一种实现rap大掺量高质量循环再利用的处理方法

文档序号:1857206 发布日期:2021-11-19 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 一种实现rap大掺量高质量循环再利用的处理方法 (Processing method for realizing large-mixing-amount high-quality recycling of RAP ) 是由 刘光东 张超 魏必成 贾晓娟 高信春 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,包括以下步骤:S1、设定再生沥青利用混合料中RAP的指控标准;S2、对旧路面进行铣刨回收,并将铣刨回收的RAP统一进行初筛选;S3、对初筛选后的RAP进行破碎整形;S4、对破碎整形后的RAP进行分档再筛分,并分档选取符合步骤S1中指控标准的RAP;S5、将选取的RAP进行厂拌热再生利用。本发明提供一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,优化RAP的预处理工艺,先将RAP进行初筛选,再将筛上的RAP进行破碎再分档筛分,直至处理后的RAP满足大掺量可控制使用要求,显著提高标准化处理的效率和质量,减少RAP变异性。(The invention discloses a processing method for realizing large-doping-amount high-quality recycling of RAP, which comprises the following steps of: s1, setting the control standard of RAP in the recycled asphalt utilization mixture; s2, milling and recovering the old pavement, and uniformly primarily screening the milled and recovered RAP; s3, crushing and shaping the RAP after primary screening; s4, classifying and screening the crushed and shaped RAPs, and classifying and selecting RAPs meeting the instruction standard in the step S1; and S5, performing plant mixing heat recycling on the selected RAP. The invention provides a processing method for realizing large-doping-amount high-quality recycling of RAP, which optimizes a pretreatment process of RAP, and comprises the steps of firstly carrying out primary screening on RAP, then crushing RAP on a screen and screening in grades until the treated RAP meets the controllable use requirement of large doping amount, obviously improving the efficiency and quality of standardized treatment and reducing RAP variability.)

一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法

技术领域

本发明涉及道路工程材料技术领域,具体涉及一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法。

背景技术

近年来国内高速公路发展迅速,全国高速公路总里程已超16万公里,福建省高速公路建成通车里程已超6000公里,未来几年高速公路将进入大面积养护时期,沥青路面养护工程每年将产生巨量的旧路沥青混合料,如不对其加以回收利用,大量旧路沥青混合料的堆放将对占地和环境造成巨大压力。目前工艺水平下,性能满足要求的厂拌再生沥青混合料中,RAP利用率一般仅为20-40%,RAP再生利用的经济性有限,导致技术推广应用的积极性不高。2019年8月,新版《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521-2019)颁布,取消了沥青路面厂拌热再生掺量不大于30%建议值,降低了旧沥青针入度不小于20(0.01mm)的技术指标要求,但对于真正实现大掺量(大于40%)、高质量利用旧路沥青混合料仍没有实际可行的工艺方法,相关技术成果仍在探索之中,对其进行高价值、高性能的再生利用不但能减少废弃、保护环境,还具有可观的经济效益,是未来沥青路面养护领域可持续发展的必由之路。

目前,关于再生沥青混合料的利用,大多数学者认为通过严格控制RAP铣刨工艺、加强RAP的精细化管理可有效减少RAP在使用过程出现的变异性,从而得到性能稳定的再生沥青混合料,从理论上分析,这种方式能够实现预期目标,但在实际过程中严控RAP铣刨工艺和加强RAP精细化管理会增加施工方工作量,对拌和站场地面积要求较高,不太容易实现RAP的大规模推广使用。

发明内容

本发明提出一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,优化RAP的预处理工艺,先将RAP进行初筛选,再将筛上的RAP进行破碎再分档筛分,直至处理后的RAP满足大掺量可控制使用要求,显著提高标准化处理的效率和质量。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,包括以下步骤:

S1、设定再生沥青利用混合料中RAP的指控标准;

S2、对旧路面进行铣刨回收,并将铣刨回收的RAP统一进行初筛选;

S3、对初筛选后的RAP进行破碎整形;

S4、对破碎整形后的RAP进行分档再筛分,并分档选取符合步骤S1中指控标准的RAP;

