時(shí)間:2014年03月14日 分類:推薦論文 次數(shù):
摘要:溫拌再生瀝青混合料能夠降低混合料生產(chǎn)和施工溫度,增加有效壓實(shí)時(shí)間,延長(zhǎng)施工期,節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境。本文通過(guò)試驗(yàn)研究了舊料摻加比例為0%-50%時(shí),溫拌再生混合料的空隙率、馬歇爾動(dòng)強(qiáng)度及動(dòng)穩(wěn)定度的變化情況,并對(duì)溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行了成本分析。結(jié)果表明溫拌再生混合料摻入比例可控制在35%之內(nèi),且摻配比例越高,獲得經(jīng)濟(jì)效益越大,再生混合料的高溫穩(wěn)定性要優(yōu)于熱拌瀝青混合料。
關(guān)鍵詞:道路施工評(píng)職論文發(fā)表,核心期刊,溫拌,再生瀝青混合料,試驗(yàn),成本
目前,我國(guó)正處于公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)維修的高速發(fā)展時(shí)期,公路的改造及維修每年都會(huì)產(chǎn)生廢舊瀝青混合料數(shù)萬(wàn)噸。銑刨后的廢舊瀝青混合料再利用技術(shù)有兩種:一種是按照一定的級(jí)配摻入瀝青和新集料,重新拌合后形成熱拌瀝青混合料用于路面施工,即熱再生技術(shù);另外一種是摻入適量的水泥材料,使回收的廢舊瀝青混合料具有足夠的強(qiáng)度,以作為道路的基層或底基層材料,即冷再生技術(shù)。冷再生技術(shù)在環(huán)保、能耗等方面有一定優(yōu)勢(shì),但由于其路用性能不穩(wěn)定,一般只用于路面養(yǎng)護(hù)及干線路面底基層。廠拌熱再生存在舊料利用率低、能耗高、污染大、成本高等缺點(diǎn),溫拌瀝青再生技術(shù)可以極大地彌補(bǔ)這一缺陷,一般而言,WMA的拌合與施工溫度比HMA可降低20℃-50℃以上。與其它瀝青混合料相比,溫拌瀝青混合料具有高性能、低排放、能耗低的特點(diǎn),應(yīng)用前景十分廣闊。
本文將針對(duì)溫拌再生后的瀝青混合料性能進(jìn)行研究分析,再生混合料新舊料添加比例、高溫穩(wěn)定性及施工成本對(duì)比展開(kāi)具體分析與研究,發(fā)現(xiàn)溫拌再生瀝青混合料具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1 溫拌再生新舊料添加比例試驗(yàn)對(duì)比分析
(1)對(duì)孔隙率的影響
孔隙率是影響混合料水穩(wěn)定性、疲勞、高溫的重要因素,將舊料添加至溫拌混合料中,最終混合料的性能會(huì)受到影響。第一要考慮的是舊瀝青的性質(zhì),例如舊瀝青混合料中瀝青的老化程度,本身技術(shù)指標(biāo)比較好,可以考慮采用較高的摻配量,如果舊瀝青的老化程度低,反之則取較低的摻配量。第二要考慮生產(chǎn)設(shè)備對(duì)舊料摻配比例的限制,采用間歇式拌合設(shè)備,舊料的摻配比例一般小于20%。采用連續(xù)式拌合設(shè)備,舊料摻配比例可以達(dá)到50%。第三在滿足設(shè)計(jì)級(jí)配的同時(shí)最大限度地利用舊瀝青混合料,但不能超出設(shè)計(jì)的級(jí)配范圍。
針對(duì)我國(guó)目前的公路建設(shè)的應(yīng)用情況,對(duì)于熱拌再生瀝青混合料舊料一般限制在25%以下,但是考慮到溫拌再生的特點(diǎn),我們可以適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn),但是具體指標(biāo)為多少,本試驗(yàn)將對(duì)溫拌再生瀝青混合料的舊料占總量的10%、20%、30%、40%、50%等五個(gè)等級(jí)進(jìn)行混合料的空隙率檢測(cè)。每個(gè)比例成型4個(gè)馬歇爾試件和一份理論最大密度式樣,所有成型試件均雙面擊實(shí)75次。按既定方法級(jí)配成型溫拌再生瀝青混合料。
根據(jù)之前的研究經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范,在面層10cm深度以內(nèi)的混合料空隙率在4%-5%之間較為合理,即要求混合料的舊料含量分別在35%之內(nèi)。因?yàn)榕f料的內(nèi)部核心溫度并未完全升至平均溫度,擊實(shí)時(shí)不能完全實(shí)現(xiàn)壓實(shí)度。從上述表格可知,隨著舊料占總量的比例增大,空隙率隨著增大。
(2)對(duì)馬歇爾強(qiáng)度的影響
馬歇爾強(qiáng)度是綜合評(píng)價(jià)混合料性能的關(guān)鍵指標(biāo),在工地實(shí)驗(yàn)室是最為常見(jiàn)評(píng)價(jià)混合料性能的方法。因此試驗(yàn)將對(duì)溫拌再生瀝青混合料的舊料占總量的10%、20%、30%、40%、50%等五個(gè)等級(jí)進(jìn)行混合料的馬歇爾試驗(yàn),每個(gè)比例成型4個(gè)馬歇爾試件,所有試件均雙面擊實(shí)75次。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2.
