基于RAP材料完整性的回收方式与设备性能分析

摘要

旧沥青路面材料的再生利用，较好地解决了沥青路面维修改造所产生的大量废料对环境的污染问题，并且减少了对沥青和砂石材料的需求量。因此，旧沥青混合料的再生利用就成为了构建资源节约型、环境友好型社会的一个重要课题。而沥青混凝土再生的首要环节就是路面旧沥青混凝土材料的回收，沥青混凝土回收料的完整性决定着这批材料自身的原再生能力，材料自身的原再生能力越高，就意味着恢复旧料性能所需的资源就越少，或者说整个再生过程的材料成本越低，从而也使得资源利用率更高，环保效应最大化。
　　 本文依托“低碳排放型废旧沥青材料厂拌热再生技术研究”以及“山西省稷山县京昆高速侯禹段就地热再生”项目过对废旧沥青混合料回收过程中一系列相关关键技术和理论的研究，提出了保证RAP材料完整性的回收方式。
　　 本文从应用的角度出发，对回收工艺与设备做了如下研究:
　　 ①将RAP材料的完整性分为级配完整性和沥青性能完整性并分别进行阐述与研究，分析沥青混合料的性质，RAP材料级配的破坏规律，沥青的老化机理等。从RAP材料级配完整性入手研究以冷破碎为基础回收方式，从RAP材料沥青性能完整性入手研究以热破碎为基础的回收方式。
　　 ②通过对现阶段的再生方式与回收工艺比较，阐述了就地再生与厂拌再生的优缺点，又集中对冷铣刨破碎与冷翻松破碎从回收工序、回收效果、能量损耗、回收难易程度等方面做了比较。
　　 ③进行以冷破碎为基础的回收方式研究。根据之前结论，主要针对冷铣刨的回收方式。从RAP材料级配完整性入手，结合具体项目，通过对RAP材料级配分析，研究铣刨机的作业参数与破坏原理，以及它们对RAP材料完整性的影响，提出提出合理的破碎工艺。
　　 ④进行以热破碎为基础的回收方式研究。从RAP材料沥青性能完整性入手，研究路面加热破碎过程中对路面沥青混凝土材料中沥青性能的影响，通过热平衡与热传导的分析，提出加热机行驶速度与加热效果之间的换算方式。
　　 ⑤分析总结了冷回收铣刨料的二次破方法，通过力学平衡分析对现有破碎机进行了改进，提出了理想的破碎机;此外还分析了筛分方法，以及回收料的堆放和取样等问题。

目录

声明

摘要

第一章 概论

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究概述

1．2．1 国外研究概述

1．2．2 国内研究概述

1．3 研究的意义

1．4 研究的内容及技术路线

第二章 RAP材料的性质及回收工艺分析

2．1 沥青混合料组成及性能分析

2．2 RAP材料集料级配分析

2．3 RAP材料的沥青性能完整性分析

2．3．1 沥青材料老化机理

2．3．2 沥青材料老化后的变异

2．4 RAP材料的再生机理

2．4．1 旧集料的再生机理

2．4．2 旧沥青的再生机理

2．5 RAP材料的回收工艺

2．5．1 沥青混凝土的现场破碎工艺分析

2．5．2 RAP材料的二次破碎工艺分析

2．5．3 RAP材料的集中管理工艺分析

第三章 现阶段旧沥青路面材料回收方式分析与比选

3．1 现阶段沥青路面再生方式的概述

3．2 就地再生与厂拌再生的优劣势分析

3．3 现阶段厂拌再生的回收方式概述

3．4 铣刨与翻松两种回收工艺的比选

3．4．1 铣刨与翻松的施工工序比较

3．4．2 铣刨与翻松的施工效果比较

3．4．3 铣刨与翻松的施工难度比较

3．4．4 铣刨与翻松的能量损耗比较

3．4．5 铣刨料与翻松料的比较

第四章 以冷铣刨为基础的回收方式与相关设备研究

4．1 RAP材料集料完整性意义

4．2 RAP材料集料完整性分析

4．3 最佳粒径验证实验

4．4 铣刨设备研究

4．4．1 铣刨机的原理

4．4．2 铣刀的运动轨迹

4．4．3 铣刨机铣削的基本参数

4．4．4 铣刨设备匹配

4．4 铣刨工艺的控制

4．4．1 施工前准备

4．4．2 工艺控制

4．4．3 质量控制

第五章 以热翻松为基础的回收方式与相关设备研究

5．1 沥青路面加热方式

5．1．1 集中燃烧式加热机

5．1．2 分散式加热机

5．1．3 热风循环加热式

5．1．4 红外辐射加热式

5．1．5 红外热风综合式

5．2 耙松作业

5．3 热回收对路面沥青老化的影响

5．3．1 沥青的模拟老化实验

5．3．2 高温下的二次老化研究

5．3．3 施工现场的二次老化研究

5．4 路面热回收的热平衡计算

5．5 施工工艺的控制

5．5．1 加热机的选择

5．5．2 工艺控制

5．5．3 质量及安全控制

第六章 RAP材料预处理研究

6．1 RAP材料的二次破碎

6．1．1 RAP材料的破碎原则

6．1．2 RAP材料的破碎方法

6．1．3 工艺及质量控制

6．2 旧沥青路面回收料的筛分

6．3．1 筛分理论及机械选择

6．3．2 工艺及质量控制

6．3 RAP的堆放和取样

第七章 主要结论与建议

7．1 主要结论

7．2 进一步研究建议

致谢

参考文献

在校期间发表的论著及取得的科研成果