S5、将选取的RAP进行厂拌热再生利用。

优选地,步骤S1中指控标准包括RAP沥青含量、RAP逊径料比例、RAP矿料级配波动值。

优选地,所述RAP沥青含量的指控标准设定为4.75mm粒径以上RAP沥青含量不大于3.0%。

优选地,所述RAP逊径料比例为筛孔之上的RAP经燃烧法或抽提法处理后,所获得真实矿料通过该筛孔的占比,所述RAP逊径料比例的指控标准设定为不大于20%。

优选地,所述RAP矿料级配波动值为RAP矿料在不同筛孔下通过率的波动值,其具体设定包括RAP矿料在0.075mm筛孔的通过率的波动值为±2%、RAP矿料在不大于2.36mm筛孔的通过率的波动值为±4%,RAP矿料在不小于4.75mm筛孔的通过率的波动值为±5%。

优选地,步骤S2中初筛选具体为采用10mm振动筛选取10mm以上RAP。

优选地,RAP在初筛选、破碎整形及再筛分时其含水率不大于3%。

采用上述技术方案后,本发明与背景技术相比,具有如下优点:

1、本发明一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,优化RAP的预处理工艺,先将RAP进行初筛选,再将筛上的RAP进行破碎再分档筛分,直至处理后的RAP满足大掺量可控制使用要求,显著提高标准化处理的效率和质量,减少RAP变异性。

2、本发明一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,将铣刨回收的RAP统一堆放后进行初筛选后,直接将RAP统料进行分类应用,大大减少旧料铣刨回收过程中管理难度,便于现场施工。

3、本发明一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,经过试验设定再生沥青利用混合料中RAP的指控标准,创新性的设置了RAP沥青含量、RAP逊径料比例及RAP矿料级配波动值,对RAP提出质控要求,提高RAP掺量的同时制备性能稳定的再生沥青利用混合料,为RAP的规模化推广应用提出理论基础。

附图说明

图1为本发明方法步骤流程图;

图2为本发明实例2中不同粒径RAP燃烧后矿料4.75mm筛孔通过率图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

在本发明中需要说明的是,术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。

实施例

请参考图1所示,本发明公开了一种实现RAP大掺量高质量循环再利用的处理方法,包括以下步骤:

S1、设定再生沥青利用混合料中RAP的指控标准;

S2、对旧路面进行铣刨回收,并将铣刨回收的RAP统一堆放,采用10mm振动筛统一进行初筛选,选取10mm以上的RAP;

S3、对初筛选后的RAP进行破碎整形,减少RAP粗集料的团聚,起到工厂化处置的作用,促进旧路材料性能一致;

S4、对破碎整形后的RAP进行分档再筛分,并分档选取符合步骤S1中指控标准的RAP;

分档再筛分中按照RAP类型、工程应用实际情况,筛分分档筛孔可按需要调整设置;分档利用环节,选择最佳分档筛孔尺寸,仅对大于最佳分档筛孔尺寸的RAP进行再生利用,减少RAP细集料对再生沥青混合料级配波动的影响,进一步控制再生沥青混合料性能的稳定性。

S5、将选取的RAP进行厂拌热再生利用。

其中RAP在初筛选、破碎整形及再筛分时其含水率不大于3%。

步骤S1中指控标准包括RAP沥青含量、RAP逊径料比例及RAP矿料级配波动值。

RAP沥青含量的指控标准设定为4.75mm粒径以上RAP沥青含量不大于3.0%。

RAP逊径料比例为筛孔之上的RAP经燃烧法或抽提法处理后,所获得真实矿料通过该筛孔的占比,RAP逊径料比例的指控标准设定为不大于20%。

RAP矿料级配波动值为RAP在不同筛孔下通过率的波动值,其具体设定包括RAP矿料在0.075mm筛孔的通过率的波动值为±2%、RAP矿料在不大于2.36mm筛孔的通过率的波动值为±4%,RAP矿料在不小于4.75mm筛孔的通过率的波动值为±5%。

实例1:

通过对高速公路旧路中面层典型AC-20沥青混合料铣刨料取样进行沥青含量、含水率和级配变动检测,每个指标数据由5组检测数据取均值如下表所示:

上表中“﹢”表示抽提真实级配筛孔通过率大于RAP相应筛孔通过率。

上表路段RAP试验数据表明:

筛分处理后的RAP粗集料(粒径大于5mm)主要为原路面各类沥青混合料中的大粒径矿料及其粘附沥青胶砂的“团粒”结构,较少比例为全细集料的“粒团”粘结块;RAP粗集料总体上具有总比例含量大、以石料为主、旧沥青含量低、易于风干降低含水率的特点。

