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據(jù)統(tǒng)計,在我國每年產(chǎn)生的廢舊瀝青路面材料達到數(shù)千萬噸,這個數(shù)字還在以每年約15%的速度增長,僅北京地區(qū)就每年產(chǎn)生廢舊瀝青路面材料100萬噸至150萬噸。為了貫徹建設(shè)“人文北京、科技北京、綠色北京”交通行動計劃,“在推進交通技術(shù)創(chuàng)新的總要求下,創(chuàng)新實現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施低造價、高性能,促進節(jié)能環(huán)保材料的利用”的發(fā)展政策,北京在“十二五”時期完成了大量的乳化瀝青冷再生技術(shù)推廣應(yīng)用工作,共鋪筑乳化瀝青冷再生混合料12.4萬噸。
乳化瀝青冷再生關(guān)鍵技術(shù)研究的落腳點即為實體工程鋪筑,工程應(yīng)用的核心是通過質(zhì)量控制及管理將前述研究成果順利地應(yīng)用到工程中去,從而達到保證乳化瀝青冷再生層質(zhì)量的目的。項目以理論指導(dǎo)實踐為原則,開展乳化瀝青冷再生產(chǎn)業(yè)化推廣及應(yīng)用,再根據(jù)工程應(yīng)用結(jié)果總結(jié)經(jīng)驗并反饋室內(nèi)設(shè)計研究,以實現(xiàn)理論指導(dǎo)實踐,實踐完善理論的良性循環(huán),保證乳化瀝青冷再生技術(shù)得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。
在北京市的乳化瀝青冷再生技術(shù)推廣應(yīng)用項目實施過程中,提出了RAP質(zhì)量管理及控制要求;對乳化瀝青冷再生施工工藝進行總結(jié)研究,包括施工準(zhǔn)備、運輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生及開放交通。提出了三階段壓實度控制方法及指標(biāo),分別對乳化瀝青冷再生層施工結(jié)束、上覆層鋪筑之前及上覆層鋪筑之后的壓實度進行控制。提出了不同等級的公路及城市道路用乳化瀝青冷再生混合料技術(shù)要求,基于該技術(shù)要求和乳化劑優(yōu)選及復(fù)配技術(shù)的研究成果,生產(chǎn)開發(fā)了不同應(yīng)用條件的乳化瀝青及乳化瀝青冷再生混合料。經(jīng)實體工程檢驗,項目所生產(chǎn)開發(fā)的乳化瀝青及乳化瀝青冷再生混合料具有良好的適用性。
表1 北京地區(qū)部分乳化瀝青冷再生工程統(tǒng)計
表2 乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計結(jié)果
項目建立了乳化瀝青生產(chǎn)線1條,乳化瀝青冷再生混合料生產(chǎn)線2條,實現(xiàn)乳化瀝青及混合料生產(chǎn)的自主化,并進行推廣應(yīng)用,累計使用乳化瀝青冷再生混合料12.4萬噸,為北京市公路及城市道路養(yǎng)護維修做出巨大貢獻。從工程應(yīng)用效果來看,含有乳化瀝青冷再生層的新建路面及大中修路面使用性能良好,路面平整密實,未發(fā)現(xiàn)裂縫,可在北京乃至全國進一步推廣普及乳化瀝青冷再生技術(shù)。
京沈高速公路輔路大修工程應(yīng)用乳化瀝青冷再生施工
京沈高速公路輔路乳化瀝青冷再生大修工程通車
京沈高速公路輔路大修路段為五環(huán)至四環(huán)之間的左輔路和右輔路,各長7.2公里,其中大約3公里路段的道路面層使用了乳化瀝青冷再生技術(shù)。此次大修工程為乳化瀝青冷再生技術(shù)在城市道路大修工程中的首次應(yīng)用。該技術(shù)使道路銑刨下來的舊料重復(fù)利用率達90%,同時縮短了封閉交通時間,攤鋪后即可放行。在大修工程中瀝青路面下面層采用廠拌冷再生技術(shù),應(yīng)用乳化瀝青冷再生技術(shù)的路段為四方橋至東馬各莊橋。
