沥青路面冷再生强度机理与设计方法研究.pdf

1、PPT模板下载： TRANSPORTATION INSTITUTE目录CONTENTS01研究背景02主要研究成果03主要关键技术04总结Research Background研究背景研究背景01 研究背景道路可持续发展需求道路可持续发展需求 路面废弃材料的浪费及污染 高品质集料的缺乏 节能减排的工作压力未来全国公路因为维修产生的废旧材料超过18000万吨万吨，高速公路维修产生的旧料不低于7000万吨万吨，山东省每年道路沥青废旧材料达到220万吨万吨，如能加以利用每年可节省材料费3亿亿元元，且每年增加至少15%。01 研究背景配合比设计方法简单，控制指标单一设计方法仍需改进混合料施工工艺不完善

2、，质控手段单一结构设计参数与结构适应性仍需研究劈裂强度干湿劈裂冻融劈裂动稳定度低温弯曲抗松散试验马歇尔、重型击实旋转压实方法最佳含水量最佳沥青用量最佳水泥用量体积指标测定乳化沥青含量测定配伍性试验？沥青路面冷再生存在的技术问题沥青路面冷再生存在的技术问题乳化沥青生产与评价专用混合料生产设备乳化沥青质控水泥质控压实度控制与检验冷再生强度形成机理认识不清冷再生强度形成机理认识不清01 研究背景交通运输部应用基础研究项目（重点平台）山 东 省 交 通 科 技 计 划 项 目沥青路面冷再生强度再形成机理与性能评价指标体系的研究乳化沥青及泡沫沥青冷再生混合料强度形成机理冷再生混合料性能评价指标和体系研究

3、冷再生材料的结构设计参数和结构适应性施工工艺与质量控制体系Research Foundation主要研究成果主要研究成果02 研究成果冷再生混合料的物相组成 冷再生将旧沥青混合料（RAP）经过适当技术处理，掺加一定量的新集料、矿粉满足一定的级配要求后，添加适量乳化沥青（泡沫沥青）和水泥后、在常温条件下重新拌制生产沥青混合料的技术，其材料构成体系更加复杂。沥青矿粉填料矿料乳化沥青水泥水RAP料新矿料矿粉填料泡沫沥青水泥水RAP料新矿料矿粉填料HMAECRMFCRM1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题02 研究成果 原材料性质发生了改变-力学、粒度、旧沥青 起粘接作用的胶浆系统发生了改变-无机、有

4、机的复合 胶浆体系的连续性-粘弹性 无机、有机胶结料在强度形成上的相互协同与制约-最优量比 工作特性的变化：裹覆性如何？拌合性如何？压实性如何？力学特性如何？1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题冷再生混合料的物相组成02 研究成果1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题0.0002.0004.0006.0008.00010.00012.00014.00016.000Dch,mmnDch,mmnDch,mmnDch,mmn0-5mm5-10mm10-20mm某铣胞料颗粒表征参数beforeafter 冷再生冷再生RAP的颗粒参数会的颗粒参数会在溶剂（沥青）、碾压力在溶剂（沥青）、碾压力下发生改变，导

5、致密度、下发生改变，导致密度、强度等物理指标的变化；强度等物理指标的变化；从而带来混合料级配设计从而带来混合料级配设计中的复杂性，也带来强度中的复杂性，也带来强度机理形成上的复杂性。机理形成上的复杂性。R =100 eDch为特征粒径（mm），标识颗粒群宏观上的粗细程度；n为颗粒均匀性系数。02 研究成果1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题RAP旧沥青旧沥青 RAP料以一个颗粒团聚体的形式存在，颗粒表面多存在微细颗粒等；而酸除掉颗粒后，曾呈现相对匀质的沥青集合体，无大面积的荧光显示。旧沥青呈现一种类似天然岩沥青的特点，并不现荧光。旧沥青的胶体结构发生改变，稳定性减弱胶体结构发生改变，稳定性减弱

6、，沥青性能变差，主要表现为延度变差，软化点升高，针入度降低。酸处理后02 研究成果1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题乳化沥青乳化沥青 不同类型乳化沥青有着不同的流体特性，主要体现在液体体系的屈服值、温度敏感性不同。冷再生用慢裂慢凝乳化沥青表观屈服值小，冷再生用慢裂慢凝乳化沥青表观屈服值小，对温度相对稳定。对温度相对稳定。800800030354045505560G*,PaTEMPERATURE,1#2#3#4#5#类型类型1#2#3#4#5#原始原始pH值值11.4510.911.14/11.07皂液皂液pH值值2.522/2用量用量，%2.51.51.5/1.5平均粒度平均粒度15.61.

