高性能预拌式冷铺沥青混合料的研制和应用技术研究.doc
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1、 1西部交通建设科技项目 合同号:2006 318 223 40 高性能预拌式冷铺沥青混合料的 研制和应用技术研究 研究报告简本 交通运输部公路科学研究所 陕西高速机械化工程有限公司 北京市政路桥建材集团有限公司 六安市交通公路实业有限公司 2012年9月 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1目 录 1 项目背景 . 1 1.1 项目概述 . 1 1.2 目的意义 . 1 1.3 总体目标 . 3 2 研究内容与技术路线 . 4 2.1 研究内容 . 4 2.2 技术路线 . 4 3 研究成果与创新 . 5 4 经济社会效益 . 6 4.1 生产成本比较 . 6
2、4.2 生产、运输、施工过程中节能和环保问题 . 7 4.3 不同修补方法的比较 . 8 4.4 高性能冷补料的优点 . 10 5 研究结论 . 11 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 11 项目背景 1.1 项目概述 “高性能预拌式冷铺沥青混合料的研制和应用技术研究”(编号:2006 318 223 40)是交通部2006年度西部交通建设科技项目。本项目由交通运输部公路科学研究所、陕西高速公路机械化工程有限公司、北京市政路桥建材集团有限公司、六安市交通公路实业有限公司联合承担。 本项目主要针对我国西部地区(同时也考虑了中部、东部地区)的道路状况及气候、材料条件,
3、研究开发适合我国西部地区的高等级公路及时、快速、全天候修补的高性能修补材料和技术,特别是在低温、雨雪等不利施工季节下的路面快速局部修补技术,提高高等级公路路面的使用性能和使用寿命,满足高等级公路日常养护的需要。研究中提出了冷补液的技术要求以及达到技术要求所应采取的技术措施;提出了冷补沥青混合料设计方法及技术指标;提出了高性能冷补沥青混合料所应达到的技术要求,并开发了高性能的冷补沥青混合料产品;提出了冷补沥青混合料生产工艺、施工工艺要求,提出了冷补料产品的储存方法要求;编写了“冷补沥青混合料技术指南”。 项目研究过程中,课题组十分重视技术推广应用工作,已经取得了重大的经济和社会效益。本项目于20
4、06年7月正式立项,2006年底至2007年春在陕西、北京、安徽三地生产冷补沥青混合料共1000余吨,并于2006年底2007年冬春之际用于实际路面坑槽修补,迄今已近四年,使用效果良好。2007年下半年至2010年,又陆续生产了2000多吨冷补料,应用于各地的道路坑槽修补,取得的良好的经济效益和社会效益。 1.2 目的意义 1.2.1 公路“建养并举”发展阶段的客观要求 经过二十几年的大规模建设,我国的公路交通基础设施得到了跨越式的发展,高速公路通车里程已经超过7.4万公里(2010年底),居世界第二位,一、二级公路通车里程也已经超过了40 万公里。面对如此大规模的已经通车运营的高等级公路网,
5、公路部门在继续加大公路新建力度的同时,开始对公路养护工作投入更大的人力、物力、财力,以维持公路网的正常运营。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2在2006年5月11日召开的全国养护管理工作会议上,交通部李盛霖部长、冯正霖副部长多次指出:公路建设是前提,养护管理是保障;公路建设是创造财富,养护管理则是保护财富,财富的创造积累和财富的保护同等重要。同时强调:各地各部门要站在落实科学发展观和建立资源节约型社会的高度,深刻认识加强公路养护管理工作的重大意义,牢固树立“建设是发展,养护管理也是发展,而且是可持续发展”的理念,维护好、管理好、养护好公路,提升公路交通网络公共
6、服务能力,让人民群众的出行更畅通、更安全、更和谐、更高效。 按照2004 年12 月国务院审议通过的国家公路网发展规划,我国高速公路总规模将达到8.5万公里,这预示着在接下来的几年间将有更多的高速公路加入到维修养护的队伍中来。再加上继续大量建成通车的一、二级公路,我们的高等级公路维修养护任务将越来越繁重。 因此可以认为,我国高等级公路已经开始由原来“建设为主”的发展阶段逐渐转变为“建养并举”的发展阶段。公路发展阶段的转变,要求我们有更多的经济、有效、实用的高等级公路养护新技术、新材料和新工艺。但实际情况却是,我国长期以来对公路养护技术的研发力度不够,养护技术研究滞后的问题突出,养护工作长期在低
7、技术水平徘徊,养护工程费时、费力、对交通影响大、养护效果差的问题突出。 因此,进行公路路面养护新材料、新工艺、新技术的研究是十分及时、必要的,意义重大。 1.2.2 目前的路面局部修补材料与技术不能满足养护需要 众所周知,由于交通量增长迅速、超载严重、雨水影响,以及路面结构不尽合理、材料质量不过关、施工管理不严等原因,我国高等级公路沥青路面的水损害问题严重。以修补坑槽为主的路面局部修补已经成为公路养护部门的最主要的工作内容之一。 沥青路面局部修补可以分为热补法和冷补法两种类型。前者采用的是热拌沥青混合料,而后者采用常温沥青材料。目前路面坑槽的修补通常采用热拌沥青混合料,热拌沥青混合料技术成熟,
