一种基于混合料性能的冷再生用乳化剂优选方法
【专利摘要】本发明提供的基于混合料性能的冷再生用乳化剂优选方法，包括如下步骤：(1)测定早期强度；(2)测定运输稳定性；(3)测定整体性；(4)乳化剂优选条件为：A.黏聚力大于180g/cm2早期强度合格，且越大越适用于快速开放交通；B.乳化沥青冷再生混合料从生产到施工碾压所需的时间小于该可工作时间，运输稳定性合格；C.能取出完整芯样为整体性合格。本发明提供的试验方法可以优选不同施工及应用条件的冷再生用乳化剂。
【专利说明】-种基于混合料性能的冷再生用乳化剂优选方法
【技术领域】
[0001] 本发明是一种用于优选冷再生用乳化剂的方法，尤其是一种较易解决优选冷再生 用单体乳化剂或复配乳化剂的方法，属于公路渐青路面性能测试【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 渐青路面的设计使用年限一般为8到15年，从现在算起，每年将有约10%的渐青 路面进入养护或重建周期，每年由此产生的废旧渐青路面材料将达到上百万吨。若能把该 些废旧渐青路面材料回收后进行再生循环利用，每年将节约至少数亿元的材料费用，而且 随着基础设施的不断建设，该个数据还在W每年约15 %的速度不断增长。
[0003] 乳化渐青冷再生技术是将原有路面的旧面层进行就创、破碎、筛分后，通过对回收 旧路材料进行分析，加入一定量的乳化渐青，并根据原有路面材料的特点和工程实际需要， 可W加入一定数量的新集料后进行充分拌和，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，进行碼压，使其达到渐青路面性能要求的混合料结构层施工 工艺。
[0004] 乳化渐青冷再生技术可W消耗大量旧料，可W减少回收旧料的堆放，减少由于旧 料堆放造成的环境污染及占用±地；乳化渐青冷再生技术可W节约大量的砂石料等不可再 生资源，减少因石料开采对环境的破坏，有助于矿山生态恢复和环境保护，有利于循环经济 发展；乳化渐青冷再生混合料在常温下生产、施工，减少因加热所消耗的能源，减少二氧化 碳排放，减少渐青烟等有毒气体排放，符合目前节能减排、低碳环保的发展趋势。
[0005] 在常温条件下储存时，乳化渐青是具有良好流动性的液态息浮混合物，即渐青的 颗粒在重力和表面电荷的排斥力共同作用下息浮在水中。在渐青颗粒互相碰撞的过程中， 也会出现少量的颗粒接触团聚的现象，但是，由于该种团聚现象出现的很少，不会影响乳化 渐青的质量和使用效果。乳化渐青与RAP料拌和时，由于乳化渐青颗粒表面的电荷与石料 表面的电荷发生了中和反应，渐青颗粒的电荷没有完全消失，还没有牢固地结合成具有强 度的渐青膜，该就是石料（包括回收料）和乳化渐青刚刚拌和成冷再生混合料时的状态。该 种状态存在的时间长短，与集料的性质有关，更重要的是乳化剂的类型。在采用慢裂慢凝型 的乳化剂时，该一状态有时会保持几天时间，设计者可W通过调节乳化剂的配方来调节该 一过程的长短。经过压路机的碼压，在水份完全蒸发和渐青颗粒电荷完全中和后，渐青颗粒 进一步结合，部分渐青已经完全连接成渐青膜，此时，冷再生混合料的强度已经达到开放交 通的要求，但是还没有达到最大强度。经过二次摊铺的高温作用和一段时间的交通碼压，渐 青的颗粒会进一步结合，形成完全固态的坚实渐青膜，该时混合料强度达到了最大值，而且 混合料结构也变得相当的稳定。乳化渐青冷再生混合料是一个乳化渐青一水一集料所 形成的平衡体系，该体系的稳定平衡、平衡打破、初期强度形成、强度逐渐提高主要与单体 乳化剂或复配乳化剂性质有关。