筛分处理后的RAP细集料(粒径小于5mm)包含原路面各类沥青混合料中的所有小粒径矿料以及所有沥青胶浆、沥青胶砂互相粘结的“粒团”结构;对RAP筛分级配的准确评价影响较大,包含更高比例的老化旧沥青,吸湿保水能力强,增加了再生沥青混合料质量控制与提高的难度。

实例2:

选用某基地铣刨的RAP统料,采用非标准筛将RAP分成0-5mm、5-6mm、6-7mm、7-8mm、8-9mm、9-10mm、10-12mm、12-16mm和>16mm等粒径规格,然后通过燃烧法测试不同粒径规格RAP的沥青含量,并对RAP燃烧后矿料进行筛分,试验结果见表3。由表3可知,5mm以上RAP粗集料中旧沥青含量明显低于0-5mmRAP沥青含量,以50%掺量估算,采用5mm以上RAP配制的再生沥青混合料中旧沥青占总沥青比例不超过30%,大大降低了老化旧沥青再生的难度,再生沥青混合料中的粘结料主要是添加的新沥青,再生沥青混合料的性能以添加新沥青为主导,旧沥青对再生沥青混合料性能的影响降低。不同粒径RAP沥青含量和燃烧后矿料通过率如下表所示:

根据上表,不同粒径RAP所占比例如上表所示,该基地堆放的RAP中12-16mmRAP占比最大,达到32.9%,7-8mmRAP占比最少,仅为0.6%,>7mmRAP占比65.6%,且RAP粗集料中以石料材质为主,可通过适当偏重级配设计来实现性能满足的要求,并可满足单档大掺量再生利用的数量要求。

另外,RAP粗集料比表面积大,易于快速风干降低含水率,可自然减少RAP中比热最大的水分对再生沥青混合料拌和过程中温度控制的不利影响,减少RAP加热消耗,一定程度上降低新集料的加热温度。

综上,RAP粗集料的技术特点对于厂拌热再生利用具有相对积极的作用效果,相对RAP细集料在沥青、级配和温度方面更容易实现稳定和精确控制。

实例3:

由于再生沥青混合料性能的不稳定性主要来源于RAP性能的变异难以控制,尤其是RAP的级配变异较大,为进一步了解不同粒径规格RAP裹覆细集料情况,对该基地不同粒径规格RAP燃烧后矿料4.75mm通过率情况进行研究,研究结果由图2所示,粒径为7mm以上RAP4.75mm筛孔通过率都在30%以内,随着RAP粒径的增大,各档RAP4.75mm筛孔通过率基本呈现减小的趋势,RAP粒径越大,裹覆的细集料越少,但10-12mm和12-16mmRAP出现4.75mm筛孔通过率比9-10mmRAP大的情况,说明10-12mm和12-16mmRAP中小粒径RAP团聚较多。

为得到性能稳定的再生沥青混合料,需对RAP的级配变异性进行控制,本实施例中创新性的提出逊径料比例参数,其定义为对某筛孔之上的RAP进行燃烧法或抽提法处理后,所获得真实矿料通过该分档筛孔的材料为该档RAP逊径料,其占比为逊径料比例,RAP逊径料比例的指控标准设定为不大于20%。

实例4:

RAP矿料的波动若太大将直接导致再生沥青混合料矿料级配的波动不符合要求,对该基地不同粒径RAP矿料级配波动值的变异系数进行计算,结果如下表所示:

由上表可知,12-16mm和>16mmRAP的矿料在0.075-0.3mm和0.3-13.2mm筛孔的通过率变异系数大于10%,其他粒径RAP的矿料在各筛孔的通过率变异系数均小于10%。

因此需通过预处理工艺减少RAP矿料级配的变异性,并对标准化处理后的RAP矿料波动值确定指控标准。其指控标准具体设定包括RAP在0.075mm筛孔的通过率的波动值为±2%、RAP在不大于2.36mm筛孔的通过率的波动值为±4%,RAP在不小于4.75mm筛孔的通过率的波动值为±5%。

综上所述为了获得性能稳定的大掺量RAP再生沥青混合料,对标准化处理后的RAP沥青含量、逊径料比例及RAP矿料级配波动值提出指标标准如下表所示:

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

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