7、8561.6172.718208.7比表面积比表面积676143545478423578731674备准备准慢裂慢凝慢裂快凝慢裂快凝快裂快凝慢裂快凝02 研究成果乳化沥青乳化沥青1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题初凝阶段固化阶段成型阶段铺展阶段02 研究成果乳化沥青乳化沥青 乳化沥青破乳是乳化沥青微粒由分散到聚结的不可逆变化，包括在矿料表面的破乳和乳化沥青颗粒的相互聚合破乳。在铺展阶段是裹附作用铺展阶段是裹附作用，初凝阶段是初凝阶段是电荷和聚合作用电荷和聚合作用，固化阶段是聚合作固化阶段是聚合作用用，成型阶段是相似相容作用成型阶段是相似相容作用，并在每个阶段其他的作用机理也在不同程度的发挥作

8、用。水膜集料表面乳化沥青颗粒乳化沥青在润湿的矿料表面展开的条件是S乳/石0；（水的计入）乳化沥青在润湿表面展开一层薄膜后，S乳/石0，在矿料表面的自憎现象（沥青膜铺裹程度有限，决定了用量、水的用量）矿料表面的电荷与阳离子乳化沥青所带的电荷异性相吸，使裹附于矿料表面的乳化沥青与矿料发生不可逆的吸附，引起乳化沥青的破乳。乳化剂的结构特点，与矿料粘附时，定向排列在矿料表面，改善其表面自由能，使乳化沥青与矿料具有较好的粘附性，同时乳化剂对沥青的其他性能也有不同程度的影响。1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题02 研究成果1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题 乳化沥青冷再生沥青混合料比热拌沥青混合料的物

9、相体系更为复杂，其中的胶浆体系也尤为不同。胶浆1：普通热拌沥青混凝土胶浆（矿粉+沥青）胶浆2：乳化沥青残留物+矿粉胶浆3：乳化沥青残留物+水泥胶浆4：乳化沥青残留物+水泥水化物胶浆5：2+3+4乳化沥青水泥水RAP料新矿料矿粉填料胶浆体系02 研究成果 冷再生沥青混合料强度冷再生沥青混合料强度形成过形成过程中程中，胶浆体系在不同时间所胶浆体系在不同时间所表现的方式是不同的表现的方式是不同的。乳化沥青更多扮演着混合料初期稳定的作用，水泥水化、矿粉、乳化沥青残留物以及形成的复合胶浆系统才是形成最终路用强度的保障。1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题02 研究成果1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题

10、矿粉+沥青水泥+乳化沥青 乳化剂与沥青之间有一定的配伍性，基质沥青四组份的差异会导致乳化沥青粒径、储存稳定性、残留物性质方面的差异。利用动态剪切流变仪检测则可以发现这些乳化沥青存在流动性和温度敏感性上的不同。相比基质沥青胶浆，乳化沥青残留物胶浆受矿粉类型影响更为明显。不同乳化剂同铣刨料的配伍性不同，导致其工作性不同。乳化沥青冷再生的强度形成受不同乳化剂类型、水泥剂量、水、乳化沥青用量等因素影响显著。02 研究成果1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题11.522.533.544.50.02.04.06.0G*m/G*0water/cementC-EH3.5%C-EH4.5%C-EH5.5%C-E

11、H6.5%2%0.000.250.500.751.000.000.250.500.751.000.000.250.500.751.00emulsion residuecementwater01 研究背景 强度来源于胶浆、来源于水泥和乳化沥青0.00.51.01.52.02.53.03.54.02.53.03.54.04.55.05.56.0emulsion%cement%432050435765648872107933865593781.010E+040.00.51.01.52.02.53.03.54.02.53.03.54.04.55.05.56.0emulsion%cement%3.560

12、4.1304.7005.2705.8406.4106.9807.5508.120模量分布相位角分布1.乳化沥青冷再生的强度形成机理问题02 研究成果2.乳化沥青冷再生混合料设计问题 不同混合料的模量主曲线对比 冷再生混合料在低频区模量较高，高频区模量变化，泡沫沥青偏低。胶结料的形式不同，泡沫冷混合料的模量敏感区短，而且模量幅度小；而乳化沥青冷再生与热拌料则敏感区长，模量变化大。模量敏感区，混合料模量相对接近！模量敏感区02 研究成果2.乳化沥青冷再生混合料设计问题 不同混合料的模量主曲线对比05101520253035401.00E-11 1.00E-09 1.00E-07 1.00E-05