[0006] 乳化渐青的生产是乳化渐青冷再生技术的基础，乳化剂的优选则是乳化渐青冷再 生混合料性能及工程应用效果的保证。冷再生用乳化渐青不仅应满足乳化渐青性能指标， 还应满足工程中的需要。如；当工程不同时，所用RAP及矿料性质不同，乳化渐青与矿料应 具有较好的裹覆效果；当施工现场与混合料生产厂之间距离较远时，乳化渐青冷再生混合 料在长距离运输后应仍具有较好的工作性及和易性（可压实性），即乳化渐青冷再生混合 料在卸料、摊铺、压实的过程中具有较好的流动性；当乳化渐青冷再生技术应用于城市道路 时，由于无法封闭交通养生，须快速开放交通，乳化渐青冷再生混合料应具有较高的早期强 度；当养生期间的天气状况为阴天、下雨，或道路两侧有房屋及树木遮挡时，乳化渐青冷再 生混合料强度应增长较快，即水分散失较慢时，养生后的混合料应具有较好的整体性。由于 上述工程条件的限制，导致乳化渐青虽然满足了规范所规定的技术指标，但在实际应用时 却经常无法满足实际需求而导致施工无法正常进行或路面使用性能下降，因此，上述技术 难点及工程条件是乳化剂优选中亟需考虑的关键因素。
[0007] 然而，目前还没有针对生产、施工中的技术难点，有针对性的优选乳化剂的方法。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种用于优选冷再生用单体或复配乳化剂的方法，可W针对 生产、施工中的技术难点，有针对性的优选乳化剂，从而验证乳化渐青配方，该方法简单易 行，解决了当前无基于混合料性能的冷再生用乳化剂优选方法的问题。
[000引技术方案：
[0010] 在乳化渐青冷再生技术应用的各个环节中，存在一定的技术难点，需要乳化渐青 混合料满足不同的性能要求，从而保证乳化渐青冷再生技术的顺利实施。因此，如表1所 示，本发明针对生产、施工及使用过程中的技术难点，分别提出乳化渐青冷再生混合料相应 的性能要求及评价方法。
[0011] 基于混合料性能的冷再生用乳化剂优选方法，包括如下步骤；（1)测定早期强度， (2)测定运输稳定性，（3)测定整体性，（4)乳化剂特性优选；
[0012] 所述早期强度的测定方法为：（11)按照目标配合比设计结果拌制乳化渐青冷再 生混合料，采用旋转压实成型制备圆柱形试件，
[001引将所成型试件在温度为20。相对湿度90%的恒温恒湿养护箱中养生化，养 生结束后参照郑州大学硕±学位论文《高性能乳化渐青厂拌冷再生混合料设计方法研究》 立即进行黏聚力试验测定；
[0014] 所述运输稳定性的测定方法为：
[0015] (21)按照目标配合比设计结果拌制乳化渐青冷再生混合料A，取部分A料制成成 型试件1，计时开始为零，余下A料塑料袋密封待用，
[0016] (22)每间隔S时间，采用相同的方法，制备相同质量的试件2、3、4......，
[0017] (23)至制作完成n个试件时的总成型时间大于实际工程运输时间或试件高度大 幅增加时停止，
[0018] (24)将所成型试件1、2、3、4……及未成型的余下A料放入通风烘箱中养生，所述 养生为在6(TC通风烘箱中静置4她，
[0019] (25)将养生后的试件1、2、3、4……取出，待冷却至室温后通过水中重法分别测定 其毛体积密度P。;将养生后的余下A料取出并测试其理论最大相对密度P，
[0020] (26)计算试件空隙率V。，V。= (1- P。/ P ) X 100,并绘制试件空隙率随成型时间 变化曲线，根据《公路渐青路面再生技术规范》要求，乳化渐青冷再生混合料空隙率范围为 9?14%，因此从曲线上读取试件空隙率<86%的成型时间最大值，为乳化渐青冷再生混合 料可工作时间S"，所述n为1、2、3、4……；
[0021] 所述整体性测定方法为：
[0022] (31)按照目标配合比设计结果拌制乳化渐青冷再生混合料，旋转压实成型制备圆 柱形试件，试件高度与工程中所铺筑乳化渐青冷再生层厚度相等，
[0023] (32)将成型好的试件四周及一个端面用塑料薄膜包裹，另一个端面裸露，W模拟 路面中混合料与环境的接触状态，将包裹好的试件放入2(TC，相对湿度90%的环境箱中养 生7化，
[0024] (33)将养生好的试件钻芯取样；
[0025] 所述乳化剂优选条件为同时满足；A、黏聚力大于180g/cm2早期强度合格，且越大 越适用于快速开放交通；B、乳化渐青冷再生混合料从生产到施工碼压所需的时间小于该可 工作时间，运输稳定性合格；C、能取出完整芯样为整体性合格。
