二次冷再生可行性分析及其混合料力学性能试验研究.pdf

No.22023上语么统1 1 5SHANGHAIWAYS材料与试验h二次冷再生可行性分析及其混合料力学性能试验研究刘思佳，李艳？（1.新疆交通科学研究院有限责任公司干旱荒漠区公路工程技术交通运输行业重点实验室，新疆乌鲁木齐8 3 0 0 0 0；2.西安公路研究院有限公司，陕西西安7 1 0 0 6 5)摘要：目前国内部分冷再生路面达到或接近使用寿命，旧冷再生路面能否进行二次再生利用成为公路行业的关注热点。首先对二次冷再生进行可行性分析，并基于二次冷再生混合料的配合比设计结果，对二次冷再生混合料的力学性能进行试验研究。结果表明：旧冷再生路面的基层材料压碎值仍满足规范要求，但CBR值发生了衰减，级配呈细化状态，单独用于二次再生修筑路面（底）基层已不可行；通过添加新骨料及水泥稳定剂，二次冷再生混合料的级配和强度得到有效改善，7 d无侧限抗压强度值可满足极重、特重交通下的路面（底）基层技术要求，二次冷再生具备可行性；二次冷再生混合料的力学性能试验结果虽略次于初次再生混合料的性能，但整体力学性能仍能满足沥青路面基层及底基层的力学指标要求。关键词：二次冷再生；配合比设计；力学性能；抗压强度0引言随着再生技术日趋成熟，冷再生技术得到了大力推广应用，国内公路养护工程大中修采用冷再生技术的工程实例日益增多。目前，这些冷再生路面已达到或接近使用寿命，旧冷再生路面能否进行二次再生利用，已成为公路行业的关注热点宗炜认为沥青团粒结构、沥青膜界面和旧集料砂浆界面的存在，对二次再生混合料强度和稳定性有不利影响。许光孝分别采用泡沫沥青与水泥作为稳定剂，对泡沫沥青冷再生路面进行二次冷再生试验研究，证明两种二次冷再生技术可行 2-3 。拾方治在S102杭昱线昌化段用泡沫沥青与水泥作为稳定剂，采用厂拌冷再生工艺，分别进行了两段试验路的铺筑 4-5 。沈云在S306鹿唐线吴兴段路面大中修工程中，利用已再生过的铣刨料，通过泡沫沥青冷再生技术进行二次再生 6 。姚剑良通过对浙江省湖州市早期冷再生路面不同程度的破损现象进行了研究，采用泡沫沥青就地二次冷再生技术来修复现有病害 7 。目前的研究主要为二次再生技术的工程应用情况研究，少见基于旧冷再生基层材料性能的二次冷再生可行性分析，以及二次冷再生混合料的力学性能评价研究。旧冷再生基层材料应用于公路基层时，应综合考收稿日期：2 0 2 3-0 1-1 0虑其自身材料性能和再生混合料性能是否满足（底)基层的技术要求。本文首先对二次冷再生进行可行性分析，基于二次再生混合料的配合比设计结果，对二次冷再生混合料的力学性能进行试验研究。1二次冷再生可行性分析1.1旧冷再生路面基层材料试验试验采用的旧冷再生路面基层材料，原材料来自于京昆高速公路某段。该段落于2 0 0 6 年进行大修，其路面结构为：4 cmAC-13细粒式改性沥青混凝土上面层+5 cmAC-20中粒式改性沥青混凝土中面层+1 5 cm泡沫沥青冷再生混合料柔性基层，见下图1。本次试验采用该路段的泡沫沥青冷再生铣刨料，铣刨得到旧4cmAC-136cmAC-2015cm泡沫沥青冷再生柔性基层图1 路面芯样及路面结构情况No.22023116上涵2 路材料与试验SHANGHAI HIGHWAYS冷再生基层路面材料。筛分试验前，剔除超粒径集料，先自然风干，再通过6 0 以下温度烘干的方法，得到干燥样品，在室内对旧冷再生路面基层材料的性能进行测试。1.2压碎值用压碎值指标评价集料的抗压碎性能，按JTGE42-2005规定的试验方法，测得被压碎石料的碎屑质量与试样质量之比，以百分率表示，见下表1。表1 旧冷再生路面基层材料压碎值试验结果技术要求旧冷再生路面基层材料层位高速及一级公路二级及二级以下公路压碎值/%极重、特重交通重、中、轻交通基层22263518.2底基层303040由表1 可知：(1)旧冷再生路面基层材料的压碎值测试结果仍然满足规范要求，预计可用于高等级公路的基层及底基层。(2)由于旧冷再生路面基层材料表面裹覆结团沥青，具备一定的黏附性。在压力机作用下，部分破碎的石料细屑与结团沥青黏连，使得细料筛孔通过率降低，压碎值试验结果偏小，旧冷再生路面基层材料的真实压碎值应较大。1.3CBR试验室内试验使用路面材料强度仪，测试了旧冷再生路面基层材料的CBR值，测试结果见表2。表2 旧冷再生路面基层材料CBR试验结果试验项目组数平均值/%代表值/%偏差系数/%CBR值657.652.46.7由表2 可以看出，服役一定年限的旧冷再生路面基层材料在铣刨机破碎作用下，CBR代表值为5 2.4%，其物理力学性能发生衰减，故继续单独用于修筑路面基层已不可行。因此，考虑添加部分的新料，改善和提升其物理力学性能，以保证二次冷再生路面（底)基层满足规范性能要求。1.4价筛分试验旧冷再生路面基层材料的原样筛分试验结果见表3，级配曲线见图2。表3 旧冷再生路面基层材料筛分结果筛孔尺寸/mm37.526.513.24.752.360.30.075通过率/%100.092.572.542.530.013.58.0级配范围10085100608530552040720412注：旧泡沫沥青冷再生基层在原路中做柔性基层，故级配范围选用公路沥青路面再生技术规范（JTG/T5521-2019)中的粗粒式泡沫沥青冷再生混合料级配范围要求。