針對京沈高速公路輔路需快速開放交通的技術(shù)問題,此次大修乳化瀝青選用項目開發(fā)的RH-2型乳化瀝青。根據(jù)含有再生層的大中修道路路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果,路面結(jié)構(gòu)為:10厘米乳化瀝青冷再生混凝土+5厘米中粒式熱拌瀝青混凝土AC-16+4厘米細粒式橡膠瀝青混凝土ARAC-13,總計使用廠拌乳化瀝青冷再生混合料1.5萬噸,以實現(xiàn)原路面回收的瀝青路面材料再生利用,達到低碳經(jīng)濟和節(jié)能減排的目的。
在對所送材料進行試驗檢驗之后,首先參照乳化瀝青冷再生要求確定了工程設(shè)計級配范圍,在礦料級配設(shè)計、土工擊實試驗、劈裂試驗等相關(guān)試驗的基礎(chǔ)上得到了最佳乳化瀝青用量,經(jīng)過配合比設(shè)計檢驗,證明所設(shè)計的乳化瀝青冷再生混合料的各項技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。
通過目標(biāo)配合比設(shè)計,確定了乳化瀝青冷再生混合料的礦料組成、乳化瀝青用量及施工控制密度。
試驗結(jié)果表明,所設(shè)計的乳化瀝青冷再生混合料均能滿足現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于空隙率、劈裂試驗、馬歇爾穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗的指標(biāo)要求,從而保證了乳化瀝青冷再生混合料具有良好的路用性能。
表3 合成級配控制范圍
表4 白馬路東延試驗段乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計結(jié)果
表5 芯樣壓實度檢測結(jié)果
表6 白馬路東延新建工程目標(biāo)乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計結(jié)果
2012年6月,北京市順義區(qū)白馬路東延工程乳化瀝青冷再生試驗路段順利完工,該試驗路段是北京市第一個大面積應(yīng)用廠拌乳化瀝青冷再生混合料的新建道路工程。
2012年6月鋪筑的白馬路東延工程乳化瀝青冷再生試驗路段總長1.3公里。由于白馬路東延道路工程是北京現(xiàn)代汽車第三工廠配套建設(shè)項目,所以該試驗段是被設(shè)計為具有貨運功能的道路工程。為了確保此路能達到設(shè)計使用要求,同時增加拆除路面瀝青混凝土舊料的利用率,經(jīng)相關(guān)部門與技術(shù)單位反復(fù)論證,最終決定該試驗路段路面下面層采用乳化瀝青冷再生混凝土。
針對白馬路東延工程運輸距離較長的技術(shù)問題,乳化瀝青選用該項目開發(fā)的RH-1型乳化瀝青。根據(jù)含有再生層的新建路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化計算結(jié)果,選取路面結(jié)構(gòu)為:10厘米乳化瀝青冷再生混凝土+4厘米細粒式熱再生瀝青混凝土AC-13,該試驗路段總長1.3公里的路面下面層全部使用乳化瀝青冷再生混合料,共計6800多噸。冷再生混合料中未添加新集料,實現(xiàn)了銑刨回收舊料的100%再生利用,極大提高了路面回收舊料的利用比例,充分發(fā)揮了舊料的利用價值。
該項目共計使用乳化瀝青200多噸,該試驗路段乳化瀝青冷再生混合料配比設(shè)計要求此次冷再生混合料全部采用銑刨回收舊料,除了添加1.5%的水泥作為填料,不添加任何新骨料,乳化瀝青含量為RAP料干重的3.5%。廠拌乳化瀝青冷再生技術(shù)采用常溫施工,較常規(guī)熱拌瀝青混合料施工具有巨大的環(huán)保優(yōu)勢。
表7 合成級配控制范圍
表8 白馬路東延新建工程乳化瀝青合成級配控制范圍
