冷再生技术(姚钱龙)
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乳化沥青冷再生技术
冷再生类型
现场冷再生 (CIR) 5-15cm
全深式再生 (FDR) 20-30cm
厂拌冷再生 (CCPR)
乳化沥青再生技术的可持续性
• 裹附型再生、柔性再生，恢复性方式利用 沥青旧料
• 节约资源（土地、石料、沥青），可完全 不用新集料 • 降低成本，较采用新料降低1/3以上成本 • 替代面层潜力最大 • 可以以类似方式再次进行再生
• 气候（料温、气温、阳光直射、湿度、风 力）的影响
项目级的乳化沥青
乳化沥青冷再生技 术中决定乳化沥青 配方的因素。
再生料 特性
施工 条件
乳化沥 青配方
气候 条件
新加集 料特性
旧料分级/分析和试配 乳化沥青配方
差
拌和试验
裹覆和工作性
确定预湿水 侯选乳化沥青配方
早期强度
乳化配方选定
密 实 度 问 题
阳
0.06 6.88 64.7 63 49 75.4 99
阳离子（＋）
≤0.1 2-30 ≥63 50-150 ≥46 ≥40 ≥97.5
T 0653
T 0652 T 0622 T 0651 T 0604 T 0606 T 0605 T 0607
与粗集料的裹覆性，裹覆面积
与粗、细粒式集料拌和试验 常温贮存稳定性
配合比调整
成型
强 度 问 题
水 损 坏 问 题
空隙率/强度
目标配比确定
性能验证
生产配比确定
设计完成
乳 化 沥 青 冷 再 生 混 合 料 设 计 流 程
粘聚力试验
扫刷
扫刷试验（乳化剂类型变化）
取芯试验
2天取芯
2天钻芯（不同的旧料）
水泥的作用
• • • • 调节石料与沥青界面活性 水化反应消耗水 自身有粘结能力 增加胶结料脆性
通过
均匀
≥2/3
均匀
T 0654
T 0659 T 0655
1d，％ 5d，％
0.6 3.9
≤1 ≤5
乳化沥青厂拌冷再生配合比设计结果
• 粗RAP料：细RAP料＝40：60
• 乳化沥青：3.5%
• 水泥（32.5复合硅酸盐）：1%
• 水：1.5%~2.0%
乳化沥青厂拌冷再生施工工艺流程
铣 刨 运 输
水泥多少合适？
水泥剂量对劈裂强度的影响
水泥剂量/% CCR干 CCR湿 CCR/TSR PC55湿
0
0.83
0.73
87.1
0.75
0.5
0.85
0.85
99.4
0.84
1
0.72
0.70
97.8
0.67
1.5
0.66
0.64
97.0
0.72
化学优化目标
• • • • 充分裹附，足够工作时间 限制水泥用量，限制水的用量 适应气候变化的影响 开放交通和强度形成的要求
多头乳化剂结构示意图
慢
快
胶体磨的作用
转子
定子
乳化过程
DEFORMATION
RUPTURE/CAPTURE
稳定乳液的形成
乳液的良好状态
乳液的不良状态
拌和/裹覆/破乳
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + +
下 承 层 处 理
筛 分 破 碎
拌 和 运 输
摊 铺 碾 压
养 生
铣刨运输
下承层处理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
筛分破碎
拌和运输
摊铺碾压
养生
THANKS！ 欢迎提问
拌合时间增加
+ + + +
+ + + + + + + + + -
+
+
+ + +
+ +
+ + +
+ -
+
+ + -
+
+ + ++ -
集料表面
集料表面
乳化沥青的凝结（强度形成）过程
沥青
石料表面
影响化学进程的核心变量
• • • • 乳化剂类型和用量（乳化沥青配方） 石料（旧料）的活性（水泥的影响） 乳化沥青对石料的裹附状态 水的影响
保证再生混合料的拌和均匀性和裹附效果
控制精度高： 达到连续式热沥青拌和楼的控制精度
骨料：±2% 粉料：±0.3%
水和乳化沥青：±0.2%
乳化沥青试验指标和技术要求
检测项目 破乳速率 结果 慢裂 技术规格 慢裂 试验方法 T 0658
粒子电荷
筛上残留物（1.18mm），％ 恩格拉粘度，E25 残留分含量，％ 针入度（25℃），1/10mm 蒸发残留物 软化点，℃ 延度（15℃），cm 溶解度（三氯乙烯），％
理想状态一
整体性/完整钻芯 江
西昌九高速
重型轮胎压路机完成最终压实、收面
养生3~4天，获得完整芯样后，方可 通工程车或实施上面层次的摊铺
乳化沥青配方决定强度的形成速度
理想状态二
常州324国道项目
快速开放交通
理想状态二
耐受直接交通
常州324国道项目
工程级的厂拌再生工作站的要求
筛分系统： 对再生料进行精细化筛分，在工程应用范 围内最大程度控制再生料级配 分级拌和：
裹附型再生的强度后效
乳化剂
在水相和液相同时可溶 带极性的头部是亲水基团
不带极性的尾部是碳氢链的憎水基团
CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH2CH2
头部
尾部
CH2CH2 CH2CH2 O CH2CH2CH2C NH CH2CH2 2 NH NH CH2CH2 2