10090-+-级配上限-+一级配下限8070(%)本60一级配中值一一合成级配4030201000.0750.32.364.7513.226.537.5矿料粒径（mm）图2 旧冷再生路面基层材料级配曲线图由图2 可知，旧冷再生路面基层材料的级配4.7 5 mm粒径以下部分接近规范要求级配范围的上限，4.7 5 mm以上部分则超出了规范要求级配范围的上限。说明旧冷再生路面基层材料经过铣刨后，由于粗集料进一步被破碎，级配整体呈现细化状态。2二次冷再生混合料配合比设计2.1级配设计根据二次再生路面材料筛分结果，按照公路沥青路面再生技术规范（JTG/T5521-2019)对无机冷再生混合料级配范围的要求，室内配合比试验采用骨架密实型级配，选用1 0 3 7.5 mm集料。级配计算表见表4，合成级配图见图3。No.22023上海么绝1 1 7SHANGHAI HIGHWAYS材料与试表4二次冷再生混合料级配计算表通过以下筛孔（mm）的质量百分率/%材料31.526.519.09.504.752.360.60.075旧冷再生路面基层材料100%100.099.882.675.456.436.421.36.7原材料级配1037.5mm100%10098.774.83.30.10.10.10.1旧冷再生路面基层材料70%70.069.957.852.839.525.514.94.7矿料级配1037.5 mm30%30.029.622.41.00.00.00.00.0合成级配100%100.099.580.353.839.525.514.94.7级配中值100.095.080.557.039.026.015.03.5100907247291780级配范围1001008967493522710090-级配上限-级配下限8070一级配中值一一合成级配（%）李器8803020102.364.759.5019.026.531.5矿料粒径（mm）图3 二次冷再生混合料级配曲线图2.2确定稳定剂添加量采用振动成型法成型试件，级配比例为旧冷再生路面基层材料：1 0 3 7.5 mm集料=7 0:3 0。本次试验采用的振动频率为3 0 Hz，振动时间为9 0 s，水泥剂量采用4.5%、5.0%、5.5%三种，分别进行振动压实试验。振动压实结果和7 d无侧限强度结果见表5 和表6。表5 振动压实试验结果水泥剂量/%最大干密度/g?cm）最佳含水量/%4.52.1985.55.02.2205.75.52.2315.9表6 无侧限抗压强度试验结果水泥剂量/%7d无侧限强度/MPa偏差系数Cv/%4.53.659.85.04.1110.25.54.758.6参照规范公路沥青路面再生技术规范（JTG/T5521-2019)对水泥冷再生混合料的技术要求，如下表7所示。建议配合比设计结果为旧冷再生路面基层材料：1 0 3 7.5 mm集料=7 0:3 0，水泥剂量5.0%。该配合比设计下的二次冷再生路面可满足极重、特重交通下的路面基层及底基层的强度要求，二次冷再生具备可行性。表7 水泥冷再生混合料技术要求交通荷载等级极重、特重重中、轻基层4.06.03.05.02.04.07d龄期无侧限抗压强度/MPa底基层2.54.52.04.01.03.03二次再生混合料力学性能研究3.1试验方案力学性能的主要检测指标包括无侧限抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量。试验关键参数包括水泥用量、养生条件及养生龄期。（1）水泥用量根据已经确定的混合料配合比，设定为5%。(2)养生情况为标准条件下养生温度2 0 2、相对湿度9 5%。养生龄期分别为7 d、2 8 d、6 0 d。3.2试验结果分析二次冷再生混合料在5%水泥用量、不同养生龄期条件下的抗压强度试验、劈裂试验及抗压回弹模量试验结果，与初次水泥冷再生混合料的对应指标试验结果的对比情况见表8 和图4 6。118上涵2 缘No.22023料与试验SHANGHAI HIGHWAYS表8 二次冷再生混合料力学性能试验结果对比养生龄期项目指标7d28d60 d抗压强度（二次再生）/MPa4.14.34.6无侧限抗压强度试验抗压强度（初次再生）/MPa4.65.25.7劈裂强度（二次再生）/MPa0.290.390.42劈裂试验劈裂强度（初次再生）/MPa0.340.460.48回弹模量（二次再生）/MPa771.62981.251029.48抗压回弹模量试验回弹模量（初次再生）/MPa1 065.271 220.161380.41注：初次再生旧料含量7 0%，水泥用量为5%6二次再生5邮初次再生(e)432107d28d60d养生龄期图4 无侧限抗压强度试验结果16600二次再生1400初次再生12200(）100080060040020007d28d60d养生龄期图6 抗压回弹模量试验结果结合表8 和图4 6 的试验结果可知，二次再生路面材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、回弹模量与初次冷再生混合料相比偏低，分析原因有以下几点：（1）二次冷再生混合料中的旧沥青路面材料已经发生老化，呈脆硬状态，整体抗压强度较低，在荷载作用下，更易发生破坏。(2)旧冷再生路面的基层材料历经车辆荷载的16600二次再生1400初次再生1200100080060040020007d28d60d养生龄期图5劈裂强度试验结果长期作用和再生机的铣刨破碎作用后，粗集料含量在再生料中占比较低,难以形成骨架结构，损失了部分强度。(3)经过两次再生利用后，旧集料表面裹附的沥青油膜隔离开了部分水泥与石料，使得石料表面无法充分接触水泥，从而产生水化反应，形成水泥石晶体。