首先,參照乳化瀝青冷再生要求確定了工程設(shè)計級配范圍,在礦料級配設(shè)計、劈裂強度及馬歇爾試驗等相關(guān)試驗的基礎(chǔ)上得到了最佳乳化瀝青用量,經(jīng)過配合比設(shè)計檢驗,證明所設(shè)計的乳化瀝青冷再生混合料的各項技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范的要求。
施工結(jié)束后,自然養(yǎng)生一周,再進行取芯檢測,各路段均取出完整芯樣,達到了鋪筑上面層的要求。
2013年6月,白馬路東延新建工程正式啟動,路線全長13.095公里,其中順義境內(nèi)10.975公里,終點段位于平谷境內(nèi)2.12公里。按一級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,設(shè)計時速為80公里,路基寬度為30米和24.5米,雙向四車道,加硬路肩。
道路在下穿大秦鐵路段為便于非機動車道及小型車通行,主路兩側(cè)設(shè)置輔路,按三級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,設(shè)計時速為40公里,路面寬度為6米,單向一車道加非機動車道,外側(cè)設(shè)置2米人行步道,橋下凈空3.75米。全線共設(shè)有冉家河橋、金雞河橋、丈子溝橋、東一干渠橋,以及無名河橋5座橋梁。白馬路新建工程使用乳化瀝青冷再生混合料7000多噸,80%使用廢舊瀝青路面材料。
表9 乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計結(jié)果
表10 合成級配控制范圍
北京市平谷區(qū)是全國生態(tài)示范區(qū),華西路是一條旅游、觀光車輛的快速通道,主線工程起點位于平谷區(qū)小峪子村西側(cè),緊鄰密三路與胡熊路交叉口,終點位于西峪水庫前,與平關(guān)路相交,道路全長8.58公里。道路設(shè)計等級為二級公路,設(shè)計時速為60公里。道路橫斷面采用一幅路形式,路面寬9米。
平谷華西路是長壽命瀝青路面工程的一部分,主要發(fā)揮乳化瀝青冷再生混合料的柔性作用,改善路面受力狀態(tài),延緩反射裂縫。根據(jù)長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)計算分析結(jié)果,路面結(jié)構(gòu)為:加強土基+15厘米乳化瀝青冷再生混凝土層+10厘米ATB-25(50#瀝青)+8厘米AC-20(高模量)+5厘米SBS改性瀝青AC-13。針對平谷華西路工程運輸距離較長的技術(shù)問題,此次大修工程乳化瀝青選用RH-1型乳化瀝青,乳化瀝青冷再生混合料用量9000噸,其中礦料60%為廢舊瀝青路面材料,40%為廢石,以實現(xiàn)原路面回收的瀝青路面材料再生利用,達到低碳經(jīng)濟和節(jié)能減排的目的。
在平谷華西路工程中,為了充分利用現(xiàn)場銑刨的廢舊瀝青路面材料,設(shè)計采用乳化瀝青冷再生混合料。在對所送材料進行試驗檢驗之后,首先參照乳化瀝青冷再生要求確定了工程設(shè)計級配范圍,在礦料級配設(shè)計、土工擊實試驗、劈裂試驗等相關(guān)試驗的基礎(chǔ)上得到了最佳乳化瀝青用量,經(jīng)過配合比設(shè)計檢驗,證明所設(shè)計的乳化瀝青冷再生混合料的各項技術(shù)指標(biāo)均滿足規(guī)范的要求。
通過目標(biāo)配合比設(shè)計,確定了乳化瀝青冷再生混合料的礦料組成、乳化瀝青用量及施工控制密度。試驗結(jié)果表明,所設(shè)計的乳化瀝青冷再生混合料均能滿足現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于空隙率、劈裂試驗、馬歇爾穩(wěn)定度試驗、凍融劈裂試驗指標(biāo)要求,從而保證了乳化瀝青冷再生混合料具有良好的路用性能。