13、1.00E-03 1.00E-01 1.00E+01 1.00E+03 1.00E+05 1.00E+07 1.00E+09,frequency,Hz50-AC2070-AC2090-AC20E-CRMMAC-AC2070-AC2570-AC13F-CRM-AF-CRM-B 胶结料的粘弹性决定了沥青混合料的粘弹性状态。泡沫沥青混合料的相位角变化幅度，远小于沥青混合料和乳化沥青混合料。乳化沥青的存在为冷再生混合料提供了一个较低的初始低频相位角，但是在外力作用下，可以表现出宽的粘弹结构变化幅度，体现更大的频率敏感性。粘弹性与普通沥青相当！02 研究成果冷再生混合料的粘弹特征由于不同沥青混合料的物象

14、组成和粘弹性的不同，其在特定温度、交变应力环境下，松弛时间也有所不同。泡沫冷再生混合料的松弛时间最长！泡沫冷再生混合料的松弛时间最长！在水泥固化的作用下更多呈现（半）刚性状态刚性状态！在一个较宽的频率范围内呈现出较弱的粘弹行为较弱的粘弹行为。作为“柔性基层”而言，泡沫冷再生达不到作为“柔性基层”而言，泡沫冷再生达不到LSPM混合混合料的效果，但是乳化沥青冷再生则可以！料的效果，但是乳化沥青冷再生则可以！12.5910.001.770.69 0.650.540.300.290.25 0.240.110.02.04.06.08.010.012.014.0F-CRM-BF-CRM-AMAC-AC20

15、50-AC20E-CRMLSPM-30SMA-1370-AC2070-AC2590-AC2070-AC13松弛时间，S2.乳化沥青冷再生混合料设计问题乳化沥青冷再生更倾向于柔性材料方向，而泡沫沥青冷再生则倾向于半刚性材料方向！02 研究成果旋转压实试验采用50次或70次的压实次数。冷再生的最佳含水量采用旋转压实确定。采用旋转压实设计方法确定最佳乳化沥青含量。旋转压实试验确定混合料干湿劈裂强度。旋转压实试验确定混合料水稳定性。设计方法材料设计现场施工评价指标体系混合料指标体系有所调整：明确了不同交通等级下冷再生混合料设计要求；提高了冷再生混合料的空隙率控制标准；摒弃了马歇尔稳定度试验，增加了干湿

16、劈裂强度、动稳定度及低温弯曲试验指标；增加了40工作时间的控制指标；较现行规范提高了劈裂强度、冻融劈裂强度的控制标准；2.乳化沥青冷再生混合料设计问题02 研究成果3.乳化沥青冷再生结构设计参数与结构适应性由于冷再生混合料动态模量相位角的由于冷再生混合料动态模量相位角的变化趋势与热拌混合料基本一致，因此其变化趋势与热拌混合料基本一致，因此其性质表现为粘弹性，但模量偏低，乳化沥性质表现为粘弹性，但模量偏低，乳化沥青冷再生动态模量范围青冷再生动态模量范围（2020，10HZ10HZ）介于介于40008000MPa40008000MPa，泡沫沥青冷再生动态，泡沫沥青冷再生动态模量范围模量范围（202

17、0，10HZ10HZ）介于）介于35007500MPa35007500MPa；从另一方面冷再生混合料；从另一方面冷再生混合料孔隙率在孔隙率在10%10%左右，与密级配沥青混合料、左右，与密级配沥青混合料、开级配沥青混合料及粒料材料相比，建议开级配沥青混合料及粒料材料相比，建议泊松比可取泊松比可取0.30.3。动态模量取值与泊松比02 研究成果沥青冷再生混合料疲劳性能试验采用三分点加载四点弯曲疲劳试验，现场切件及实验室内成型切割疲劳试件，试件尺寸为50.0mm63.5mm381mm，试验温度为20，加载频率选为10Hz，采用应力控制模式加载。冷再生混合料试件冷再生混合料试件在低应变在低应变时，荷