这影响了强度的提高。（4)二次冷再生混合料的力学性能虽略次于初次再生混合料的性能，但整体力学性能仍能满足沥青路面基层及底基层的力学指标要求。4 结语（1)旧冷再生路面基层材料的压碎值仍然满足规范要求，但CBR值发生衰减，级配呈细化状态。故旧冷再生路面基层材料二次再生时，单独用于修筑路面(底）基层不可行。(2)通过添加新骨料及水泥稳定剂，再生混合料的级配和强度得到了有效改善。二次冷再生混合料配合比设计采用级配为旧冷（下转第1 4 5 页）No.22023上涵么路1 4 5上接第1 1 8 页SHANGHAI HIGHWAYS交通工程表6 同济路-宝杨路交叉口改善后评价分析表单车道平均最大车道车道服务进口进口服务交叉口交叉口服务进口道车道功能车道数饱和度排队车辆数延误/s水平延误/s水平平均延误/s水平左20.74740.67D东进口直20.76747.37D43.1D右一0.75841.25D左20.70644.15D南进口直40.77740.45D44.8D右10.78749.64D47.2D左10.701045.23D西进口直20.76859.36D52.4D右20.76752.65D左20.78641.76D北进口直20.78546.77D48.5D直右0.75856.98D6结语本次研究通过对宝山吴淞创新城片区现状交通问题的排摸，得出了货运交通量大、交叉口渠化布置方案不合理等原因，是导致局部节点及区域交通运行不畅的重要原因。通过对交叉口进行渠化和优化交通组织形式等方面的改造和提升，有效地提高了区域交通的运行效率，缓解了交通拥堵情况，可为区域内其他道路交通的改善提供参考和借鉴。参考文献：1上海市规划和国土资源管理局.上海市城市总体规划再生路面基层材料：1 0 3 7.5 mm集料=7 0:3 0，水泥剂量5.0%。其7 d无侧限抗压强度值达到4.1 MPa，可满足极重、特重交通下的路面（底)基层技术要求。(3)综合二次冷再生混合料的力学性能试验结果可知，经过长期使用后，旧冷再生路面的基层材料性能发生了一定程度的衰减。通过采用新集料调节级配、添加水泥稳定剂，可改善二次冷再生混合料的力学性能，虽略次于初次再生混合料的性能，但整体仍能满足沥青路面基层及底基层的力学指标要求。参考文献：1宗炜.沥青路面二次再生技术研究 D.西安：长安大学,2 0 1 1.2许光孝,胡畔，邵哈.泡沫沥青二次冷再生混合料不同稳定剂(2017-2035)EB/0L.2018-01-04J.https:/ 0 1 7-2 0 3 5 年）草案 EB/0L.(2018-06-25)2018-09-21.http:/ J.城市建筑,2 0 2 2,1 9(1 2):2 7-3 1.【4 唐棠,龙家彦.复杂平面交叉口的交通组织优化 J.城市道桥与防洪,2 0 2 2(1 1):2 2-2 4+3 0 1.5张强,刘坤,廖苑伶.西安市高新区道路平面交又叉口精细化改造设计研究 J.城市道桥与防洪,2 0 1 8(0 5):3 3-3 6+7.的应用 J.上海理工大学学报,2 0 1 5,3 7(0 5):5 0 5-5 1 0.3胡畔,邓江丽,许光孝,等.泡沫沥青回收料二次冷再生混合料配合比设计研究 J.建设机械技术与管理,2 0 1 4,2 7(0 9：71-74.4王征,拾方治,胡畔,等.泡沫沥青二次冷再生混合料的设计与工程应用 J.筑路机械与施工机械化,2 0 1 4,3 1(0 7):3 8-4 2.5朱建军,张永平,拾方治,等.二次再生混合料在0 2 省道杭昱线的试验性应用 J.建设机械技术与管理,2 0 1 4,2 7(0 6):85-88.6沈云.泡沫沥青二次冷再生技术在干线公路养护工程中的应用 J.浙江交通职业技术学院学报,2 0 1 4,1 5(0 1):2 6-3 0.7姚剑良.泡沫沥青就地二次冷再生意义及应用 J.山西建筑,2 0 1 4,4 0(1 2):1 6 6-1 6 7.ZHUJi(97)A Bridge Intelligent Collision Avoidance System Based on Multi-Dimensional Fusion and Digital Twin TechnologyAbstract:By using multidimensional perception and fusion technology,the passing ship status around bridges is monitored and ana-lyzed 24/7 in real-time with a 360 ocoverage.If there are ships that may endanger the safety of the bridge,warning information willbe issued in advance and matched with digital twin technology to generate a visualized digital model of the bridge.Feedbacks will beprovided to maintenance personnel in a timely and intuitive manner.This achieves comprehensive awareness of the bridge environmentand ensures the