【学科建设典型案例3】实现道路固废高效再利用,助力国家“双碳”战略

发布时间:2021-11-29

近年来,随着通车年限的增长,我国高速公路已经进入全面养护时代,这也意味着每年将产生数千万吨的废旧沥青混合料。养护过程造成的废旧沥青混合料废置不仅浪费资源,还污染环境。越来越多的研究人员都致力于通过再生技术将这些废旧沥青混合料重新应用到公路的建设或者养护当中。

沥青路面再生技术作为一种路面养护技术,可以实现沥青路面废旧材料的高效再生利用,具有降低成本、节能减排、保护生态环境等诸多优势。目前,国家提出了的“双碳”战略,大力倡导固废资源化利用。沥青路面再生技术是道路铺装领域实现“碳达峰”和“碳中和”目标的重要举措,是未来发展的必然趋势。但是,国内对沥青路面再生技术研究和应用时间较短,仍然存在掺量不高、施工和异性及路用性能较差等问题,应用还不够广泛,缺乏科学系统的适用性评价。同时,再生技术受设备和材料的限制性较大。

本学科从技术理论、材料研发、设备改进、施工技术等方面开展了沥青路面泡沫温再生技术研究及推广应用。依托江苏省科技计划项目,探明了新旧沥青的融合机理,研发了用于沥青路面再生的乳化再生剂,显著改善了再生沥青混合料的施工和易性,施工温度可降低20℃,且大幅促进新旧沥青胶结料的转移与融合程度(图1)。实现了将废旧沥青混合料的利用效率提高至50%以上。施工工艺方面,针对沥青废旧路面材料的铣刨、破碎筛分、拌和等设备,提出了适用于大掺量再生沥青混合料的技术要求,提出了再生技术的设备改进建议以及路面的适用性评价体系,并形成施工技术指南,为该项技术的大规模应用提供支撑与参考。

该技术成果已成功应用于江苏、浙江、山东、福建等省,工程应用逾200公里(图2,图3)。与传统厂拌热再生技术相比,泡沫温拌再生技术能够提高RAP掺量至50%,相比传统铣刨重铺技术,总成本降低了25.1%,总能源消耗和CO2排放分别降低了12.9%11.3%,对于推广沥青路面再生技术的深化应用具有重要意义。

再生技术及温拌技术是适应当代节能减排,发展循环经济,走可持续发展道路主旨的先进技术。通过采用泡沫温拌的方式,对再生技术进行系统深入的研究,解决RAP掺量提高带来的温度限制和新旧沥青融合状态未知的问题,同时提高施工的和易性,最终形成一套比较成熟的系列再生实用技术,并且达到规范化和标准化的程度。该技术应用前景广阔,社会及经济意义显著。


  
a)摊铺过程

   
b)摊铺温度

1沥青路面泡沫温再生现场摊铺碾压





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图2泡沫温再生路面外观


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