18、载作用次数时，荷载作用次数较较大，应大，应变为变为8080时，时，试件承受接试件承受接近近200200万次加载仍万次加载仍未破坏，未破坏，冷冷再生沥青混合料的疲劳性能再生沥青混合料的疲劳性能是远低于热拌沥青混合料。是远低于热拌沥青混合料。3.乳化沥青冷再生结构设计参数与结构适应性02 研究成果沥青冷再生混合料结构适应性3.乳化沥青冷再生结构设计参数与结构适应性02 研究成果通过对乳化沥青冷再生和泡沫沥青冷再生混合料通过对乳化沥青冷再生和泡沫沥青冷再生混合料的动态模量分析，在的动态模量分析，在20条件下，条件下，乳化沥青冷再乳化沥青冷再生动态模量范围生动态模量范围（20，10HZ）介于）介于40

19、008000MPa，泡沫沥青冷再生动态模量范围，泡沫沥青冷再生动态模量范围（20，10HZ）介于）介于35007500MPa。动态模量泊松比冷再生混合料泊松比介于密级配沥青混合料和冷再生混合料泊松比介于密级配沥青混合料和开级配沥青混合料泊松比的中间值开级配沥青混合料泊松比的中间值0.3。疲劳特性冷再生混合料在较低应变水平下可以承受一定的冷再生混合料在较低应变水平下可以承受一定的疲劳荷载，但在与基质沥青疲劳荷载，但在与基质沥青200200时，疲劳性能时，疲劳性能是基质沥青的三十分之一是基质沥青的三十分之一。因此冷再生混合料并因此冷再生混合料并不适合抵抗疲劳开裂的层位。不适合抵抗疲劳开裂的层位。0

20、20004000600080001000012000051015202530加载频率/Hz动态模量/MPa1015204054051015202530051015202530加载频率/Hz相位角/10152040543.乳化沥青冷再生结构设计参数与结构适应性Key technologies关键技术关键技术03 关键技术1.1.应用结构应用结构全线冷再生应用路段（普通乳化再生）推广应用课题（高性能乳化再生）采用常规的乳化沥青冷再生技术，可以用以替代柔性基层，具有造价相对较低、铣刨料利用率高、实现简单、性能稳定的特点，根据济青高速的交通量以及永久性路面结构的特点，全线采用此方案。此推广项目来源为交

21、通部课题沥青路面冷再生强度再形成机理与性能评价指标体系（国际领先）的相关研究。高性能乳化沥青性能远高于常规乳化沥青冷再生技术，疲劳性能提高10倍以上，可以用于特重交通的下面层。03 关键技术2.2.关键技术关键技术 基质沥青 乳化剂 新集料 水泥 旋转压实设计 标准化的再生设备改装技术 专用混合料设备 施工控制及细部处理工艺 层间粘结处理工艺 环保要求 早强要求 高抗疲劳性要求 高抗水损性能材料选择 一旋转压实为基础的评价方法设计方法设计方法设备改装标准化及专用设备的研发施工工艺及控制指标高性能乳化再生技术03 关键技术关键技术关键技术1 1-材料选择及试验材料选择及试验1.油源选择与控制2.

22、乳化剂与原油配伍性 乳化沥青与油源的配伍性油源确定红外光谱检测乳化沥青生产性能检测3.性能试验02 研究成果乳化沥青 实验表明，乳化沥青质量对生产工艺和参数敏感。并对沥青来源、乳化剂类型存在选择性。01234502461d稳定性，%pH值02468101205101520分布频率，%粒度，微米pH-1.2pH-1.8pH-2.63.7192.692.6253843846960397940500010000150002000025000300003500040000450005000022.22.42.62.833.23.43.63.8ph-1.2ph-1.8ph-2.6比表面积，cm2/cm3

23、平均粒度，um平均粒度，um比表面积，cm2/cm3工艺pH值关键技术关键技术1 1-材料选择及试验材料选择及试验02 研究成果乳化沥青 实验表明，乳化沥青质量对生产工艺和参数敏感。并对沥青来源、乳化剂类型存在选择性。沥青来源关键技术关键技术1 1-材料选择及试验材料选择及试验02 研究成果乳化剂用量乳化沥青 实验表明，乳化沥青质量对生产工艺和参数敏感。并对沥青来源、乳化剂类型存在选择性。关键技术关键技术1 1-材料选择及试验材料选择及试验03 关键技术关键技术关键技术1 1-材料选择及试验材料选择及试验 工业级乳化沥青生产冷再生专用乳化沥青的性质冷再生专用乳化沥青的性质，除受，除受乳化剂用量

