一种乳化沥青冷再生混合料含水量的快速检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种乳化沥青冷再生混合料含水量的快速检测方法，包括如下步骤：（1）根据目标配合比设计拌合乳化沥青冷再生混合料试样，或从生产现场取样；（2）称取烧杯质量；（3）称取烧杯及混合料的总质量；（4）将乳化沥青冷再生混合料倒出，称取烧杯及粘附在烧杯上的乳化沥青、水、细集料等的总质量，计算不同外掺水量的标准粘附率P及实测粘附率P’，以外掺水量为横坐标，以粘附率为纵坐标绘成标准曲线作为调整参考。该方法试验数据准确可靠，试验过程简单快速，可在乳化沥青冷再生混合料生产中实时监控其含水量，调节外加水掺量，保证乳化沥青的裹覆效果及混合料的压实效果，为乳化沥青冷再生混合料生产质量控制提供了有效的方法。
【专利说明】一种乳化沥青冷再生混合料含水量的快速检测方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种用于乳化浙青冷再生混合料水分含量快速检测的方法，尤其是一种较易解决乳化浙青冷再生混合料含水量检测速度慢，无法实时指导混合料生产的方法，属于公路浙青路面再生【技术领域】。
【背景技术】
[0002]二十一世纪，随着我国经济的飞速发展，道路运输发挥着越来越重要的作用，大量早期路面需要养护和大中修。按照浙青路面8~15年的设计年限，从现在起，每年约10%的浙青路面进入中修、大修或重建，由此每年产生的旧浙青混合料达到数百万吨之巨，如能把旧浙青混合料再生利用，每年可节省材料费用数亿元人民币，而这个数字还在以每年约15%的速度增长的。另一方面，假如这些为数巨大的浙青混合料不予利用，不仅浪费了资源，也会对环境造成严重的污染:首先，大量开采新砂石料，使不能在中、短期内再生的砂石料资源日趋枯竭，同时破坏自然环境，引起水土流失；其次，大量废弃的浙青混合料需要大量的土地来堆存，而浙青在降解过程中会产生酚、萘等有害物质，经过日晒雨淋后，对周围水土、空气造成环境污染，而且浙青降解时间较长，填埋或堆存都会对环境产生长期影响?’另外，废旧浙青材料料中的集料与浙青均不可能以人类文明史的年限来再生，这种资源一旦枯竭，就消耗完毕，从而影响社会的可持续发展，也影响社会与自然的多样性、丰富性。近年来，由于公路养护事业的发展，以及资源供应的日益紧张，加之人们环境保护意识的增强，浙青路面再生技术越来越引起公路养护部门的重视。
[0003]乳化浙青冷再生技术是将原有路面的旧面层进行铣刨、破碎、筛分后，通过对回收旧路材料进行分析，加入一定量的乳化浙青，并根据原有路面材料的特点和工程实际需要，可以加入一定数量的新集料进行充分拌和，将再生后的混合料摊铺在具有符合规范要求强度和平整度的道路基层上，进行碾压，使其达到浙青路面性能要求。乳化浙青冷再生混合料作为一种新型的道路建筑材料，可以消耗大量的废旧浙青路面材料，在保护环境、节约资源和提高社会经济效益等方面具有巨大优势，这些特点也是普通热拌浙青混合料不具备的。它不仅在节约社会能源和社会经济方`面表现突出，同时使施工季节得到有效延长；重要的是达到以人为本，有效改善施工人员作业环境，大大减少对环境污染的目的，有利于低碳社会的建设。
[0004]乳化浙青冷再生混合料在生产过程中需要先加入适量的水进行拌合，使水分浸润集料表面。一方面适量的水能使乳化浙青均匀地分散并裹附在集料的表面，润滑集料，能够使混合料的充分混合填充，有利于混合料的压实，提高强度；另一方面，水分使集料表面电荷电离，使乳化浙青破乳后能紧密地裹覆在集料表面。水分过少时，无法将集料表面浸润，影响乳化浙青与集料的裹覆效果及拌合的均匀性；水分过多时，会导致乳化浙青与水泥浆的流失、水化物晶体发展不充分，养生时间长，材料强度低。因此，乳化浙青混合料的压实与土的压实类似，存在一个最佳的含水量，在最佳含水量下，乳化浙青对集料的裹覆效果及混合料的密实程度最佳。[0005]为了保证乳化浙青的裹覆效果及混合料的压实效果，需要实时检测混合料中水的含量是否为最佳含水量。由于废旧浙青路面材料(RAP)在存放过程中，其含水量受到周围空气湿度及降雨影响而不断变化，即使同一料堆的不同位置其含水量也不同，从而导致乳化浙青混合料生产时，RAP含水量不断变化，因此需要动态调节外加水掺量。目前，确定混合料中含水量的方法有两种，一种为根据《公路土工试验规程》测试含水量，但该种方法需要将混合料放入通风烘箱中烘干至恒重，该过程需要4、5个小时甚至更长，无法实时指导乳化浙青冷再生混合料的生产。另一种方法为观察法，即通过观察混合料干湿程度来判断水分含量的多少，这种方法主观性较强，需要试验人员有较强的经验，不易推广应用。因此，需要一种乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，从而实时指导混合料的生产。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种用于乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测的方法，该方法可以解决乳化浙青冷再生混合料含水量检测速率慢，无法实时指导混合料生产的问题，且试验方法简单可靠。
