一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法-k8凯发

文档序号:35528998发布日期:2023-09-21 06:40阅读:12来源:国知局
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1.本发明涉及道路工程技术领域,特别是一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法。


背景技术:

2.随着沥青道路建设的不断加快,养护方法的配套更迭也愈发重要。目前重载交通路段通车运营3-5年期间路面主要病害类型以车辙为主,且发展迅速,车辙层位波及上、中、下面层。传统养护方案往往采用面层专项铣刨重铺或上面层就地热再生,然而此养护方案并不能根除车辙发展到中、下面层时的路面病害问题,重铺后一年左右,车辙病害又迅速产生,特别是国省干道的行车道和交叉路口处车辙尤其严重。传统的专项铣刨重铺极其浪费道路材料资源,施工时需封闭交通,影响道路的正常运行,上面层地热再生工艺再生深度小,这两种常规养护方案均不能根本解决道路深车辙问题,为道路后期的运营造成隐患。
3.沥青道路属于多面层的层状体系结构,层与层之间的粘结状态严重影响每一结构层的耐久性。当上、中、下面层的任意两层出现层间不完全连续状况,不连续层位的层底将长期处于受拉状态,极易出现疲劳、裂缝、坑洞等问题。因此,在沥青路面施工时保持层间连续性非常重要。全幅面层同步就地热再生技术能够解决沥青混合料由于单层铺设引起的层间粘结力不足问题,保持再生路面与原路面的整体性,极大地改善原路面的抗车辙性能。相对于单层摊铺碾压技术,全幅面层同步摊铺与碾压技术可以保证沥青面层施工零污染,进一步巩固了层间连续状态,延长了沥青路面的使用寿命。
4.根据深车辙沥青道路病害痛点并考虑到资源环境影响,国内外学者开始尝试采用双层再生摊铺技术予以解决,但在再生养护时鲜少考虑面层结构中各沥青层的实际受力状态(受压、受拉和受剪)及其层位功能。另外,当车辙病害发展到下面层时仍未有合适的养护处置方案。


技术实现要素:

