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同济大学首创 | 复方再生技术让废旧沥青路面重获“新生”
来源:同济控股微信号 作者:黄艾娇  发表时间:2018-09-20  阅读次数:367

同济大学交通运输工程学院孙立军教授团队与北京盛光拓公路科技有限公司自主研发的“废旧沥青混合料资源化常温再生利用成套技术与装备”,首次将废旧材料的零星尝试利用上升为高性能绿色路面材料,并已在多条高速公路上规模化应用,走出了一条废旧沥青路面的绿色再生之路,实现了具有完全知识产权的、覆盖全产业链的重大完整技术创新。该项目成果已于第20届中国国际工业博览会亮相。

众所周知,沥青路面的行驶舒适性好,所以我国90%以上的高速公路和大部分高等级公路均采用沥青路面,它是公路运输干线的主要路面类型。当路面损坏到一定程度时就要进行养护维修,由此将产生大量的废弃沥青铣刨料。

我国目前拥有公路沥青路面150多万公里,每年产生的废旧沥青料高达2.3亿吨,受再生技术和设备的影响未能得到充分利用,造成很大浪费和环境污染。如何让这些废旧沥青铣刨料高附加值应用于道路建设工程?孙立军教授团队经过十几年的研究,探索了一条高效、高性能旧料绿色再生之路。

从孙立军教授团队发现常温再生混合料的被激复活现象开始,发明了高性能沥青乳化剂和复方再生剂,建立了模拟实际施工过程的新一代乳化沥青常温再生混合料设计方法,使其路用性能达到了热拌混合料的水准,提升了旧料的应用价值,可用于重载路面的中、下面层和一般交通路面的各层位。而旧料的再生利用不仅仅是再生混合料的设计问题,还涉及到旧路改建结构设计,这和旧路交通状况、环境状况、损坏状况等有关。

孙立军教授团队通过十余年的潜心攻关,在路况快速检测评价、基层无损检测评价、再生结构设计方面均取得原创性成果。

再生沥青2

孙立军教授在现场指导

        再生利用不仅之前路面基层的评价采用有破损的路面开挖评价方法,只能在改建工程实施时进行,对交通影响大,且效率低。研发团队采用地震波技术、FWD弯沉盆检测技术及结构层模量反演技术,实现了无需开挖路面,仅通过路表检测和反演分析即可实现对基层损坏状况判别的无损评价,对旧路改建方案的制定具有重要指导意义。
        为解决路面评价数据的快速采集问题,专门研发了快速检测车,大大提高了检测效率,并结合先期建立的全寿命路面性能衰变方程和参数体系,建立了沥青路面再生结构设计的完整设计体系和设计标准,提出了6种再生结构典型模式,以方便工程应用。
        生产设备和工艺是实现再生混合料性能的关键保障。国际上再生采用就地施工工艺和设备,不仅效率低,质量也不能满足高等级道路的要求。为满足大规模再生混合料生产需求,研发团队首创了全套高效率、高精度、双拌式常温再生生产设备,包括铣刨料三级筛分、乳化沥青喂料、双拌式拌和以及多功能T型拌和等4个子系统,产能达每小时400吨,解决了规模化施工的设备难题。另外,通过优化生产工艺流程,显著提高了再生路面的早期强度,养生时间从国际上传统的14天大幅缩短为1-2天,大大缩短了工期。

再生沥青3

多功能T型拌和系统

这一沥青路面再生领域的重大技术创新成果获2017年上海市科技进步一等奖、2010年江西省科技进步一等奖。研究成果被交通部采用,已纳入2部行业规范,参编3部地方规范。成果被列入交通运输部和国家重点节能技术推广目录,在全国推广应用超过2200公里,最长的使用时间超过12年,产生了巨大的经济和社会效益。 

再生沥青4

铣刨料三级筛分系统

该成套领先成果应用于沥青路面大中修工程中,可在最大限度利用原路面结构和材料的前提下,恢复、提高既有路面的使用性能和耐久性。

整个再生过程通过乳化沥青水溶液常温方式解决,全程不消耗燃油,无粉尘、碳和沥青烟排放,不老化沥青,可以多次循环利用,每年可为国家节约上亿吨矿山资源。同时,再生材料在冰点以上就可以施工(热拌料要求高于10℃),可以实现300-400公里远运距,施工季节可延长2个月以上。

十多年的应用实践证明,该技术是适合我国半刚性基层柔性化转换的低碳环保的资源再生利用技术,可为我国公路绿色维修创造巨大效益,为我国农村道路铺面和扶贫工程提供低成本的技术选择。