24、、沥青类型、乳化剂用量、沥青类型、乳化剂种类乳化剂种类等因素的影响外，还等因素的影响外，还受到受到胶体磨胶体磨的影响，胶体磨可以的影响，胶体磨可以显著地影响乳化沥青的粒度，进显著地影响乳化沥青的粒度，进而影响乳化沥青稳定性和残留物而影响乳化沥青稳定性和残留物的性质，的性质，因此生产工业级的乳化因此生产工业级的乳化沥青，合适的乳化沥青胶体磨是沥青，合适的乳化沥青胶体磨是必须要考虑的必须要考虑的。生产中一般要求乳化沥青胶生产中一般要求乳化沥青胶体磨转速达到体磨转速达到3000r/min3000r/min以上（以上（低于此转速的设备需要验证后方低于此转速的设备需要验证后方可使用）可使用）。02468

25、101214160.2870.3340.3890.4530.5280.6150.7170.8350.9721.1331.321.5371.792.0852.4292.833.2963.8394.4725.2096.0687.0688.2339.5911.17113.01215.15717.65620.56623.95627.90432.50437.86144.102频率分布，%粒度，微米1#2#3#5#乳化沥青加工转速针入度（0.1mm)15延度(cm)筛上残留物(%)蒸发残留(%)离子电荷破乳速度45150400.162阳离子慢裂5500转87490.0566.1阳离子慢裂4500转7482

26、0.0765.7阳离子慢裂1500转无法正常加工残留物超过55%的乳化沥青800800030354045505560G*,PaTEMPERATURE,1#2#3#4#5#0.11101001000100000.050.5550G*modulus，Pastress，Pa1#2#3#4#5#03 关键技术关键技术关键技术2 2-乳化沥青胶浆乳化沥青胶浆胶桨体系直接影响着混合料的界面行为与粘弹特性试验模拟了四类胶浆体系：胶浆1：普通热拌沥青混凝土胶浆（矿粉+沥青）胶浆2：乳化沥青残留物+矿粉胶浆3：乳化沥青残留物+水泥胶浆4：乳化沥青残留物+水泥水化物03 关键技术关键技术关键技术2 2-乳化沥青胶

27、浆乳化沥青胶浆 相对热拌沥青，乳化沥青胶浆对矿粉的敏感性矿粉的敏感性更高。01020304050607080901000.1110100Cumulitvie distribution frequency,%Particle size,um1#2#3#4#5#6#D90D50D10P20物理指标物理指标高温关高温关联性联性低温关低温关联性联性亲水系数亲水系数0.8190.778密度密度0.8050.773S/V0.8030.667P200.7620.755细度模数细度模数0.7420.813D100.740.789平均粒径平均粒径0.6210.677D500.6110.668D900.5820.

28、56亚甲蓝值亚甲蓝值0.5170.52502 研究成果 水泥不同程度的水化物造成不同的沥青残留物胶浆 一方面，水泥利用乳化沥青破乳产生的水分发生水化作用，生成一部分水化硅酸钙（C-S-H）等胶凝材料，但因为水胶比的不同，水化程度有所不同，继而形成了具有不同物质组成和微观结构的胶浆体系。水泥的水化过程是放热过程，会增加乳化沥青的破乳速度，有利于游离水的挥发，更带来实际水胶比的变化。正是因为水胶比不同带来的不同的水化效果，虽然是模拟胶浆，但是水泥-乳化沥青残留物胶浆系统实际包含了水泥、水化物、残留物等三种以上的物相组成。即使在低粉胶比的条件下，水泥也能赋予沥青胶浆更高的模量增效行为！关键技术关键技

29、术2 2-乳化沥青胶浆乳化沥青胶浆水泥带来矿粉不一样的效果02 研究成果工程控制时，是否在水泥添加时，要加入类似“水胶比”的控制指标？！11.522.533.544.50.02.04.06.0G*m/G*0water/cementC-EH3.5%C-EH4.5%C-EH5.5%C-EH6.5%0.000.250.500.751.000.000.250.500.751.000.000.250.500.751.00emulsion residuecementwater关键技术关键技术2 2-乳化沥青胶浆乳化沥青胶浆03 关键技术关键技术关键技术3 3-冷再生混合料设计体系冷再生混合料设计体系常规常