[0007]本发明的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，包括室内标定和现场检测两个部分，所述室内标定步骤包括:
[0008]I)、将乳化浙青冷再生混合料所用矿料包括RAP和新集料烘干至恒重，并在室温下冷却待用，根据目标配合比设计所确定的级配、最佳流体含量及乳化浙青含量，按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(11\1052—2011)相关试验方法，将RAP+新集料+水泥+外掺水W%+新乳化浙青，用小型浙青混合料拌和机拌合乳化浙青冷再生混合料试件，所述W。以混合料为100%重量基准，
[0009]2)、将烧杯洗净并风干，称取烧杯质量M1 ；
[0010]3)、将拌合好的乳化浙青冷再生混合料倒入烧杯中，称取烧杯及混合料的总质量M2;
[0011]4)、将烧杯静置20-40S，将乳化浙青冷再生混合料倒出，称取烧杯及粘附在烧杯上的乳化浙青、水、细集料等的总质量M3 ；
[0012]计算标准粘附率P:
[0013]P= (M3-M1)/ (M2-M1) X100%(I)
[0014]重复上述试验，计算含水量为(W+0.3) %、(W+0.2) %、(W+0.1) %、(ff-0.1) %、(W-ο.2) %、(ff-0.3) % 时的粘附率 Ρ+α3、Ρ+α2、ρ+αι、Ρ-αι、Ρ-α2、P-Q.3，并以外掺水量为横坐标，以粘附率为纵坐标绘成标准曲线作为调整参考；
[0015]所述现场检测包括如下步骤:
[0016]Α、将烧杯洗净并擦干，称取烧杯质量Hi1 ；
[0017]B、从拌和机取乳化浙青冷再生混合料，将混合料倒入烧杯中，称取烧杯及混合料的总质量Hl2 ;
[0018]C、将烧杯静置20-40S，将乳化浙青冷再生混合料倒出，称取烧杯及粘附在烧杯上的乳化浙青、水、细集料等的总质量m3 ;
[0019]计算实测粘附率P’:[0020]P，= Cm3—Iii1) / Cm2—Iii1) X 100%(2)[0021]在标准曲线上查得与P’值相对应的外掺水量，其与最佳含水量的差值即为需要调整的水量。
[0022]所述步骤I)中的拌合顺序为:(I)RAP+新集料+水泥，干拌30秒；(II)加入外掺水，拌合30秒；(III)加入乳化浙青拌合30秒。
[0023]所述步骤I)中的一组试件分别拌合4份，每次只能拌合一个试件，第一锅拌合后将混合料废弃不用，使拌锅粘附一定量的乳化浙青冷再生混合料，以免影响后面3次试验的准确性。
[0024]所述粘附率测定时，至少进行三次以上的平行实验，并将平行实验的测定结果平均值作为此次测定的粘附率。
[0025]所述步骤I)中试件重量与步骤B中混合料的重量相同。
[0026]所述试件重量为1.2Kg，烧杯体积为IOOOml。
[0027]所述室内标定温度尽量与现场检测温度保持一致，温差不宜超过15°C。
[0028]乳化浙青与水互溶，且在常温下粘度基本相同，因此经拌合后在混合料内部较易形成均匀的流体，乳化浙青冷再生混合料中的矿料对该流体具有一定的吸附作用。当该流体含量较少时(乳化浙青含量固定，外掺水量较少)，将在矿料表面将形成很薄的一层结构性流体，此时矿料对该流体的吸附力较强；当流体含量逐渐增加，在矿料表面形成的流体层逐渐增厚，距离矿料表面距离较远的流体变为自由流体，矿料对该部分自由流体的吸附作用较弱，混合料整体表现为流动性增加，部分乳化浙青及少量细集料会粘附于烧杯内壁上。且流体含量越多，自由流体越多，粘附于烧杯内壁上的物质将越多，因此，随着外掺水量的增加，乳化浙青混合料粘附率逐渐增加。然而烧杯内壁对乳化浙青混合料的粘附程度及烧杯内壁表面积有限，因此粘附于烧杯内壁上物质不会无限增加。
[0029]从本发明的标准曲线来看，粘附率随着外掺水量增加而增加，当外掺水量位于最佳含水量附近时，标准曲线近似为直线，当外掺水量逐渐升高时，标准曲线出现拐点，粘附率增长速度减缓。
[0030]该种乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，试验数据准确可靠，试验过程简单快速，所需设备携带方便，可在乳化浙青冷再生混合料生产中实时监控其含水量，从而根据试验结果动态调节外加水掺量，保证乳化浙青的裹覆效果及混合料的压实效果，为乳化浙青冷再生混合料生产质量控制提供了有效的方法。