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述和/或现有的一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法中存在的问题,提出了本发明。
7.因此,本发明所要解决的问题在于如何提供一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法,减少烟气排放,实现柔性加热。
8.为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法,其包括,
9.对于三层就地热再生沥青混合料配合比优化设计;
10.进行三层就地热再生沥青混合料路用性能验证;
11.上面层原位热耙松回收,中面层复拌再生存储,下面层复拌再生;
12.利用摊铺机全幅面层同步摊铺碾压;最后进行超深车辙就地热再生施工质量评价。
13.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:所述三层就地热再生沥青混合料配合比优化设计是回收原路面深车辙路段上、中、下面层热耙松料进行抽提筛分,通过性能设计法确定再生剂与回收沥青的比例,根据沥青路面各结构层层间受力状态和配合比试验依次确定各层再生沥青混合料的外掺剂种类和掺量、新料掺量、新料油石比。
14.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:所述三层就地热再生沥青混合料路用性能验证是根据热再生沥青混合料的配合比成型试件,验证各层热再生混合料的水稳定性能、低温抗裂性能、高温抗车辙性能;
15.所述水稳定性能由浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验确定,低温抗裂性能由小梁弯曲试验确定,各层再生混合料的高温抗车辙性能由室内车辙试验确定,全幅面层深度的高温抗车辙性能由室内环道负荷轮试验确定。
16.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:所述上面层原位热耙松回收是对原路面表层旧料进行就地均匀预热和原位热耙松,添加再生剂与旧料搅拌形成料笼,添加高模量改性沥青混合料复拌,获取上面层高模量改性再生沥青混合料,将上面层再生混合料回收储存至保温料车;
17.所述中面层复拌再生存储是上面层铣刨后,对中面层旧料进行就地均匀加热和原位热耙松,添加再生剂与旧料搅拌形成料笼,添加高粘改性沥青混合料复拌,获取中面层高粘改性再生沥青混合料,将中面层再生混合料回收储存至保温料车;
18.所述下面层复拌再生是中面层热耙松后,对下面层旧料进行就地均匀加热和原位热耙松,添加再生剂与旧料搅拌形成料笼,添加纤维改性沥青混合料复拌再生,将改性再生料输送至拌缸二次拌和,通过摊铺机前熨平板进行下面层纤维改性再生混合料布料;
19.所述外掺剂在沥青路面竖向压应力较大的上面层选用高模量剂,在剪切应力较大的中面层选用高粘剂,在弯拉应力较大的下面层选用纤维改性剂。
20.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:所述全幅面层同步摊铺碾压是在进行下面层纤维改性再生混合料布料的同时,将中面层再生混合料提升、保温转运至热再生机组的摊铺机,定时定量倒入全幅面层摊铺机的料斗1中,经过刮板提升和平送到中熨平板。与此同时,将保温料车中的上面层高模量改性再生沥青混合料定时定量倒入料斗2中并输送至后熨平板,最后进行三层同步摊铺碾压,实现全幅面层深度的同步就地热再生养护。
21.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:所述超深车辙就地热再生施工质量评价是取热再生路面的三层车辙板试样进行室内环道负荷轮试验,记录车辙深度变化曲线,计算平均伪应变耗散能和复合稳定度指数两个指标评估就地热再生沥青路面的工程施工质量。
22.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:室内环道负荷轮车辙试验,采用环形盆状设计结构,其试件由八组平行试
样组成,利用白色喷雾漆对每个试件前后端面进行喷涂,绘制网格线,实现对各层再生混合料车辙深度的识别和检测,确定各层再生混合料对整体结构抗车辙性能的贡献率。
23.作为本发明所述一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的一种优选方案,其中:平均伪应变耗散能和复合稳定度指数的具体计算公式如下:
[0024][0025][0026]
σh(τ)为加载应力;εr(τ)为粘弹性应变响应;τ为时间变量;n为加载次数;nt为加载时间,t
60
为加载时间为60秒;d1和d2分别是在测试期间记录的车辙深度和时间;v和l分别是装载速度和单程移动距离,t1和t2为记录开始与结束时间,平均伪应变耗散能是dpse,复合稳定度指数是csi;
[0027]
平均伪应变能量耗散用于评价试验期间每个加载循环中除去粘弹性后的平均能量耗散;复合稳定度指数代表产生1mm车辙深度的重复荷载次数。平均伪应变能量耗散指标越大,产生的车辙深度越大,而复合稳定度指数则相反。
[0028]
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
[0029]
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
[0030]
本发明有益效果为水稳定性能由浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验确定,低温抗裂性能由小梁弯曲试验确定,各层再生混合料的高温抗车辙性能由室内车辙试验确定,全幅面层深度的高温抗车辙性能由室内环道负荷轮试验确定。
[0031]
作为本发明所述的就地均匀预热,采用多级间接式低温红外柔性辐射加热技术,全深度红外辐射使物料受热均匀,纵横双向增压风屏可避免沥青老化,减少烟气排放,实现柔性加热;
[0032]
可应用于沥青路面超深车辙病害的快速修复,解决沥青混合料由于单层铺设引发层间粘结力不足的问题,保持再生路面与原路面的整体性,极大地改善原路面的抗车辙性能。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0034]
图1为实施例1中一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的流程图。
[0035]
图2为实施例1中一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的路面结构示意图。
[0036]
图3为实施例3中一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的车组示意图。
[0037]
图4为实施例3中一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的室内环道负荷轮车辙试验仪整体效果图。
[0038]
图5为实施例3中一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法的室内环道负荷轮车辙试验仪俯视图。
具体实施方式
