥青冷再生10 沥青冷再生目前一般采用膨胀率(发泡体积倍数)和半衰期两个指标来衡量沥青的发泡效果。10 沥青冷再生胶体磨其主要工作原理是:流动态的热沥青在离心力的作用下,在高速相对运动下的定子与转子之间强制通过,受到剪切、磨擦及高频震动作用
6、,分散成粒径约为25m的沥青微滴。n n将沥青进行发泡或乳化的根本目的是降低沥青粘度,使其可与常温、潮湿的集料进行拌和,生产满足路面使用性能的沥青混合料,但二者制备方法却并不相同,前者采用物理方法降低沥青粘度,后者则借助于化学方法。n n泡沫沥青混合料的强度形成机理泡沫沥青混合料的强度形成机理 当注入的水与热沥青接触时,便转化为蒸汽,当注入的水与热沥青接触时,便转化为蒸汽,并分布于数以千计的微小沥青泡中,此时,沥青并分布于数以千计的微小沥青泡中,此时,沥青的物理性质发生改变。当与集料拌和时,沥青泡的物理性质发生改变。当与集料拌和时,沥青泡破裂,形成微小的沥青滴,这些沥青滴通过与较破裂,形成微小
7、的沥青滴,这些沥青滴通过与较小的颗粒小的颗粒(细集料及粉料颗粒,尤其是细集料及粉料颗粒,尤其是0.075mm0.075mm的矿粉的矿粉)粘结形成胶浆,分布于集料粘结形成胶浆,分布于集料间。压实时,胶浆中的沥青滴在机械作用下,挤间。压实时,胶浆中的沥青滴在机械作用下,挤压到较大的集料表面,形成局部的非连续的粘结,压到较大的集料表面,形成局部的非连续的粘结,也就是以也就是以“点焊点焊”的方式将集料颗粒粘结在一起,的方式将集料颗粒粘结在一起,形成混合料的初期强度。形成混合料的初期强度。n n乳化沥青混合料的强度形成机理乳化沥青混合料的强度形成机理 乳化沥青与集料拌和时,由于乳化沥青颗粒乳化沥青与集料
8、拌和时,由于乳化沥青颗粒表面的电荷与集料表面的电荷发生的中和反应及表面的电荷与集料表面的电荷发生的中和反应及水分的蒸发作用,沥青微滴从乳化液中分离出来,水分的蒸发作用,沥青微滴从乳化液中分离出来,相互逐渐靠近粘结,开始形成沥青膜,这就是沥相互逐渐靠近粘结,开始形成沥青膜,这就是沥青乳液的分解与破乳。青乳液的分解与破乳。10 沥青冷再生沥青冷再生n n沥青分散机理的不同决定了两种混合料强度形成机理的不同。当与集料接触时,乳化沥青优先分布于矿粉上,但不是完全地,乳化沥青同样包裹粒径较大的集料。而泡沫沥青则几乎完全分散于矿粉中,生成了由沥青微粒与矿粉组成的沥青胶浆,再将粗集料“点焊”在一起。10 沥
9、青冷再生泡沫沥青混合料 乳化沥青混合料 10 沥青冷再生10 沥青冷再生沥青冷再生n n石屑和碎石石屑和碎石 石屑和碎石应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有颗粒级配,质量稳定,其质量应符合下表要求。石屑材料质量要求 10 沥青冷再生n n碎石材料质量要求 n n铣刨料 铣刨料应干燥、材料组成稳定,其质量应符合下表要求。n n水泥、石灰水泥、石灰水泥、石灰水泥、石灰n n普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于冷再生,技术指标应符合有关酸盐水泥都可用于冷再生,技术指标应符合有关国家标准的要求,其中初凝时间不得小于国家标准的要求,其中初凝时
10、间不得小于3h3h,终,终凝时间宜在凝时间宜在6h6h以上。快硬水泥、早强水泥或者已以上。快硬水泥、早强水泥或者已受潮变质的水泥不得使用。水泥强度等级可为受潮变质的水泥不得使用。水泥强度等级可为32.532.5或或42.542.5。n n石灰作为再生结合料或者添加剂时,可以采用消石灰作为再生结合料或者添加剂时,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公路路面基层施工技术规范的规定,如在野的规定,如在野外长时间堆放时,应覆盖防潮。外长时间堆放时,应覆盖防潮。n n水水水水n n制作乳化沥青、泡沫沥青用水均应为可饮用水。
11、制作乳化沥青、泡沫沥青用水均应为可饮用水。使用非饮用水时,应经试验验证,不影响产品和使用非饮用水时,应经试验验证,不影响产品和工程质量时方可使用。工程质量时方可使用。n n沥青沥青n n用于发泡的沥青,其技术要求及适用范围应符合公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004)关于道路石油沥青技术要求中70号或90号沥青的规定。用于重载交通或面层较薄的道路时宜选用70号沥青,当日平均气温低于20时宜选用90号沥青。不得使用改性沥青。n n 矿粉矿粉n n宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁,矿粉质量技术要求见表。10 沥青冷再生沥青冷再生n n级配10 沥青冷再生我国现行规
12、范对矿粉含量的规定:泡沫沥青混合料中矿粉含量应在620%之间,而乳化沥青混合料的矿粉含量在17%之间。n n拌和用水量10 沥青冷再生n n沥青用量n n水泥用量 水泥是影响冷再生混合料路用性能的关键因水泥是影响冷再生混合料路用性能的关键因素,在混合料中起到矿粉和改性剂的作用,它的素,在混合料中起到矿粉和改性剂的作用,它的分散程度对分散程度对RAPRAP的稳定效果有显著影响。水泥使的稳定效果有显著影响。水泥使混合料的早期强度、水稳性及最终强度有较大幅混合料的早期强度、水稳性及最终强度有较大幅度提高。度提高。加入过多的水泥,不但经济上不合理,而且加入过多的水泥,不但经济上不合理,而且容易增加混合
13、料的脆性,使其容易开裂。因此,容易增加混合料的脆性,使其容易开裂。因此,我国冷再生混合料常用的水泥用量在我国冷再生混合料常用的水泥用量在12%12%之间。之间。n n养生条件养生条件 养生条件主要是指温度、风及湿度等环境因素。在混合料强度形成的过程中,一方面,温度越高、风力越大、湿度越低,越有利于水分的蒸发,沥青与集料的粘聚力及集料间内摩阻力增长得也就越快。另一方面,就水泥的水化反应而言,较高的温度有利于加快水泥的水化反应;但是如果温度偏高导致水分散失过快,水泥有可能出现水化反应不能充分完成的情况。n n集料温度集料温度 n n空隙率空隙率 空隙率是冷再生混合料的关键指标之一,它不仅对混合料的
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