[0026] 所述步骤（11)中圆柱形试件直径为150mm，混合料质量为3kg，试件高度为 75 + 2mm〇
[0027] 所述纔合料A为45kg，部分A料为化g，S时间为30分钟。
[0028] 所述试件1、2、3、4……采用旋转压实法制备，旋转次数为20次，采用端面直径为 IOOmm的试模。
[0029] 所述步骤（31)中圆柱形试件直径为150mm。
[0030] 本发明提供的试验方法可W优选不同施工及应用条件的冷再生用乳化剂。
[0031] 本发明的优选原理W及方案详述：
[0032] 表1乳化渐青冷再生实施过程中技术难点及评价方法
【权利要求】
1. 基于混合料性能的冷再生用乳化剂优选方法，包括如下步骤：（1)测定早期强度， (2)测定运输稳定性，（3)测定整体性，（4)乳化剂特性优选。 所述早期强度的测定方法为： (11) 按照目标配合比设计结果拌制乳化浙青冷再生混合料，采用旋转压实成型制备圆 柱形试件， (12) 将所成型试件在温度为20°C，相对湿度90%的恒温恒湿养护箱中养生4h，养生结 束后参照郑州大学硕士学位论文《高性能乳化浙青厂拌冷再生混合料设计方法研究》立即 进行黏聚力试验测定； 所述运输稳定性的测定方法为： (21) 按照目标配合比设计结果拌制乳化浙青冷再生混合料A，取部分A料制成成型试 件1，计时开始为零，余下A料塑料袋密封待用， (22) 每间隔S时间，采用相同的方法，制备相同质量的试件2、3、4......， (23) 至制作完成η个试件时的总成型时间大于实际工程运输时间或试件高度大幅增 加时停止， (24) 将所成型试件1、2、3、4……及未成型的余下Α料放入通风烘箱中养生，所述养生 为在60°C通风烘箱中静置48h， (25) 将养生后试件1、2、3、4……取出，待冷却至室温后通过水中重法分别测定其毛体 积密度Pn;将养生后的余下A料取出并测试其理论最大相对密度P， (26) 计算试件空隙率Vn，Vn = (1- P n/ P ) X 100,并绘制试件空隙率随成型时间变化 曲线，根据《公路浙青路面再生技术规范》要求，乳化浙青冷再生混合料空隙率范围为9? 14%，因此从曲线上读取试件空隙率〈86%的成型时间最大值，为乳化浙青冷再生混合料可 工作时间S w，所述η为1、2、3、4……； 所述整体性测定方法为： (31) 按照目标配合比设计结果拌制乳化浙青冷再生混合料，旋转压实成型制备圆柱形 试件，试件高度与工程中所铺筑乳化浙青冷再生层厚度相等， (32) 将成型好的试件四周及一个端面用塑料薄膜包裹，另一个端面裸露，以模拟路面 中混合料与环境的接触状态，将包裹好的试件放入20°C，相对湿度90%的环境箱中养生 72h, (33) 将养生好的试件钻芯取样； 所述乳化剂优选条件为同时满足：A、黏聚力大于180g/cm2早期强度合格，且越大越适 用于快速开放交通；B、乳化浙青冷再生混合料从生产到施工碾压所需的时间小于该可工作 时间，运输稳定性合格；C、能取出完整芯样为整体性合格。
2. 根据权利要求1所述优选方法，所述步骤（11)中圆柱形试件直径为150_，混合料 质量为3kg，试件高度为75 ± 2mm。
3. 根据权利要求1所述优选方法，所述混合料A为45kg，部分A料为lkg，S时间为30 分钟。
4. 根据权利要求1所述优选方法，所述试件1、2、3、4……采用旋转压实法制备，旋转次 数为20次，采用端面直径为100mm的试模。
5. 根据权利要求1所述优选方法，所述步骤（31)中圆柱形试件直径为150mm。
【文档编号】G01N33/42GK104237491SQ201410532266
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】柳浩 , 杨丽英, 董雨明, 王建国, 王真, 李振, 李恩光, 王宝新 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