safety of the bridge.Key words:multi-dimensional perception;multi-dimensional fusion;digital twin;bridge collision avoidanceA Probabilistic-based Method for Controlling the Content of Stabilizer of Waste Soil.Abstract:Engineering waste soil is one of the main components of construction waste.Stabilization of waste soil for subgrade flling isan important direction for the utilization of waste soil.This paper combines the engineering practice of utilizing waste soil in the South-ern New Town of Nanjing,and proposes a method for controlling the content of stabilizer based on statistical theory and reliability anal-ysis,in order to deal with the variance of waste soil.Firstly,the approximate range of the content is determined through the CaliforniaBearing Ratio test,and then the distribution function is constructed by analyzing the distribution of the test results.The reliability of aspecific content is calculated through Monte Carlo simulation.Statistical analysis shows that this design method can minimize strengthredundancy and save costs while meeting strength requirements.Key words:waste soil;curing improvement;California bearing ratio;reliability analysis;Monte Carlo simulation;maximum likeli-hood estimationResearch on the Design of Key Materials and Mixtures for Full Thickness Luminous Pavement.PANG Xiaoming(111)Abstract:Combined with the research on the inspection section of the new full-thickness light-emitting road in the construction ofShanghai Slow Moving Leisure Road in recent years,the author analyzed and summarized the design and performance of the stone,transparent binder,luminous materials and other key materials in the luminous pavement,as well as the mixture,in order to providesome experience for future related projects.Key words:slow leisure road;luminous pavement;transparent binder;luminous materialFeasibility Analysis and Experimental Study on Mechanical Properties of Secondary Cold Regeneration MixtureKey words:At present,part of the cold recycled pavement in China has reached or is close to its service life.Whether the old cold re-cycled pavement can be recycled has become the focus of the highway industry.In this paper,the feasibility of secondary cold regener-ation is analyzed firstly.Based on the mix design results of secondary cold regeneration mixture,the mechanical