從上述表格可以看出,混合料都在30%左右穩(wěn)定度下降開(kāi)始加劇,這說(shuō)明上節(jié)所確定的要求混合料的舊料含量分別在35%以內(nèi)是合理的。
2.高溫性能試驗(yàn)
通常以抗車(chē)轍性能來(lái)表征瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn),測(cè)得不同廢舊瀝青混合料摻入量時(shí),溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度,并與熱拌新料的性能比較,結(jié)果見(jiàn)表3.
從車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果可以看出,在全新料的情況下,溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度比熱拌瀝青混合料降低15%。在溫拌條件下,隨著廢舊瀝青混合料摻入量的增加,瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度有所增加。這可能是由于廢舊材料與新集料混合后,集料更容易形成密實(shí)的骨架結(jié)構(gòu),從而增加集料之間的摩阻力的原因。同時(shí),摻入廢舊瀝青混合料時(shí),溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度普遍較高,可見(jiàn),溫拌再生瀝青混合料具有較高的抗車(chē)轍能力,高溫穩(wěn)定性好。
3再生料成本計(jì)算
溫拌再生瀝青混合料的經(jīng)濟(jì)效益比較可觀,原因是相比傳統(tǒng)的熱拌再生瀝青混合料提高了舊料的利用率。以2012年的市場(chǎng)價(jià)為參考,評(píng)價(jià)分析產(chǎn)生1t溫拌再生瀝青混合料的成本。
(1)節(jié)約瀝青
傳統(tǒng)的熱拌再生混合料舊料的利用率至多為20%,而采用溫拌技術(shù)后可達(dá)到30%,新舊料中的瀝青含量假定均為4.7%,90號(hào)瀝青的成本為4400元/t,則節(jié)約費(fèi)用為:1t×(0.35-0.2)×4.7%×4800元/t=33.84元。
(2)節(jié)約石料。忽略回收舊路中的瀝青質(zhì)量,則所有舊料均為石料,石料的成本為95元/t,則節(jié)約費(fèi)用為:1t×(0.35-0.2)×95元/t=14.25元。
(3)節(jié)約材料的運(yùn)輸存放費(fèi)用。假定材料的平均運(yùn)輸距離為10km,則相應(yīng)的運(yùn)輸費(fèi)用為12元/t,存放費(fèi)用為5元/t,則節(jié)約費(fèi)用為:1t×(0.35-2)×(12+6)元/t=2.7元。
(4)節(jié)約燃料。生產(chǎn)1t溫拌瀝青混合料比普通熱拌瀝青混合料可節(jié)約燃油3.5L,根據(jù)燃油市場(chǎng)價(jià)格6.95元/L可計(jì)算得到節(jié)約的燃油費(fèi)用為:1t×3.5×6.95=24.3元。
(5)溫拌劑增加費(fèi)用。溫拌劑的市場(chǎng)價(jià)格為18000元/t,添加比例為瀝青質(zhì)量的5%,則生產(chǎn)溫拌再生瀝青混合因增加溫拌劑所需費(fèi)用為:1t×4.7%×5%×18000=42.3元。
則生產(chǎn)1t溫拌再生瀝青混合料相比生產(chǎn)1t熱拌再生瀝青混合料成本節(jié)約成本:33.84+14.25+2.7+24.3-42.3=32.79元。考慮道路施工所需材料數(shù)量巨大,這個(gè)數(shù)目是相當(dāng)可觀的,能為我國(guó)今后道路建設(shè)節(jié)約大量資金。如果考慮燃油減少CO2排放以及加大能源利用率等社會(huì)環(huán)保效益,溫拌再生的應(yīng)用前景將更為廣闊。
4.結(jié)論
本文通過(guò)溫拌再生混合料的新舊料比例、高溫性能試驗(yàn)并結(jié)合成本分析等三個(gè)方面對(duì)溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行了評(píng)價(jià),得出如下結(jié)論:
(1) 溫拌再生混合料的新舊料比例可控制在約35%之內(nèi);
(2) 溫拌再生瀝青混合料具有良好的高溫性能,摻入廢舊瀝青混合料一定程度上能夠提高混合料的動(dòng)穩(wěn)定度。
(3) 根據(jù)成本計(jì)算,較大的舊料添加比例會(huì)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益;
參考文獻(xiàn):
[1]郭平,祁峰,彌海晨. 溫拌瀝青混合料的路用性能[J]. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(03)
[2] 徐世法,顏彬,季節(jié),高原. 高節(jié)能低排放型溫拌瀝青混合料的技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J]. 公路. 2005(07)
[3] 秦永春,黃頌昌,徐劍,李峰,騰飛. 溫拌瀝青混合料在草帽山隧道道面的應(yīng)用[J]. 公路. 2010(07)
[4] 張久鵬,裴建中,徐麗,邢向陽(yáng). 溫拌SBS瀝青混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)特性(英文)[J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2011(01)
[5] 周燕,陳拴發(fā),鄭木蓮,張凱. 溫拌瀝青混合料拌合壓實(shí)特性研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(01)
[6]耿九光,戴經(jīng)梁. 再生瀝青混合料最佳拌和溫度及壓實(shí)溫度研究[J]. 公路. 2011(04)
[6]黃明,王鵬,李彥偉,黃衛(wèi)東. 溫拌再生瀝青混合料關(guān)鍵技術(shù)研究與性能評(píng)價(jià) [J]. 公路. 2012(10)
[8] Joe WB,Cindy E,Andrew W.Asynthesis of warm-mixasphalt. . 2007
[9] Diefenderfer S,McGhee K,Donaldson B.Installation of Warm Mix Asphalt Projects in Virginia. 2007