8、材料来源广泛,材料与原路面粘结牢固,修补效果较好,但是对施工环境温度要求较高,而且在雨雪天气不能正常施工。我国大部分地区冬春季节气温较低,使用热拌沥青混合料进行路面局部修补难度很PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3大,首先是用热拌混合料拌和楼生产小批量热补料很不方便,在冬季尤其如此。其次是修补剩余的混合料在低温下无法再利用,只能废弃,造成很大的浪费和污染。再次,在雨季,有些施工质量不佳的路面容易出现很多坑槽路段,而热拌混合料在雨天无法正常施工。 坑槽的出现往往具有突发性,并有不断扩大的趋势,若不及时修补,将会越来越严重,对行车安全造成极大的威胁。所以,在坑槽出现之
9、后必须迅速进行修补(有些高速公路要求在坑槽出现后24小时内修补完毕)。传统的热补法由于不能在低温和雨雪气候下施工,无法满足高等级公路及时快速修补的要求。 因此,坑槽修补技术需要满足快速、及时、全天候的要求,而冷补材料施工速度快,操作简便,可在冬季和雨雪天气施工的优点,恰好满足了坑槽修补的要求,因此这项技术正在逐步得到认可和推广应用。 冷补沥青混合料就是设法改变普通热拌沥青混合料在常温或低温状态下硬化的性质,使其在常温或低温下不结块,并可密封储存,使用时直接铺到路面上,经碾压成型后,立刻开放交通。图1为典型的路面坑槽,图2为冷补沥青混合料修补坑槽。 图1 路面坑槽 图2 冷补坑槽 1.3 总体目
10、标 (1)研发具有自主知识产权的、高性能储存式冷补沥青混合料,其使用性能达到国际同类产品水平,其价格不超过国际同类产品价格的80%,满足我国高等级公路路面修补的需要。 (2)对高性能储存式冷补沥青混合料的材料选择、混合料生产、施工工艺等进行系统研究,并在此基础上编制高性能冷补沥青混合料技术指南,为我国广大公路工作者提供技术参考,为国内相关技术标准的制修订提供技术依据。 (3)通过本项目的实施,形成不少于2个的高性能预拌式冷补沥青混合料产业PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 4化生产基地,使科研成果真正转化为生产力。 (4)在高等级公路铺筑的高性能预拌式冷补沥青混合料
11、修补坑槽的试验路段及实体工程的总长度不小于5km。 2 研究内容与技术路线 2.1 研究内容 (1)冷补液配方研究。通过对比研究,确定适用于不同气候条件下的隔离剂类型和用量,开发能显著改善冷补沥青混合料性能的添加剂。 (2)矿料级配研究。从冷补沥青混合料强度形成机理和室内试验二个方面研究不同类型的矿料级配对冷补料初期强度和成型强度的影响,确定适用于不同坑槽类型的若干种冷补料矿料级配范围。 (3)评价方法与性能指标。研究评价冷补沥青混合料性能的室内试验方法,并提出相应的技术指标和技术要求。 (4)生产工艺研究。研究冷补液的配制工艺、冷补料的拌和工艺以及冷补料的包装。 (5)施工工艺研究。结合冷补
12、料实际坑槽修补试验,研究冷补料的施工工艺,包括坑槽预处理、摊铺和压实。 (6)坑槽修补试验路及工后观测。应用所生产的冷补料进行坑槽修补试验,定期跟踪观测修补效果。 (7)编写技术指南。对冷补液配方、矿料级配、评价方法、生产和施工工艺等进行分析和总结,编写适用于指导我国冷补沥青混合料性能评价、生产和施工的技术指南。 2.2 技术路线 本项目采取理论分析、室内试验研究与试验路研究三者相结合的方法展开研究。具体技术路线如下: (1)首先进行国内外调研和相关技术资料的检索与查阅,了解国内外高性能预拌式冷补沥青混合料的应用情况、技术特点、最新发展动态和存在的主要问题,明确研究目标,整理研究思路; PDF
13、 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 5(2)进行大量细致的室内试验研究,提出高性能预拌式冷补沥青混合料配方; (3)参照国内外相关技术标准,制订符合我国国情的冷补料室内试验评价指标、检测方法,开发相关检测设备; (4)深入生产施工第一线,将室内研究结论与工程实际相结合,总结提出具有普遍指导意义的生产工艺和施工工艺要求; (5)通过对试验路段效果性能的观测,验证并改进高性能预拌式冷补沥青混合料的配方。 研究技术路线见图3所示: 图3 技术路线流程图 3 研究成果与创新 (1)在国内首次提出了系统的、全新的冷补沥青混合料的性能评价方法。以贯入试验评价冷补料的施工和易性能,取代
14、传统的手工拌和,判断施工性能的经验方法,并开发了相应的贯入试验仪器,并获得了一项实用新型专利(专利号:PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6ZL 2007 2 0151753.8);以粘聚性试验评价冷补料的粘聚性能,并提出了详细的操作步骤和试验器具,以弥补2004版施工规范中相应试验方法的不足;以修正马歇尔试验评价冷补料的成型强度、水稳定性,确定了适用于冷补料的修正马歇尔试验方法。 (2)开发了高性能的冷补添加剂,开发了具有自主知识产权的高性能、低价格的冷补沥青混合料产品。开发的高性能冷补料,无论在室内试验还是工程实践中,都体现了优异的施工性能和耐久性能。解决了进口
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- 性能 预拌式冷铺 沥青 混合 研制 应用 技术研究
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