公路沥青路面清洁化就地热再生技术应用.pdf
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1、公路沥青路面公路沥青路面清洁化就地热再生清洁化就地热再生技术应用研究技术应用研究重庆交通大学重庆交通大学郭小宏郭小宏国家二级教授国家二级教授中国工程机械学会路面与压实机械分会副理事长中国工程机械学会路面与压实机械分会副理事长中国工程机械协会筑路机械分会副会长中国工程机械协会筑路机械分会副会长全国沥青路面再生技术联盟全国沥青路面再生技术联盟专家组副组长专家组副组长重庆市公路学会施工管理分会副主任重庆市公路学会施工管理分会副主任20202020年年0909月月2424日日 安徽合肥安徽合肥交交 流流 提提 纲纲2 2 清洁化就地热再生清洁化就地热再生的技术机理与工艺原理的技术机理与工艺原理4 4
2、项目的项目的技术经济与环保效益技术经济与环保效益1 1 沥青路面就地热再生技术类型3 3 清洁就地热再生清洁就地热再生技术的特点与要求技术的特点与要求一 沥青路面就地热再生技术类型按再生方式,它可以分复拌再生、加铺再生两种方式。复拌再生复拌再生指将旧沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的再生剂、新沥青、新沥指将旧沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的再生剂、新沥青、新沥青混合料,经热态拌合、摊铺、压实成型。青混合料,经热态拌合、摊铺、压实成型。工艺过程工艺过程一 沥青路面就地热再生技术类型加铺再生加铺再生指将旧沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的再生剂、新沥青混合料指将旧沥青路面
3、进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的再生剂、新沥青混合料拌合形成再生混合料,利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生混合料,利用再生复拌机的第二拌合形成再生混合料,利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生混合料,利用再生复拌机的第二熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生混合料之上,两层一起压实成型。熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生混合料之上,两层一起压实成型。工艺过程工艺过程一 沥青路面就地热再生技术类型按加热方式分:热风加热与辐射加热;按加热方式分:热风加热与辐射加热;按供热压力分:负压循环与正压直吹。按供热压力分:负压循环与正压直吹。1 什么是什么是清洁化养护技术清洁化养护技术清洁化清洁化沥青路面就地热再
4、生沥青路面就地热再生技术表现在:技术表现在:施工不施工不需要铣刨,通过加热、耙松、添加再生剂以及视旧路需要铣刨,通过加热、耙松、添加再生剂以及视旧路面情况添加少部分新料,即可生产出满足要求的热再面情况添加少部分新料,即可生产出满足要求的热再生沥青混合料;生沥青混合料;在治愈路面病害的同时,既可实现旧在治愈路面病害的同时,既可实现旧路面材料路面材料100%100%循环利用,在养护作业中又不对环境产循环利用,在养护作业中又不对环境产生二次污染;生二次污染;保证适宜的现场作业环境,避免溢出热保证适宜的现场作业环境,避免溢出热风对周边植被的烘烤。风对周边植被的烘烤。这是一种这是一种清洁、快速的沥青路面
5、预养护技术。清洁、快速的沥青路面预养护技术。二 清洁化就地热再生的技术机理与工艺原理2 2 技术机理技术机理二 清洁化就地热再生的技术机理与工艺原理RAP惰气循环惰气循环加热技术加热技术RAP-Inert gas cycle heating technology“RAPRAP惰性气体循环加热技术惰性气体循环加热技术(简称:(简称:RAPRAP惰气加热技术惰气加热技术 RAPRAP-IGCHIGCH)”:针对沥青路面与)”:针对沥青路面与RAPRAP料的加热要求,采用低热源、长大加料的加热要求,采用低热源、长大加热空间、惰性气体热风循环加热技术热空间、惰性气体热风循环加热技术,将,将旧路面与旧路
