厂拌热再生沥青混合料配合比设计关键技术研究论文_崔伯宝

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摘要:现如今,我国的国民经济在快速的发展,社会在不断的进步,为了在实际工程中对厂拌沥青热再生技术进行全面推广,本文在对世界各国的此类技术进行探究的前提下,针对传统热再生配合比设计方法在级配设计、最大理论密度及再生剂用量的明确方面的不足,分别提出了抽提调整法、抽提计算法和综合法对其改进,使得厂拌热再生的配合比设计方法变的更为简单实用。

关键词:厂拌热再生;配合比设计;最大理论密度;再生剂用量

引言

厂拌热再生是一种沥青道路里小修保养维护的技术,近些年在我国渐渐被推广及运用。此类方式为结构性再生,在多类旧沥青道路的再生运用期间均可被用到。相较于其它技术,其优势较为明显,不但施工控制难度低、再生混合料路用性能优越,而且应用领域较多等,因此在高级路面多个结构层次中运用相关技术的时候,厂拌热再生技术通常被视作首选。然而,厂拌热再生混合料的路用性能虽然基本能满足施工技术规范要求,但实际工程中总是不及新拌的普通沥青混合料,其中最主要的原因有三点:1)因为回收回来的沥青混合料级配无法精准获取,所以再生混合料的级配与预期相差甚远;2)回收料里沥青出现了重度老化,技术性能较弱;3)已经存在设计方式难以使配合比的精准度得到确保。

1沥青再生机理

在氧气、阳光等外界影响因素下,沥青材料容易发生氧化、脱氢、脱硫等过程。经过该过程,沥青中轻质油组分逐步挥发。在沥青路面运营过程中,暴露在外部的沥青路面上面层更容易发生老化。目前,针对沥青再生的机理分析原理一般认为,要将老化沥青转化为原沥青,应该先比对老化沥青与原沥青中改变的组分,再将含有这些组分的再生剂添加入老化沥青之中,通过沥青之间相互融合,形成性能优良的再生沥青。

2最大理论密度的确定

混合料的最大理论密度十分关键,它是配合比设计期间对相关体积指标加以运算而需要的重要参数。就一般的再生沥青混合料而言,该参数的运算通常借助真空法而测得,然而此方法仅仅只可针对基质沥青混合料而运用。当胶结料为改性沥青的时候,倘若使用该方式,那么获取的数值将会失真。就常规混合料的最大理论密度来说,通常先借助表干法将集料的密度测试出来,然后再按照规范公式计算所得。然而,对于回收料而言,由于诸多裹覆材料存在于回收料表层,倘若不做任何更改就运用上述方法,那么集料的毛体积密度的检测将会难以获取精准的数值。倘若先对回收料展开抽提试验,接着对相应密度加以检测并计算,这样的方式收获的数值是否具有较高的精准性?针对以上问题,本研究借助抽提计算法来对上述参数进行优化,也就是先对回收料展开抽提试验,借助表干法检测抽提之后的集料密度,表1中展示了回收料在抽提之前和之后的相关数值,然后再借助计算法将最大理论密度运算出来。本文将SMA-13混合料作为范例,在运算其最大理论密度的时候选择使用抽提计算法,同时与借助真空法检测获取的数值进行对比,对空隙率及矿料间隙率展开运算。计算结果见表2。剖析上表之后得出,就最大理论密度而言,借助真空法所获取的数值比抽提计算法低出许多,而且通过前者运算出来的空隙率及矿料间隙率都和规范标准不相符。这是因为试验胶结料为改性沥青,因其具有较强的粘附性,导致混合物料里的诸多气体在真空试验当中难以被抽出来,所以,最后得出的数值低于实际。对抽提计算法获取的数值加以剖析,可以发现其运算获取的空隙率及矿料间隙率都与设计规范标准相一致。所以,抽提计算法能够完成再生沥青混合料的最大理论密度的测定工作,同时其运用的广度及深度比真空法都更胜一筹。

