一、技術(shù)名稱:瀝青路面冷再生技術(shù)在路面大中修工程中的應(yīng)用技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍:各等級公路瀝青路面大中修養(yǎng)護工程
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)溫度一般在160℃-180℃以上,不僅需要消耗大量的加熱燃油(每噸瀝青混合料需消耗7-8kg燃油),而且會產(chǎn)生大量的溫室氣體(CO2、SO2、NOX等)和瀝青煙等有害、有毒氣體。
近幾年,我國每年熱拌瀝青混合料的用量約為2.5億t,每年消耗燃料油175-200萬t,折合236.6-270.4萬tce。目前應(yīng)用該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量4萬tce/a,CO2減排約11萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
冷再生技術(shù)是對瀝青路面進行冷銑刨、破碎和篩分,摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)和水(新材料摻配比例一般在30%以內(nèi)),經(jīng)過常溫拌和、常溫攤鋪、常溫碾壓等工序,實現(xiàn)舊瀝青路面再生的技術(shù)。按照再生工藝的不同,冷再生技術(shù)可以分為廠拌冷再生和就地冷再生兩種方式;按照所用結(jié)合料的不同,冷再生技術(shù)可以分為泡沫瀝青冷再生、乳化瀝青冷再生和水泥冷再生三種方式。
2.關(guān)鍵技術(shù)
瀝青路面冷再生技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是:
(1)乳化瀝青配方設(shè)計技術(shù);
(2)瀝青發(fā)泡特性改進技術(shù);
(3)冷再生瀝青混合料設(shè)計技術(shù);
(4)冷再生施工質(zhì)量控制技術(shù)。
3.工藝流程
按照工藝的不同,瀝青路面冷再生技術(shù)可分為廠拌和就地兩種方式。
(1)廠拌冷再生的工藝流程:
原路面冷銑刨得到廢舊路面材料RAP→將RAP運輸至拌和廠→采用專用設(shè)備進行混合料拌制→將冷再生混合料運輸至施工現(xiàn)場→攤鋪→碾壓→養(yǎng)生→加鋪罩面層。
(2)就地冷再生的工藝流程:
采用專用設(shè)備對原路面進行就地冷銑刨,同時完成就地拌和、就地攤鋪、就地壓實,經(jīng)養(yǎng)生后加鋪罩面層。
按照再生結(jié)合料的不同,瀝青路面冷再生可以分為泡沫瀝青冷再生、乳化瀝青冷再生二種。
泡沫瀝青:是采用將熱瀝青和水在專用的發(fā)泡裝置內(nèi)混合、膨脹,形成的含有大量均勻分散氣泡的瀝青材料(見圖(1)。由于含有大量氣泡,因此泡沫瀝青粘度較小,可以在較低的溫度下與石料拌和。
圖1 瀝青發(fā)泡裝置
乳化瀝青:是將石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下,經(jīng)乳化加工制得的均勻瀝青產(chǎn)品。由于將瀝青以細微顆粒的形式分散到了水相中,使得乳化瀝青在常溫下呈液態(tài),可以在常溫下與石料拌和均勻。
通過冷再生,可以消除原路面較深層位病害,延長路面壽命。典型的瀝青路面冷再生結(jié)構(gòu)形式見下圖2。
圖2 冷再生技術(shù)方案示意圖
五、主要技術(shù)指標
與傳統(tǒng)銑刨加鋪維修技術(shù)比較,在不影響路面使用性能的前提下,采用冷再生技術(shù)可節(jié)省加熱能源60%以上,減少C02排放量80%以上。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)獲得2009年度中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎。2004年以來,我國遼寧、江蘇、河北、江西、浙江、陜西等十幾個省市都先后鋪筑了瀝青路面冷再生試驗路或?qū)嶓w工程,使用泡沫瀝青和乳化瀝青的冷再生應(yīng)用面積已超過1000萬m3,技術(shù)成熟可靠。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶:江西贛粵高速公路股份有限公司、河北省公路管理局、浙江省公路管理局、遼寧省營口市公路處等
典型案例1
案例應(yīng)用單位:江西省昌九高速公路
技術(shù)提供單位:交通運輸部公路科學(xué)研究所
建設(shè)規(guī)模:應(yīng)用乳化瀝青冷再生技術(shù)90多公里的路面大修工程。主要技改內(nèi)容:采用廠拌冷再生路面結(jié)構(gòu)方案,應(yīng)用乳化瀝青冷再生技術(shù)實現(xiàn)了對原半剛性基層的柔性化轉(zhuǎn)換,并將廠拌冷再生層作為高速公路的上基層。主要設(shè)備為經(jīng)過自主改造的國產(chǎn)水泥穩(wěn)定拌和設(shè)備。節(jié)能技改投資額100萬元,建設(shè)期3年,節(jié)能量折合約780tce,節(jié)約瀝青7845t,總計節(jié)能經(jīng)濟效益約為5600萬。
典型案例2
案例應(yīng)用單位:河北省國道G106(衡水段)一級公路
技術(shù)提供單位:交通運輸部公路科學(xué)研究所
建設(shè)規(guī)模:應(yīng)用泡沫瀝青冷再生技術(shù)80多公里的路面大修工程。主要內(nèi)容:采用泡沫瀝青就地冷再生技術(shù),將泡沫瀝青冷再生混合料作為一級公路的下面層,應(yīng)用泡沫瀝青冷再生混合料50多萬噸。與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料(ATB-2(5)相比,節(jié)省燃料油4000噸(50萬噸×8千克),按1噸燃料油折算成1.43噸標準煤計算,節(jié)約標準煤約為5720噸。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
隨著使用期的延長,我國的高等級公路大量進入維修養(yǎng)護期,維修養(yǎng)護、翻修重建的任務(wù)越來越重。我國公路已經(jīng)開始由建設(shè)為主的發(fā)展階段逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榻B(yǎng)并舉的發(fā)展階段。冷再生技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各等級公路及城市道路的瀝青路面大中修工程,具有明顯的節(jié)能減排效果,顯著提高了舊路面材料的利用率,經(jīng)濟效益和社會效益明顯,具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。
據(jù)統(tǒng)計,我國每年高等級公路維修養(yǎng)護中銑刨的舊瀝青路面材料約為7000萬噸。預(yù)計未來5年,銑刨的舊瀝青路面材料中將有40%采用冷再生技術(shù),與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料(ATB-2(5)相比,可節(jié)省燃料油22.4萬噸,折合成標準煤,可節(jié)約32萬tce,減排二氧化碳84萬噸。
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