6、面与RAPRAP料进行有效加热,能够基本实现热再生混合料温度的料进行有效加热,能够基本实现热再生混合料温度的“三个一致三个一致”:粗、细料粗、细料外表温度一致,粗、细料内部温度一致,单一颗粒料内外温度一致的外表温度一致,粗、细料内部温度一致,单一颗粒料内外温度一致的一种一种RAPRAP料料绿色绿色加热加热技术技术。(1)(1)低热源低热源向地面持续提供温度向地面持续提供温度400400-500500热风,并使热风能携带稳定的热能。热风,并使热风能携带稳定的热能。长大加热空间长大加热空间路面和路面和RAPRAP料在与热风充分接触中,从热风中吸收热能的地方,料在与热风充分接触中,从热风中吸收热能的
7、地方,是路面和是路面和RAPRAP料与热风实现热交换的地方。料与热风实现热交换的地方。RAPRAP料吸热方式料吸热方式热传导:在单一颗粒料内。热传导:在单一颗粒料内。热辐射:在热风与不同颗粒旧料之间。热辐射:在热风与不同颗粒旧料之间。热对流:在热风与不同颗粒旧料之间。热对流:在热风与不同颗粒旧料之间。RAPRAP料吸热条件料吸热条件单一颗粒料表面与内部、颗粒旧料表面与内部,单一颗粒料表面与内部、颗粒旧料表面与内部,必须存在温度梯度这决定了热交换强度。必须存在温度梯度这决定了热交换强度。必须的热交换空间与时间这决定了热交换的面积与热量。必须的热交换空间与时间这决定了热交换的面积与热量。RAPRA
8、P料料加热的约束条件加热的约束条件避免避免RAPRAP料内旧沥青的老化。料内旧沥青的老化。旧沥青的老化避免高热源、高温热气。旧沥青的老化避免高热源、高温热气。避免高温热气与充分的氧气和避免高温热气与充分的氧气和RAPRAP料充分接触。料充分接触。二 清洁化就地热再生的技术机理与工艺原理热再生混合料温热再生混合料温度的度的“三个一致三个一致”十分重要十分重要二 清洁化就地热再生的技术机理与工艺原理阶梯式加热保温技术阶梯式加热保温技术RAP-Step heating and temperature raising technology“沥青路面沥青路面阶梯式加热保温技术阶梯式加热保温技术(简称:阶
9、梯式简称:阶梯式加热保温技术加热保温技术 RAPRAP-SHTRSHTR)”:针对沥青路面与:针对沥青路面与RAPRAP料的加热要求料的加热要求,依据依据RAPRAP惰惰气循环气循环加热技术原理加热技术原理,按照热量在旧路面与按照热量在旧路面与RAPRAP料中传递的规律料中传递的规律,对旧路面与对旧路面与RAPRAP料进行阶梯式持续加热与保温料进行阶梯式持续加热与保温,实现热再生混合料实现热再生混合料温度温度“粗粗、细料外表温度一致细料外表温度一致,粗粗、细料内部温度一致细料内部温度一致,单一颗粒料内外温度一致单一颗粒料内外温度一致”的的一种绿色就地快速一种绿色就地快速加热加热技术技术。(2)
10、(2)3 3 工艺原理工艺原理二 清洁化就地热再生的技术机理与工艺原理 旧路面加热工艺与各个工序的加热梯度控制;旧路面加热工艺与各个工序的加热梯度控制;实时控制再生混合料搅拌的均匀性(集料、温度、油石比);实时控制再生混合料搅拌的均匀性(集料、温度、油石比);耙松时下顶面耙松时下顶面的温度、摊铺前下顶面的温度与的温度、摊铺前下顶面的温度与再生混合料的出料温度再生混合料的出料温度。1 清洁化清洁化就地热再生技术的特点就地热再生技术的特点清洁化清洁化就地热再生技术(就地热再生技术(Clean Maintenance Technology of Hot Air Negative Pressure C
11、yclic onClean Maintenance Technology of Hot Air Negative Pressure Cyclic on-site Thermal Regenerationsite Thermal Regeneration。简称。简称 Clean HClean HANPANP)。本技术是将沥青路面多种病害作为一个综合体,利用热风)。本技术是将沥青路面多种病害作为一个综合体,利用热风负压循环加热、热耙松与加热复拌技术,将旧路面材料与新沥青、再生剂(添加剂)、新沥青混合料就地热拌负压循环加热、热耙松与加热复拌技术,将旧路面材料与新沥青、再生剂(添加剂)、新沥青混合料就
