厂拌热再生沥青混合料配合比设计影响因素探析

厂拌热再生沥青混合料配合比设计影响因素探析

隋海蕾

威海市公路管理局直属分局山东威海

摘要:厂拌热再生就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂,再集中破碎,根据路面不同层次的质量要求,进行配比设计,确定旧沥青混合料的添加比例,再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌合成新的混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,铺筑成再生沥青路面。

关键词:厂拌热再生;沥青混合料;配合比

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,因此在非高级路面下面层中运用相关技术的时候,厂拌热再生技术通常被视作首选。

1回收沥青路面材料的分析评价

1.1回收沥青路面材料的沥青含量以及性质

当回收沥青路面材料旧沥青含量很低,且沥青严重老化时[针入度〈10(0.01mm)],旧沥青与新沥青性质相差悬殊,难以相容。旧沥青再生是根据生产调和沥青的原理,在旧沥青混合料中添加低粘度的软沥青或再生剂,使得调配后的再生沥青具有适合的黏度,且满足相应的路用性质。从回收沥青路面材料里回收旧沥青,确定其中的旧沥青含量,同时用于检测其物理性质及化学组分,以判断它的老化程度和是否掺加了纤维稳定剂,可以说是进行厂拌热再生配合比设计的难点,建议直接按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20中的T0726阿布森法从回收沥青路面材料里完成旧沥青的回收,回收剂采用三氯乙烯。然后完成针入度、软化点、延度和60℃动力黏度等相关的参数检测,以及化学组分分析。为新沥青标号选择和再生剂选择提供决定参数。

1.2回收沥青路面材料的含水率

回收沥青路面材料的含水率大小是不可忽略的一个参数。从拌和站场地堆放的回收沥青路面材料料堆上取样后,应根据回收沥青路面材料的粒径大小,建议采用烘干法,进行回收沥青路面材料的含水率检测,测定回收沥青路面材料烘干前后的变化。回收沥青路面材料是道路专用设备铣刨机经过冷铣刨所获得的一种散状物,由于在施工过程中采取喷水降尘,所有铣刨机都同步配置喷水装置。加上堆放过程中覆盖措施不到位的情况下,降雨的影响,都会导致回收沥青路面材料含有水分。厂拌热再生中回收沥青路面材料的含水率不能过高,否则会造成回收沥青路面材料加热效率太低,并可能影响再生混合料的性能,影响混合料配合比验证结果。从实践来看,必须为已经粉碎筛分的再生料,严格设置遮雨棚,防止雨水的淋湿。按照规范要求,单一就回收沥青路面材料的含水率检测需要将温度控制在105℃,但是考虑后续的矿料级配和沥青含量等试验检测需要,试验温度应控制在(50±5)℃。

1.3回收沥青路面材料砂当量

回收沥青路面材料还是处在矿料级配以及沥青胶结的状态,其中含油的石矿粉或填料(<0.075mm颗粒)已与沥青共同作用形成结构沥青,因此不能够像新集料拌和时那样使用拌和站除尘设备去除含黏土粉尘和对于矿粉的用量进行控制,在铣刨过程中,由于铣刨机强力铣刨时会使集料破碎,产生新的粉料或是黏土颗粒的混入。需要对回收沥青路面材料里的细集料进行砂当量检测,确定回收沥青路面材料自身的洁净程度,同时使用对原生矿料比例进行调整的方式令再生沥青混合料矿料级配能够满足相关的技术标准需要。进行砂当量试验,应采用4.75mm方孔筛筛除回收沥青路面材料中的粗颗粒。试验过程依据《公路工程集料试验规程》JTGE42中的T0334细集料砂当量试验方法执行。

2厂拌热再生沥青混合料配合比设计

1)确定工程级配范围。按照混合料种类,在当前施行的规范中对相应的级配范畴加以明确,并在其中选取1~3类粗细不一样的级配,作为最早的尝试,并画出相应的曲线,使其依次处于级配范畴的上部、中值及下部。倘若按照经验或试验已明确了目标级配,那么则可将此视作初试级配。

2)选择掺配比例,按照初试级配进行配料。同时开展抽提试验,接着展开筛分试验,计算此时的级配。

3)对抽提之后的级配与初试的级配加以比较,对相应的差值加以运算。

4)调节级配,具体方式如公式(1)及(2)。

式中:pfi——抽提前各档料通过率;

pbi——抽提后各档料通过率;

Δpi——抽提前、后各档料通过率的相差数值;

pi——调整后各档料的通过率;

i——筛孔编号(或孔径)。

5)根据调节之后的级配,再开展配料、抽提及调节,对上述流程加以反复,直到级配涵盖在目标范畴里即可停止。把此次抽提之前的级配视作全新的设计级配。

6)依据所处地区的施工经验及回收料掺量对沥青使用量展开估计运算,依次依据全新的级配来配置马歇尔试件,并对相应的空隙率VV加以计算。设计目标级配应当选取与设计要求一致或者较为近似的。在多次调节之后依旧难以达到的时候,就需要对初试级配进行调整。

3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。

表1回收料抽提前、后集料毛体积密度

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。

表2再生沥青混合料最大理论密度运算数值

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。

结语

从经济角度讲,沥青厂拌热热再生技术是对旧路维护改造的一种有效方式,既具有良好的经济效益,又能够有效满足市场需求,更是资源节约的有效途径。沥青路面厂拌热再生技术的运用与推广,为建设资源节约型、环境友好型社会开拓了新路径。

参考文献

[1]吴桂金.燃烧法测定沥青混合料中沥青含量应用的探讨[J].公路,2003,(2).

[2]JTJE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程[09468].

[3]高晓燕,李德超.阿布森法沥青回收试验方法探讨[J].河南科学,2008,(7).

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