表2:回收料抽提前、后集料毛体积密度

3再生剂用量的确定

3.1方法介绍

3.1.1粘度公式法

当前规范的再生技术标准中明确指出,在新、老沥青加以融合的时候,可借助公式(3)对前者的粘度加以明确。一旦需要将其与再生剂混合应用,那么该式能够用以对再生剂的掺量进行明确。lglgηm=(1-α)lglgηn+αlglgηh(3)式中:ηm——混合后沥青的60℃粘度(Pa·s);ηh——混合前新沥青的60℃粘度(Pa·s);ηn——混合前旧沥青60℃粘度(Pa·s);α——新沥青的比例,α=Pnb/Pb。因而,先明确混合料必需的沥青胶结料的目标粘度,同时对新老沥青、再生剂的60℃粘度和回收沥青在沥青整体用量中所占据的百分比加以明确;而后借助公式对新沥青及再生剂混合物的需求粘度加以运算;最后再一次借助相应公式对再生剂的掺量展开运算,通过再生剂在混合物中所占的百分比来加以展现。

3.1.2针入度试配法

耿久光等在多次探究之后证实了可借助试配的方式来得到再生剂所需要的使用量。该法同样适用于其含量的明确。具体的方法步骤是:1)对再生沥青规范针入度加以明确;2)室内制备和回收沥青具有同等老化程度的试验样品;3)选取多种再生剂掺量和回收化沥青进行拌合,接着依次对其25℃的针入度加以测试;4)将对应的混合沥青针入度值及再生剂掺量分别视作纵、横坐标,画出二者的关联曲线图;5)从图中觅得与规划针入度相对应的再生剂掺量,就可以得出明确的科学数值,通过再生剂与老沥青的比率来加以展现。此方法的便捷度较高,然而却需制作许多老化沥青,需要多次反复试验。

3.1.3综合法

本研究针对两类再生剂掺量明确方法进行了深度思量,权衡了其优势及不足,并且由此整合出了综合法。1)对老沥青的25℃针入度值或者135℃运动粘度数值加以检测,同时对回收沥青在沥青胶结料总用量中所占据的百分比进行运算;2)借助式子1,对新沥青及再生剂混合物的规范针入度数值或者粘度数值展开运算;3)选取多类再生剂掺量和新沥青实验样品混杂在一起,而后分别对其25℃的针入度数值或者135℃运动粘度数值展开测试;4)将对应的混合沥青针入度值或者粘度值、再生剂掺量分别视作纵、横坐标,画出相应的关联曲线;5)从图中觅得与规范针入度或者粘度相对应的再生剂掺量,就可以得出合理的取值范围。6)依据明确的比例,把新老沥青和再生剂进行拌合,通过对相关参数的测试而判断所选掺配比例是否合理;倘若得出的数值与要求一致,那么就依据此掺配比例展开施工;反之,那么就应当展开调整,并借助试验的方式再一次对相关性能加以测试,一直到达到规范要求方可结束。综合法将前两种方法的优势进行了整合,无需再制作诸多的老化沥青,同时还能够使获取的数值具有较高的精准性。所以此方式在再生剂的掺量中尤为适用。

3.2综合法确定再生剂用量实例

此次配合比设计规划中对SMA-13混合料的再生剂用量运算的时候选择使用综合法。已经获悉老沥青25℃针入度数值是28,新沥青是68,而前者在总沥青中所占的百分比是α=2.3/6.1=37.7%,在公式1当中把这些数值带进去,便能够运算出新沥青和再生剂混合物的需求针入度的数值,即125。

结语

因为有诸多的裹覆材料存在于回收料表层,其检测粒径难以将集料的现实粒径展现出来。所以在设计规划配合比的时候,为了与目标级配相一致,就需展开细致的调整。本文所用的抽提调整法可使此问题得到良好处理。由于真空法在改性沥青再生混合料的最大理论密度的测试当中不太适用,所以本文建议运用抽提计算法,后者的运用的广度及深度都远远优于前者。在全面思量再生混合料再生剂用量的前提下,提出了综合法,这是一种对再生剂用量加以明确的全新方法,其具有更佳的便捷度,并且获取的数值也更具精准度。

参考文献:

[1]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面再生技术规范.JTGF41-2008.

[2]耿久光.高速公路旧沥青混合料热再生技术研究[D].西安:长安大学,2007.

论文作者:崔伯宝

论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/18

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