12、地热拌合、就地摊铺与碾压,全面恢复沥青路面路用性能的一种清洁化养护技术。合、就地摊铺与碾压,全面恢复沥青路面路用性能的一种清洁化养护技术。本技术主要包括三个环节:本技术主要包括三个环节:前期准备前期准备:包括旧路况调查、再生沥青混合料设计等。:包括旧路况调查、再生沥青混合料设计等。施工作业施工作业:主要包:主要包括施工过程中对人机材的协调;就地再生机组工作参数调整与作业状态协调;新沥青、再生剂、燃油的计量;括施工过程中对人机材的协调;就地再生机组工作参数调整与作业状态协调;新沥青、再生剂、燃油的计量;对旧路面加热温度与梯度、热铣刨温度与梯度的控制,热铣刨深度与宽度、以及新沥青、再生剂、新沥青混
13、合对旧路面加热温度与梯度、热铣刨温度与梯度的控制,热铣刨深度与宽度、以及新沥青、再生剂、新沥青混合料的添加量的控制、再生混合料的复拌、摊铺、碾压温度与梯度的控制;再生沥青混合料路面与原路面接缝的料的添加量的控制、再生混合料的复拌、摊铺、碾压温度与梯度的控制;再生沥青混合料路面与原路面接缝的处理,作业环境控制等。处理,作业环境控制等。后期检验评价后期检验评价:包括对再生后的路面进行现场与室内检测,以评价施工质量。:包括对再生后的路面进行现场与室内检测,以评价施工质量。三 清洁化就地热再生技术的特点与要求三 清洁化就地热再生技术的特点与要求2 2 技术核心技术核心:工程质量与作业环境质量:工程质量
14、与作业环境质量 工程质量控制:再生混合料设计、过程温度与拌和。工程质量控制:再生混合料设计、过程温度与拌和。三 清洁化就地热再生技术的特点与要求2 2 技术核心:技术核心:作业环境质量控制:厂界温度、热风外溢与废气集中排放。作业环境质量控制:厂界温度、热风外溢与废气集中排放。保证适宜的现场作业环境质量保证适宜的现场作业环境质量,避免厂界周边的植被溢避免厂界周边的植被溢出热风烘烤出热风烘烤、确保厂界外环境质量与安全确保厂界外环境质量与安全。厂界定义为:就地热再生设备施工时厂界定义为:就地热再生设备施工时,纵向与设备最外纵向与设备最外侧零部件相距侧零部件相距0 0.1111米距离的设备两侧范围米距
15、离的设备两侧范围。具体为:作业环境控制范围:具体为:作业环境控制范围:1 1 两侧厂界温度:距地面两侧厂界温度:距地面0 0米米、1 1米米、2 2米处米处,温度不大于温度不大于5050。2 2 两侧厂界热风:距地面两侧厂界热风:距地面0 0.1010米处与紧邻加热室侧上方米处与紧邻加热室侧上方,基本无热风外溢基本无热风外溢。3 3 两侧厂界废气:各设备的加热室两侧厂界废气:各设备的加热室(包括集中式加热室包括集中式加热室和分布式加热室和分布式加热室)两侧紧邻处或加热室上方两侧紧邻处或加热室上方1 1米处米处,烟气中氮烟气中氮化物化物、硫化物硫化物、碳化物的含量碳化物的含量,应小于规定值应小于
16、规定值。4 4 废气集中排放处:烟气中氮化物废气集中排放处:烟气中氮化物、硫化物硫化物、碳化物的碳化物的含量含量,应小于规定值应小于规定值。三 清洁化就地热再生技术的特点与要求3 3 作业环节:四个重要环节。作业环节:四个重要环节。使用路面加热机,按一定温度与梯度要求,将旧路面进行加热软化,形成表面至表层下使用路面加热机,按一定温度与梯度要求,将旧路面进行加热软化,形成表面至表层下4cm4cm处处1801808080的温度分布。的温度分布。使用加热耙松机,将旧路面热铣刨至预定深度。在对旧路面持续提供热量、保持要求的温度与梯度的同时,按路面预定深使用加热耙松机,将旧路面热铣刨至预定深度。在对旧路
17、面持续提供热量、保持要求的温度与梯度的同时,按路面预定深度与宽带进行热耙,原路面耙松后,度与宽带进行热耙,原路面耙松后,下顶面温度保持在下顶面温度保持在8080左右。左右。使用加热复拌机,将新旧混合料分路输送、计量并与新沥青、添加剂等进行机内混合与热搅拌,形成再生沥青混合料,按使用加热复拌机,将新旧混合料分路输送、计量并与新沥青、添加剂等进行机内混合与热搅拌,形成再生沥青混合料,按要求的出料温度(要求的出料温度(120120150150),向摊铺机提供再生混合料。机内热搅拌,实现了新旧混合料、再生混合料温度均匀,并保持一),向摊铺机提供再生混合料。机内热搅拌,实现了新旧混合料、再生混合料温度均
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