30、规设计方法是设计方法是既采用半刚性的设既采用半刚性的设计有采用热拌沥青计有采用热拌沥青混合料的设计混合料的设计，通，通过室内试验，认为过室内试验，认为采用旋转压实成型采用旋转压实成型于现场压实更为接于现场压实更为接近，混合料更密实近，混合料更密实，且不容易出现回，且不容易出现回弹现象，因此确定弹现象，因此确定旋转压实旋转压实为混合料为混合料的设计方法。的设计方法。旋转压实试验采用70次的压实次数（重载交通）。03 关键技术关键技术关键技术3 3-冷再生混合料设计方法冷再生混合料设计方法试件编号力值（KN）试件高度，mm劈裂抗拉强度，MPa抗拉强度均值即时113.3104.02 0.54 0.5

31、1 211.54103.88 0.47 1H311.21103.46 0.46 0.46 411.4103.37 0.47 2H510.27102.89 0.42 0.39 68.95104.33 0.36 3H79.67104.42 0.39 0.38 89.3105.40 0.38 方法二 延迟成型试验方法一湿轮磨耗试验乳化沥青类型乳化沥青类型养生时间养生时间,h养生温度养生温度,磨耗损失磨耗损失,%乳化沥青乳化沥青A2602.84601.75乳化沥青乳化沥青B2602.24600.3乳化沥青乳化沥青C2602.44600.95乳化沥青乳化沥青D2602.64600.76（1 1）用试验的

32、方法确定乳化沥用试验的方法确定乳化沥青与铣刨料的配伍性，提出延青与铣刨料的配伍性，提出延迟实验法和湿轮磨耗试验。迟实验法和湿轮磨耗试验。03 关键技术关键技术关键技术3 3-冷再生混合料设计方法冷再生混合料设计方法（2 2）旋转压实法确定的最佳含水量和）旋转压实法确定的最佳含水量和最佳乳化沥青含量与现场更加匹配。最佳乳化沥青含量与现场更加匹配。旋转压实设计方法的特点：旋转压实设计方法的特点：常用的确定最佳含水量的方法为：实验室常用的确定最佳含水量的方法为：实验室配合比设计时变化不同含水量，室内进行重型配合比设计时变化不同含水量，室内进行重型击实实验，通过不同含水量下干密度的变化，击实实验，通过

33、不同含水量下干密度的变化，得出最大干密度下的含水量作为击实实验确定得出最大干密度下的含水量作为击实实验确定的最佳含水量。的最佳含水量。而土工确定的最佳含水量明显而土工确定的最佳含水量明显比实际偏高。比实际偏高。由于重型击实试验为土工的击实方法，由于重型击实试验为土工的击实方法，而冷而冷再生混合料性质为半柔性材料，用土工的方式再生混合料性质为半柔性材料，用土工的方式评价半柔性材料明显不妥。评价半柔性材料明显不妥。03 关键技术关键技术关键技术3 3-冷再生混合料设计方法冷再生混合料设计方法筛孔尺寸(mm)各筛孔的通过率（%）粗粒式中粒式细粒式31.510026.590-10010019.075-

34、9590-10010013.260-8075-9090-1009.540-7060-8060-804.7525-6035-6545-752.3615-4520-5025-550.33-203-216-250.0751-72-82-9试验项目试验项目技术要求技术要求试件成型方式（试件成型方式（SuperpaveTM旋旋转压实仪）转压实仪）旋转压实旋转压实50次次空隙率，空隙率，%8-14劈裂试验（劈裂试验（15）劈裂强度劈裂强度（MPa）不小）不小于于层位层位重交通及以上重交通及以上等级等级其他交通其他交通等级等级下面层下面层0.550.5基层基层0.450.4干湿劈裂强度干湿劈裂强度比（比（%

35、）不小）不小于于75冻融劈裂强度比冻融劈裂强度比TSR（%）不小于）不小于70动稳定度（车辙）（次动稳定度（车辙）（次/mm）不）不小于小于1000抗松散试验（抗松散试验（25）松散损失率，松散损失率，%2低温弯曲试验（低温弯曲试验（-10）破坏应变，破坏应变，150003 关键技术关键技术关键技术4 4-设备改装标准化及专用设备的研发设备改装标准化及专用设备的研发连续式改造平台间歇式改造平台应用技术一：拌和站的标准化改装技术应用技术一：拌和站的标准化改装技术改装重点：配料系统 乳化沥青计量系统 水计量系统 粉料计量系统 搅拌系统03 关键技术关键技术关键技术4 4-设备改装标准化及专用设备的