Generalized Emulsifier Structures
冷再生类型
现场冷再生 (CIR) 5-15cm
全深式再生 (FDR) 20-30cm
厂拌冷再生 (CCPR)
乳化沥青再生技术的可持续性
• 裹附型再生、柔性再生，恢复性方式利用 沥青旧料
• 节约资源（土地、石料、沥青），可完全 不用新集料 • 降低成本，较采用新料降低1/3以上成本 • 替代面层潜力最大 • 可以以类似方式再次进行再生
• 气候（料温、气温、阳光直射、湿度、风 力）的影响
项目级的乳化沥青
乳化沥青冷再生技 术中决定乳化沥青 配方的因素。
再生料 特性
施工 条件
乳化沥 青配方
气候 条件
新加集 料特性
旧料分级/分析和试配 乳化沥青配方
差
拌和试验
裹覆和工作性
确定预湿水 侯选乳化沥青配方
早期强度
乳化配方选定
密 实 度 问 题
阳
0.06 6.88 64.7 63 49 75.4 99
阳离子（＋）
≤0.1 2-30 ≥63 50-150 ≥46 ≥40 ≥97.5
T 0653
T 0652 T 0622 T 0651 T 0604 T 0606 T 0605 T 0607
与粗集料的裹覆性，裹覆面积
与粗、细粒式集料拌和试验 常温贮存稳定性
配合比调整
成型
强 度 问 题
水 损 坏 问 题
空隙率/强度
目标配比确定
性能验证
生产配比确定
设计完成
乳 化 沥 青 冷 再 生 混 合 料 设 计 流 程
粘聚力试验
扫刷
扫刷试验（乳化剂类型变化）
取芯试验
2天取芯
2天钻芯（不同的旧料）
水泥的作用
• • • • 调节石料与沥青界面活性 水化反应消耗水 自身有粘结能力 增加胶结料脆性
通过
均匀
≥2/3
均匀
T 0654
T 0659 T 0655
1d，％ 5d，％
0.6 3.9
≤1 ≤5
乳化沥青厂拌冷再生配合比设计结果
• 粗RAP料：细RAP料＝40：60
• 乳化沥青：3.5%
• 水泥（32.5复合硅酸盐）：1%
• 水：1.5%~2.0%
乳化沥青厂拌冷再生施工工艺流程
铣 刨 运 输
水泥多少合适？
水泥剂量对劈裂强度的影响
水泥剂量/% CCR干 CCR湿 CCR/TSR PC55湿
0
0.83
0.73
87.1
0.75
0.5
0.85
0.85
99.4
0.84
1
0.72
0.70
97.8
0.67
1.5
0.66
0.64
97.0
0.72
化学优化目标
• • • • 充分裹附，足够工作时间 限制水泥用量，限制水的用量 适应气候变化的影响 开放交通和强度形成的要求
多头乳化剂结构示意图
慢
快
胶体磨的作用
转子
定子
乳化过程
DEFORMATION
RUPTURE/CAPTURE
稳定乳液的形成
乳液的良好状态
乳液的不良状态
拌和/裹覆/破乳
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + +
下 承 层 处 理
筛 分 破 碎
拌 和 运 输
摊 铺 碾 压
养 生
铣刨运输
下承层处理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
筛分破碎
拌和运输
摊铺碾压
养生
THANKS！ 欢迎提问
拌合时间增加
+ + + +
+ + + + + + + + + -
+
+
+ + +
+ +
+ + +
+ -
+
+ + -
+
+ + ++ -
集料表面
集料表面
乳化沥青的凝结（强度形成）过程
沥青
石料表面
影响化学进程的核心变量
• • • • 乳化剂类型和用量（乳化沥青配方） 石料（旧料）的活性（水泥的影响） 乳化沥青对石料的裹附状态 水的影响
保证再生混合料的拌和均匀性和裹附效果
控制精度高： 达到连续式热沥青拌和楼的控制精度
骨料：±2% 粉料：±0.3%
水和乳化沥青：±0.2%
乳化沥青试验指标和技术要求
检测项目 破乳速率 结果 慢裂 技术规格 慢裂 试验方法 T 0658
粒子电荷
筛上残留物（1.18mm），％ 恩格拉粘度，E25 残留分含量，％ 针入度（25℃），1/10mm 蒸发残留物 软化点，℃ 延度（15℃），cm 溶解度（三氯乙烯），％
理想状态一
整体性/完整钻芯 江
西昌九高速
重型轮胎压路机完成最终压实、收面
养生3~4天，获得完整芯样后，方可 通工程车或实施上面层次的摊铺
乳化沥青配方决定强度的形成速度
理想状态二
常州324国道项目
快速开放交通
理想状态二
耐受直接交通
常州324国道项目
工程级的厂拌再生工作站的要求
筛分系统： 对再生料进行精细化筛分，在工程应用范 围内最大程度控制再生料级配 分级拌和：
裹附型再生的强度后效
乳化剂
在水相和液相同时可溶 带极性的头部是亲水基团
不带极性的尾部是碳氢链的憎水基团
CH3CH2CH2CH2 CH2CH2CH2CH2
头部
尾部
CH2CH2 CH2CH2 O CH2CH2CH2C NH CH2CH2 2 NH NH CH2CH2 2
Generalized Emulsifier Structures