[0031]该方法实验在北京平谷华西路大修工程，白马路东延大修工程，平谷华西路大修工程，京沈高速辅路大修工程，大兴团忠路大修工程，通州徐尹路大修工程，海淀信息路大修工程乳化浙青冷再生混合料生产控制中，目前这些道路乳化浙青冷再生层使用状况良好，路面平整密实，说明本发明试验方法是合理的、可靠的、实用的。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1平谷华西路乳化浙青冷再生混合料粘附率标准曲线
[0033]图2白马路东延乳化浙青冷再生混合料粘附率标准曲线
[0034]图3大兴团忠路乳化浙青冷再生混合料粘附率标准曲线
【具体实施方式】[0035]下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0036]实施例1:
[0037]对华西路乳化浙青冷再生工程混合料生产过程含水量进行控制，根据配合比设计结果，外掺水含量:W=1.5%。
[0038]室内标定试验结果如表1所示。
[0039]表1室内标定试验结果
[0040]
【权利要求】
1.乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，包括室内标定和现场检测两个部分，所述室内标定步骤包括: 1)、将乳化浙青冷再生混合料所用矿料包括RAP和新集料烘干至恒重，并在室温下冷却待用，根据目标配合比设计所确定的级配、最佳流体含量及乳化浙青含量，按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052— 2011)相关试验方法，将RAP+新集料+水泥+外掺水W%+新乳化浙青，用小型浙青混合料拌和机拌合乳化浙青冷再生混合料试件，所述W%以混合料为100%重量基准； 2)、将烧杯洗净并风干，称取烧杯质量M1； 3)、将拌合好的乳化浙青冷再生混合料倒入烧杯中，称取烧杯及混合料的总质量M2； 4)、将烧杯静置20-40S，将乳化浙青冷再生混合料倒出，称取烧杯及粘附在烧杯上的乳化浙青、水、细集料等的总质量M3 ； 计算标准粘附率P: P= (M3-M1) / (M2-M1) X 100%(I) 重复上述试验，计算含水量为(W+0.3) %、(W+0.2) %、(W+0.1) %、(W-0.1) %、(ff-0.2) %、(W-0.3)%时的粘附率Ρ+^Ρ+^Ρ+αρΡ^Ρ?ρΡΜ，并以外掺水量为横坐标，以粘附率为纵坐标绘成标准曲线作为调整参考； 所述现场检测包括如下 步骤: A、将烧杯洗净并擦干，称取烧杯质量Hl1; B、从拌和机取乳化浙青冷再生混合料，将混合料倒入烧杯中，称取烧杯及混合料的总Mfim2 ； C、将烧杯静置20-40S，将乳化浙青冷再生混合料倒出，称取烧杯及粘附在烧杯上的乳化浙青、水、细集料等的总质量m3 ; 计算实测粘附率P’: P’ = Cm3—Iii1) / Cm2—Hi1) X 100%(2) 在标准曲线上查得与P’值相对应的外掺水量，其与最佳含水量的差值即为需要调整的水量。
2.根据权利要求1所述的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，所述步骤I)中的拌合顺序为:(I)RAP+新集料+水泥，干拌30秒；(II)加入外掺水，拌合30秒；(III)加入乳化浙青拌合30秒。
3.根据权利要求1所述的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，所述步骤I)中的一组试件分别拌合4份，每次只能拌合一个试件，第一锅拌合后将混合料废弃不用，使拌锅粘附一定量的乳化浙青冷再生混合料，以免影响后面3次试验的准确性。
4.根据权利要求1所述的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，所述粘附率测定时，至少进行三次以上的平行实验，并将平行实验的测定结果平均值作为此次测定的粘附率。
5.根据权利要求1所述的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，所述步骤I)中试件重量与步骤B中混合料的重量相同。
6.根据权利要求5所述的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，所述试件重量为1.2Kg，烧杯体积为1000ml。
7.根据权利要求1所述的乳化浙青冷再生混合料含水量快速检测方法，所述室内标定温度尽量与现场检测温度保持一致，温差不宜超过15°C 。
【文档编号】G01N5/02GK103558111SQ201310554238
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】柳浩 , 杨丽英, 董雨明, 王建国, 王真, 李振, 李 根, 李恩光, 王宝新, 郭雪, 武昊翔, 杨炎生, 王钎, 完宇培 申请人:北京市政路桥建材集团有限公司, 北京正达坤顺技术检测有限公司