36、研发设备改装标准化及专用设备的研发应用技术一：拌和站的标准化改装技术应用技术一：拌和站的标准化改装技术冷再生改造标准化参数确定冷再生改造标准化参数确定型号WCQ500D改造WCQ600D改造WCQ800D改造搅拌工艺连续式连续式连续式骨料粒径(mm)505050搅拌主机数量222再生剂种类乳化沥青乳化沥青乳化沥青沥青罐配置1-2个卧罐1-2个卧罐1-2个卧罐再生骨料仓数量333骨料仓数量555计量精度骨料2%2%2%水泥、矿粉1%1%1%水1%-+2%1%-+2%1%-+2%乳化沥青/泡沫沥青0.5%0.5%0.5%连续式稳定土拌合站改造参数连续式稳定土拌合站改造参数间歇式拌合站改造参数间歇式

37、拌合站改造参数型号LBD3000改造LBD4000改造LBD5000改造搅拌工艺250-300300-400300-500骨料粒径(mm)间歇式间歇式间歇式搅拌主机数量404040再生剂种类111沥青罐配置乳化沥青乳化沥青乳化沥青再生骨料仓数量1个卧式罐1个卧式罐1个卧式罐骨料仓数量333计量精度骨料555水泥、矿粉0.5%0.5%0.5%水0.5%0.5%0.5%乳化沥青/泡沫沥青0.2%0.2%0.2%03 关键技术关键技术关键技术4 4-设备改装标准化及专用设备的研发设备改装标准化及专用设备的研发应用技术二：冷再生专用拌和站研发应用技术二：冷再生专用拌和站研发连续式专用拌合设备制造连续式

38、专用拌合设备制造采用连续搅拌技术，生产效率高；可以实现稳定土和冷再生的共同生产，真正的一机多用；混合料采用分级搅拌的方式，实现粗骨料与细集料的分级拌合，提高了拌合效率，减少混合料的离析；采用专用计量沥青罐，实现乳化沥青的精确计量，解决连续式计量系统无法实时监控沥青材料用量的问题；拌合站采用实时监控系统，拌合站发生断料或者计量超出规定范围，会通过网络发送于相关人员，保证混合料的质量03 关键技术关键技术关键技术4 4-设备改装标准化及专用设备的研发设备改装标准化及专用设备的研发应用技术二：冷再生专用拌和站研发应用技术二：冷再生专用拌和站研发间歇式专用拌合设备制造间歇式专用拌合设备制造 采用间歇式

39、搅拌工艺，搅拌时间可控，搅拌效果好，成品料质量易于保证；各种材料计量精度高，乳化沥青计量精度达到间歇式热拌沥青拌合站的要求，实现混合料质量的精细化控制；可实现各档原材料的精确称量，大幅减小级配变异性；本设备无成品料仓和成品料皮带机，彻底解决了再生料粘连皮带的问题；拌合站采用改进的卸料系统，保证拌合过程高效、安全、均匀；采用专用的搅拌装置，一方面保证混合料的拌合效率，一方面减小乳化沥青的破乳；拌合站采用实时监控系统，采用物联网技术，实现各项参数的实时监控，另外拌合站采用逐盘打印技术，实现生产的可查、可控；本设备模块化设计，可根据用户需求配置。03 关键技术关键技术关键技术5 5-施工工艺及控制指

40、标施工工艺及控制指标 本项目乳化沥青冷再生施工质量控制，主要完成冷再生中水泥计量水泥计量、乳化沥青用量、外加水用量乳化沥青用量、外加水用量等的计量。本项目中现场质量控制主要为压实度的控制，本项目采用湿密度和芯样干密度双控的技术要求，保证了混合料的施工质量。施施工工质质量量控控制制水泥用量监控水泥用量的监控通过以下两个方式进行：（1）现场水泥滴定试验（2）水泥的累计计量以及总量计量乳化沥青计量乳化沥青用量的监控通过以下两个方式：（1）专用设备检测乳化沥青用量（2）乳化沥青的累计计量以及总量计量含水量及现场压实度现场压实度的检测采用双控的手段：（1）现场压实效果采用湿密度控制，湿密度通过灌砂法确定

