《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）——第一部分公铁水《黄河下游堤防堤顶道路沥青路面再生技术研究》
1 项目名称: 黄河下游堤防堤顶道路沥青路面再生技术研究
2 完成单位: 黄河勘测规划设计研究院有限公司、 长安大学
3 主要完成人: 任自铭、 徐世俊、 田雨普、彭波、 杜冰洁、 王李平、 杨纪、 段莹超、 刘红森、李文瑛、 陶泉霖、 王方超、 杨哲、 王建东、 史晓
(一)项目背景
1立项时国内外相关科技状况、主要技术经济指标
近年来,国省干线公路进入建设养护并行期,近10万公里改扩建道路中遇到铣刨RAP料中掺有大量灰土的新难题。现有国内外相关研究中,大多局限于工程的单一配合比设计,灰土掺量限定值标准未见相关研究。规范对混合料强度测试是20益标准温度,工程中发现国内大多地区基层最高温度近40益。温度测定及预估难度较大,以往未引起足够重视。基于温度域的7d无侧限抗压强度标准未见相关研究。施工规范以7d无侧限抗压强度为指标,而新沥青路面设计规范以层底拉应力为设计指标。由于工作量及难度较大,基层无侧限抗压强度与弯拉强度双强度标准未见相关研究。
2存在问题
(1)铣刨RAP料灰土掺量限定值急需解决。
(2)规范对不同温度下的水泥稳定RAP料的评价指标及评价方法尚缺乏,造成施工质量很难控制。
(3)施工规范缺乏弯拉强度指标要求,且90d标准养生龄期过长。
3立项目的
通过项目研究提出灰土掺量限定值,提高混合料性能。提出基于温度域的水泥稳定RAP混合料7d无侧限抗压强度标准,以及标养7d无侧限抗压强度及快养10d弯拉强度双强度指标的质量控制体系,对相关规范的修订具有参考价值,进一步完善施工质量控制体系。
(二)技术概况
(1)项目通过系统试验及有限元力学分析,研究了灰土掺量对水泥稳定RAP混合料强度的影响规律,提出了含灰土水泥稳定RAP料中的灰土掺量建议值。
(2)分析了不同温度下水泥稳定RAP料的强度变化规律,提出了温度域下7d无侧限抗压强度标准值,对规范的修订具有参考价值。
(3)基层缺乏弯拉强度指标,且90d养生龄期过长,影响工程进度,研究了快速养生弯拉强度对应关系,提出了标养7d无侧限抗压强度及快养10d弯拉强度双强度质量控制体系,进一步弥补了规范的不足。
总体思路如图1所示。
(三)适用范围
适用于二级及二级以下公路。
(四)获奖情况
中国交通运输协会科学技术三等奖。
(1)现行再生规范中未考虑温度对RAP再生料性能的影响,项目研究了不同温度下水泥稳定RAP料的强度,提出基于温度域的7d无侧限抗压强度标准值,进一步完善了相关规范。
(2)现行沥青路面设计规范以半刚性基层层底拉应力为结构设计指标,但《公路沥青路面再生技术规范》及《公路路面基层施工技术细则》中只有7d无侧限抗压强度单一指标,造成设计与施工不匹配。项目提出标养7d无侧限抗压强度及快养10d弯拉强度双强度指标的质量控制体系,进一步弥补了规范中的不足。
(3)目前规范缺乏RAP冷再生混合料中灰土掺量的限定值,项目提出灰土掺量建议值:允许掺量0%~40%,最佳掺量10%~20%,对规范的修订具有参考价值。
技术方案流程见图 2。
国内外同类技术主要参数、 效益、 市场竞争力比较见表 1。
表 1 国内外同类技术主要参数、 效益、 市场竞争力比较
(1)在省道210线(豫鲁交界—林七十字街)公路大修工程中应用;
(2)在高校《路基路面工程》课程中讲解;
(3)在虞城县胜利路(漓江大道—黄河路)道路提升工程中应用;
(4)在合肥市轨道交通4号线科学城车辆段道路工程中应用;
(5)在新港八路道路工程中应用。通过诸多项目的推广应用,进一步验证了其明显的优越性及较强的市场竞争力。全国二级及以下公路里程数量巨大,采用本研究成果将有效解决环境保护、降低投资、节省工期等问题。
(一)社会效益
(1)本研究成果不仅让废弃的旧材料得到最大程度的利用,同时减少了石料的用量,从而降低了石料的开采量以及植被破坏率;
(2)大中修以及改扩建项目中再生施工减少了道路断行等交通干扰,对人员出行影响较小;
(3)双强度标准的执行,能有效降低路面早期损坏,减少养护工作量,提高了道路在全寿命周期中的服务水平。
(二)经济效益
以黄河下游防洪工程堤顶道路为例,该项目翻修里程约1500公里。根据目前已实施路段效用,与拆除原路面面层、基层重新铺筑新的路面结构层相对比,每公里节约工程投资约10万元,约占每公里投资的10%。全国范围内使用掺灰土RAP混合料公路里程近10万公里,研究成果的推广应用将带来巨大的经济、社会及环境效益。
