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基于绿色理念的大粒径透水性沥青混合料性能提升及工程应用

成果类型:: 新技术

发布时间: 2023-09-21 10:38:04

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 李振 | 2023-09-21 10:38:04

本项目成果主要应用在公路工程等领域。 1.改性沥青加工工艺特性研究 对不同改性沥青的加工工艺特性进行对比研究,并采用不同工艺生产的改性沥青的指标进行分析,结合当前的符合绿色环保理念,提出改性沥青的生产工艺及控制指标; 2.集料料源特性及颗粒形态研究 结合当前石料的料源特性,对比分析石料加工特性对大粒径沥青混合料性能的影响,并对相关指标进一步优化,对大粒径透水性沥青混合料的石料指标相关标准进行修订; 3.配合比设计优化及性能评价 通过室内系统研究,对不同胶结料的 LSPM 沥青混合料的压实特性及路用性能评价,使其抗飞散性能、疲劳耐久性得到进一步提升; 4.施工工艺及工程应用 胶粉改性沥青 LSPM 混合料施工特性及工艺研究,结合工程实践及压实特性,提出更加合理可行的施工控制工艺; 5.能耗及碳排放评估分析 胶粉改性沥青用于 LSPM 混合料的经济性及应用前景分析,通过经济性分析,从工程建设投资的角度对其经济合理性以及应用前景进行分析。

项目组采用理论分析、室内试验、现场验证等技术手段,开展了大粒径透水性沥青混合料性能提升及工程应用研究,取得了如下主要创新成果: 1.提出了改性沥青常规指标、流变性能、黏附功相结合的综合评价方法,基于 SBS、MAC 和胶粉改性沥青的路用性能对比,明确了胶粉改性沥青的技术优势; 2. 优化了基于干法胶粉的大粒径透水性沥青混合料沥青膜有效厚度计算方法,研发了中粒式大空隙透水性沥青混合料,并提出了相应的典型长寿命路面结构; 3. 提出了胶粉改性沥青大粒径透水性沥青混合料的节能减排计算方法。

项目通过理论分析,数值模拟、室内外试验和工程验证,形成了胶粉沥青在大粒径透水性沥青混合料的应用技术体系,为胶粉沥青应用于大粒径透水性沥青混合料提供理论基础。成果对于公路工程建设过程中的节能减排效果明显,经济社会效益显著,推广应用前景广阔。

山东省交通科学研究院是隶属于山东省交通运输厅的事业单位,是山东省省属重点科研机构,是全省唯一的综合性交通运输研究中心。山东省交通科学研究院现设七个专业研究室,包括道路研究室、桥梁研究室、标准计量室、交通环境与安全研究室、综合交通发展研究室(规划研究中心)、交通科技情报研究室、青岛实验研究中心;四个管理科室,即办公室、人事科、财务科、业务科。另有,高速公路养护技术交通行业重点实验室(济南)、山东省道路结构与材料重点实验室、山东省交通建设工程检测中心、山东省交通基础设施建设地方标准办公室、山东省交通厅史志办公室、山东省交通环境监测中心站、山东省交通运输厅高速公路建设实录编撰办公室等12个挂靠机构。

根据本项目研究成果,对不同改性沥青混合料进行能耗和碳排放量评估,施工 1km的 LSPM-25 柔性基层路面,胶粉 LSPM-25 的能耗和碳排放量是最低的,干法胶粉沥青的 LSPM-25 相比采用 MAC 改性沥青的 LSPM-25 能耗和碳排放量降低了 7.4%,相比采用SBS 改性沥青的 LSPM-25 能耗和碳排放量降低了 6.5%。 “十四五”末,山东省高速公路通车里程将突破 1 万公里,未来 3 年将新增通车里程 2000 余公里,其中 2023 年山东省在建高速公路项目 23 个总里程 1749 公里,年内将开工建设 13 个项目,如此大规模高速公路建设规模,其中均是采用的组合式基层路面结构,如果其中 10%的里程采用本项目研究成果采胶粉改性沥青和中粒式大粒径透水性沥青混合料,根据本项目研究结果,从全寿命周期角度分析,可以大大运营期养护维修成本的降低,具有很好的经济推广价值。

(1)积极组织技术研讨会、现场观摩会及参加国内外的学术交流会; (2)本项目研究成果,已形成相关技术指南,下一步将积极参加地方、国家和行业标准的制定,积极纳入技术规范; (3)“十四五”期间,中国铁建投资集团有限公司在山东省将承担临清连接线、东阿至阳谷高速公路等多个项目的建设任务,路面结构均采用了山东省典型的组合式基层路面结构,公司将积极将项目研究成果在上述几个项目实施产业化转化。