41、，含水量采用专用设备检测。（2）现场芯样检测，对冷再生的现场芯样要求压实度大于98%，空隙率小于12%的双指标要求，利于混合料的质量控制。03 关键技术关键技术关键技术5 5-施工工艺及控制指标施工工艺及控制指标(1)层间粘结处理工艺层间粘结处理工艺传统的规范和冷再生施工工艺中都没有对冷再生和半刚性基层的粘结做相应的规定，结合冷再生材料的特点，研制出了层层间粘结剂间粘结剂，解决了冷再生与半刚性基层间的粘结问题。层间粘结剂所用材料都为施工单位常备材料，具有造价合理、施工简便、效果良好的特点。层间粘结施工取芯效果03 关键技术关键技术关键技术5 5-施工工艺及控制指标施工工艺及控制指标对于改扩建项

42、目中，通常会存在冷再生层与其他路面结构的纵向拼接问题，往往这样的接缝为冷接缝，传统的处理方法不能起粘结效果，本项目通过对界面处理剂界面处理剂的研究，解决了冷接缝的拼接问题。纵缝施工取芯效果(2)新旧道路纵向冷拼接技术新旧道路纵向冷拼接技术03 关键技术关键技术关键技术5 5-施工工艺及控制指标施工工艺及控制指标保证乳化沥青冷再生混合料的现场压实度和平整度(3)压实工艺和机具的组合压实工艺和机具的组合03 关键技术 高固含量项目级专用再生乳化沥青；结合项目特点，在保证使用性能的前提下，通过现场调整控制破乳控制混合料工作性能；乳化剂界面结合作用，慢裂快凝形成早期强度；乳化沥青特点乳化沥青特点关键技

43、术关键技术6 6-高性能乳化再生技术高性能乳化再生技术03 关键技术冷再生用乳化沥青乳化沥青冷再生的关键工序是工业级乳化沥青的生产，工业级乳化沥青应重点关注的指标：固含量固含量乳化沥青粒度乳化沥青粒度稳定性稳定性胶体磨是影响性能的关键胶体磨是影响性能的关键关键技术关键技术6 6-高性能乳化再生技术高性能乳化再生技术02468101214160.2870.3340.3890.4530.5280.6150.7170.8350.9721.1331.321.5371.792.0852.4292.833.2963.8394.4725.2096.0687.0688.2339.5911.17113.0121

44、5.15717.65620.56623.95627.90432.50437.86144.102频率分布，%粒度，微米1#2#3#5#03 关键技术关键技术关键技术6 6-高性能乳化再生技术高性能乳化再生技术高性能乳化沥青冷再生的应用采用环保型的乳化沥青生产工艺采用环保型的乳化沥青生产工艺，不使不使用危化品用危化品，提高了乳化沥青的安全性，减少了对环境的污染；本项目乳化沥青冷再生结构层同时代替了柔性基层柔性基层ATB-25和下面层和下面层AC-25，实现一次性施工，缩短了工期，提高了工程建造效率。高性能乳化沥青冷再生混合料性能提高性能提高，较传统乳化沥青冷再生混合料，劈裂强劈裂强度提高度提高20

45、%以上，疲劳性能提高疲劳性能提高10倍以上倍以上，抗开裂性能（抗开裂性能（OT抗裂试验）提高抗裂试验）提高5倍倍。03 关键技术冷再生施工冷再生施工混合料压实混合料压实现场压实度检测现场压实度检测03 关键技术冷再生施工冷再生施工现场取芯现场取芯Summary总结总结04 总结山东交科院冷再生研究历程山东交科院冷再生研究历程2010国道206大修2011交通部冷再生强度机理课题立项2013胶州湾高速大修项目2014安徽合徐南项目地标编制2015济宁G104大修项目2016宁夏国道338项目2018济青高速改扩建？2006-2007问题提出04 总结沥青铣刨料127.4万吨水稳铣刨料157.3万

46、吨项目级再生利用 节约170万吨碎石产量 每100km节约废渣填埋占地70亩 少开采岩石60多万方济青高速改扩建冷再生应用济青高速改扩建冷再生应用04 总结总结总结 通过实体工程项目验证了冷再生强度形成机理的科学性；通过试验与现场验证，证明旋转压实设计方法和指标体系的合理性，能最大程度反映混合料的使用特性；形成完善的乳化冷再生设备改装标准化技术，并设计制造专用的乳化冷再生拌和设备；优化并完善乳化冷再生施工质量控制标准，并解决层间粘结和新老路拼接的技术难题；编制山东省乳化沥青冷再生地方标准。PPT模板下载： WILL DO A GREAT JOB!THANKS！SHANDONG TRANSPORTATION INSTITUTE