科技成果

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成果名称: 沥青路面就地热再生复拌加铺施工技术研究

成果登记号: 9612017Y0175

第一完成单位: 中交第二公路工程局有限公司

联 系 人: 薛成

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新工艺

技术领域: 新材料及其应用

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

    随着国家基础设施建设速度的不断加快,我国公路建设突飞猛进,发展迅速。高速公路的养护管理工作作为高速路建设发展的一项重要内容,却处于相对滞后的阶段。目前,高速公路养护维修的特点为:养护工作的经常性、及时性;高速公路行车密度大、车速快,养护作业危险性较大;养护的高成本性、复杂性及科技性。沥青路面热再生复拌加铺主要是对旧路重新就地复拌恢复功能的同时,再进行一层路面加铺层结构循环再生施工技术,是针对在路面还未发生或者说刚刚开始发生损坏时采取一些必要的养护措施来延长使用寿命。我国在不少工程中已采用了预防性养护措施,但在预防性养护决策方面,还处于摸索阶段,没有形成一个科学的决策体系,而沥青路面复拌加铺技术采取预防性养护新技术充分体现了"预防为主、防治结合"的工作方针。转变传统的以矫正性为主的公路养护理念,推行以预防性养护作为公路养护的主导方式,变矫正性养护为预防性养护。

    采用就地热再生技术对道路进行预防性养护、修复,在国内尚属于开发研究阶段,近年来交通部和地方政府对预养护措施的应用技术有一定研究,取得了一些成果,但还没有根本解决问题,因此提供一套完整的施工工艺具有重要意义。本课题的立项以机荷路修缮项目为依托,公司成立课题攻关研究小组,联合科研机构共同开发,实施开展有关原路面路况调查、再生剂的研发、就地热再生沥青混合料配合比设计、施工工艺研究、再生沥青混合料路用性能研究及经济效益分析,总结形成完善的施工工艺,为后续类似工程施工提供经验和指导作用。

    本课题主要研究内容:(1)原路面性能调查;(2)就地热再生配合比设计的研究;(3)再生剂的研发;(4)就地热再生施工工艺的研究;(5)再生沥青混合料路用性能研究;(6)经济效益与评价。

    本课题创新点如下:(1)自行改进研发铣刨刀头,确保混合料翻耙后的完好率;(2)控制加热板和地面的最佳距离,多步骤温控措施实现了对路面加热温度有效控制;(3)加热机组可适用于不同外界条件状况下施工;(4)再生剂喷洒量可实现的精确控制;(5)复拌加铺层的粘结层采取同步摊铺,层间无空隙,形成整体结构层;(6)有效解决了纵向热拼接沥青接缝渗水的难题;(7)研发HXG型再生剂对再生沥青混合料路面性能的改善效果良好;(8)推荐沥青混合料就地热再生配合比设计采用马歇尔配合比设计方法;(9)开放交通后对路况持续跟踪观察,分析了开放交通后路况变化;(10)总结优化施工工艺,编制了就地热再生施工指南和工法,并形成规程和发明专利;(11)节能减排效果显著。

    根据国外和国内的经验,旧沥青路面再生利用材料费约节省43%-54%,工程造价降低约20%-50%。应用旧沥青路面再生技术,节约了沥青和砂石材料而降低了工程造价,但是旧沥青混合料的再生利用却增加了旧料加工费用,因此,对于旧沥青混合料的再生利用是否可以节约投资,主要取决于旧料再利用的直接经济效益是否大于对旧料的加工费用。以广东机荷高速公路实体工程掺配比90.9%分析,节约材料成本费约68.3%,然而采用就地热再生技术施工设备费用较传统混合料施工费用增加约15%,因此,该项目节省的费用约为53.3%,经济效益相当可观。此外,该技术的应用产生具有明显的社会效益,主要表现在实施预防性养护之后,道路不会过早的出现损坏,而且施工期短,开放交通早,一定的时期内出行会更加快捷方便、行车更加舒适顺畅、也会节约行车时间等,其可以废物再循环利用,不用铣刨原路面,且施工速度快,成型快、开放交通快,提高了运输的安全和效率,从而带来可观的社会效益。

    存在的问题:

   (1)鉴于通车时间较短,并且多次从现场进行取芯、取板比较困难,因此对后续的施工质量及路用性能研究未能持续,在此建议其他有条件的科研人员和机构进行持续监测分析,为就地热再生技术提供宝贵意见;

   (2)由于编者水平有限,本课题中只做马歇尔法配合比设计与Superpave法配合比设计的对比,而没有进一步分析其他国内外常用的配合比设计方法(如贝雷法等)用于就地热再生配合比设计中的可行性及优缺点,在此希望相关学者能够进一步研究分析,找出更加优化的就地热再生配合比设计方法;

   (3)不同的施工设备、环境及条件对就地热再生的施工效果影响很大,本课题研究的成果主要依托深圳机荷(东段)维护修缮工程,所得数据及结果难免存在局限性,请各位专家及学者结合当地实际情况采用;

   (4)从实际使用情况及性能研究的结果来看,HXG型再生剂的性能优于当前市场中常使用的再生剂,但并没有进行大范围的推广和使用,在后续的工作中,希望能够用于不同结构、不同再生类型的再生养护中,进一步研究HXG型再生剂的性能。

    历年获奖情况:(1)获2015年度中国公路建设行业协会公路工程工法一项;(2)获国家发明专利一项,已授权,专利号:ZL2013105747083;(3)获中国交通建设股份有限公司第五批节能减排示范项目。