properties of secondarycold regeneration mixture are tested and studied.The results show that the crushing value of the old cold recycled pavement base mate-rial still meets the specification requirements,the CBR value is attenuated,and the grading is refined,so it is not feasible to use it alonefor the secondary recycled pavement(subbase)base;By adding new aggregate and cement stabilizer,the gradation and strength of thesecondary cold recycled mixture have been effectively improved.The 7 d unconfined compressive strength value can meet the technicalrequirements of the pavement(subbase)under heavy and extremely heavy traffic.The secondary cold recycling is feasible.Althoughthe mechanical performance test results are slightly inferior to that of the primary recycled mixture,the overall mechanical performancecan still meet the mechanical index requirements of the asphalt pavement base and subbase.Key words:secondary cold regeneration;mix design;mechanical properties;compressive strengthPerformance Research and Engineering Application of Semi-flexible Pavement with High Crack ResistanceAbstract:The influence of grouting materials mixed with different toughening materials on the high temperature rutting resistance,lowtemperature bending resistance and semi-circular bending crack resistance of semi-flexible pavement materials was tested and stud-ied,and the application in engineering test section was carried out.The research results show that the grouting material mixed with15%emulsified asphalt can make the semi-flexible pavement material obtain the road performance of balancing high and low tempera-ture performance.The laboratory crack resistance is 45%higher than the previous technology,and the actual road crack resistance ismore than 2.6 times higher than the previous technology.Key words:high crack resistance;semi-flexible pavement;toughening materials;emulsified asphalt;semi-circular bending frac-ture energy;pavement cracking rateApplication of High Polymer Grouting Technology in the Maintenance and Repair of Freeways in Anhui ProvinceAbstract:With the rapid growth of road,especially highway construction in China,the importance of maintenance is becoming in-RENQi(103):LIU Sijia,LI Yan(115):HUANG Yunbao,DENG Cheng,GONG Minghui,HONG Jinxiang,XIONG Zijia,LIU Ziyang(119)WANG Chongyang(124)