[0039]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0040]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0041]
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0042]
实施例1
[0043]
参照图1~2,为本发明第一个实施例,包括
[0044]
如图1所示对于三层就地热再生沥青混合料配合比优化设计;
[0045]
进行三层就地热再生沥青混合料路用性能验证;
[0046]
上面层原位热耙松回收,中面层复拌再生存储,下面层复拌再生;
[0047]
利用摊铺机全幅面层同步摊铺碾压;最后进行超深车辙就地热再生施工质量评价。
[0048]
三层就地热再生沥青混合料配合比优化设计是回收原路面深车辙路段上、中、下面层热耙松料进行抽提筛分,通过性能设计法确定再生剂与回收沥青的比例,根据沥青路面各结构层层间受力状态和配合比试验依次确定各层再生沥青混合料的外掺剂种类和掺量、新料掺量、新料油石比。
[0049]
三层就地热再生沥青混合料路用性能验证是根据热再生沥青混合料的配合比成型试件,验证各层热再生混合料的水稳定性能、低温抗裂性能、高温抗车辙性能;
[0050]
水稳定性能由浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验确定,低温抗裂性能由小梁弯曲试验确定,各层再生混合料的高温抗车辙性能由室内车辙试验确定,全幅面层深度的高温抗车辙性能由室内环道负荷轮试验确定。
[0051]
上面层原位热耙松回收是对原路面表层旧料进行就地均匀预热和原位热耙松,添加再生剂与旧料搅拌形成料笼,添加高模量改性沥青混合料复拌,获取上面层高模量改性再生沥青混合料,将上面层再生混合料回收储存至保温料车;
[0052]
中面层复拌再生存储是上面层铣刨后,对中面层旧料进行就地均匀加热和原位热耙松,添加再生剂与旧料搅拌形成料笼,添加高粘改性沥青混合料复拌,获取中面层高粘改性再生沥青混合料,将中面层再生混合料回收储存至保温料车;
[0053]
下面层复拌再生是中面层热耙松后,对下面层旧料进行就地均匀加热和原位热耙
松,添加再生剂与旧料搅拌形成料笼,添加纤维改性沥青混合料复拌再生,将改性再生料输送至拌缸二次拌和,通过摊铺机前熨平板进行下面层纤维改性再生混合料布料;
[0054]
外掺剂在沥青路面竖向压应力较大的上面层选用高模量剂,在剪切应力较大的中面层选用高粘剂,在弯拉应力较大的下面层选用纤维改性剂。
[0055]
如图2所示全幅面层同步摊铺碾压是在进行下面层纤维改性再生混合料布料的同时,将中面层再生混合料提升、保温转运至热再生机组的摊铺机,定时定量倒入全幅面层摊铺机的料斗1中,经过刮板提升和平送到中熨平板。与此同时,将保温料车中的上面层高模量改性再生沥青混合料定时定量倒入料斗2中并输送至后熨平板,最后进行三层同步摊铺碾压,实现全幅面层深度的同步就地热再生养护。
[0056]
超深车辙就地热再生施工质量评价是取热再生路面的三层车辙板试样进行室内环道负荷轮试验,记录车辙深度变化曲线,计算平均伪应变耗散能和复合稳定度指数两个指标评估就地热再生沥青路面的工程施工质量。
[0057]
室内环道负荷轮车辙试验,采用环形盆状设计结构,其试件由八组平行试样组成,利用白色喷雾漆对每个试件前后端面进行喷涂,绘制网格线,实现对各层再生混合料车辙深度的识别和检测,确定各层再生混合料对整体结构抗车辙性能的贡献率。
[0058]
平均伪应变耗散能和复合稳定度指数的具体计算公式如下:
[0059][0060][0061]
σh(τ)为加载应力;εr(τ)为粘弹性应变响应;τ为时间变量;n为加载次数;nt为加载时间,t
60
为加载时间为60秒;d1和d2分别是在测试期间记录的车辙深度和时间;v和l分别是装载速度和单程移动距离,t1和t2为记录开始与结束时间,平均伪应变耗散能是dpse,复合稳定度指数是csi;
[0062]
平均伪应变能量耗散用于评价试验期间每个加载循环中除去粘弹性后的平均能量耗散;复合稳定度指数代表产生1mm车辙深度的重复荷载次数。平均伪应变能量耗散指标越大,产生的车辙深度越大,而复合稳定度指数则相反。
[0063]
实施例2
[0064]
本发明第二个实施例,其不同于前两个实施例的是:
[0065]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(rom,read-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0066]
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供
指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
[0067]
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
[0068]
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。
[0069]
实施例3
[0070]
参照图3~图5,为本发明第三个实施例,其不同于前两个实施例的是:
[0071]
本发明公开了一种超深车辙沥青路面多面层深度就地热再生养护方法,该技术涉及沥青路面上、中、下面层全层位的同步就地热再生养护方法,包括三层就地热再生沥青混合料配合比优化设计、三层就地热再生沥青混合料路用性能验证、全幅面层深度就地热再生养护施工,就地热再生施工质量评价四个部分,其中全幅面层深度就地热再生养护施工包括如下工艺:如图3所示上面层预热、上面层旧料原位热耙松、复拌(添加再生剂和新料)回收提升转运;中面层预热、中面层热耙松、中面层复拌(添加再生剂和新料)、中面层再生料转运储存;下面层预热、下面层旧料原位热耙松、下面层耙松料再生复拌、下面层增韧改性再生布料、中面层高粘改性再生布料、上面层高模量改性再生布料、面层全幅深度摊铺碾压。通过室内环道负荷轮试验评估热再生路面工程施工质量,建立能量耗散指标评价热再生沥青混合料多层抗车辙性能,确定其是否满足沥青路面深层次车辙处治要求。如图4所示本发明可实现沥青路面面层全幅深度同步就地热再生,上、中、下面层沥青混合料100%原级原位循环回收利用,就地热再生深度由4cm增加到18cm。该技术可应用于沥青路面超深车辙病害的快速修复,解决沥青混合料由于单层铺设引发层间粘结力不足的问题,保持再生路面与原路面的整体性,极大地改善原路面的抗车辙性能。
[0072]
平均伪应变耗散能(dpse)和复合稳定度指数(csi)的具体计算公式如下:
[0073][0074]
[0075]
dpse公式字母解释:σh(τ)为加载应力;εr(τ)为粘弹性应变响应;τ为时间变量;n为加载次数;nt为加载时间,t
60
为加载时间为60秒;d1和d2分别是在测试期间记录的车辙深度和时间;在本实验中,t1和t2建议分别为198分钟和213分钟;v和l分别是装载速度和单程移动距离。
[0076]
当t1和t2分别为198分钟和213分钟时,最后地热再生养护结果如图5所示。
[0077]
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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