一种高rap比例的热再生沥青混合料的设计方法
【专利摘要】本发明属于道路工程【技术领域】，具体涉及一种高RAP比例的热再生沥青混合料的设计方法。该方法包括控制RAP材料的变异性、提高再生剂再生效果和确定合适的试验条件。可有效地提高RAP掺配率并且再生沥青混合料性能满足相关规定，RAP的掺配比率可达到36%。本发明很好的利用了RAP材料，节约了资源，避免了材料的浪费，有效地降低公路建设的材料成本，同时也能减少资源开采对环境的破坏，该技术的经济和环保优势十分明显。
【专利说明】—种高RAP比例的热再生沥青混合料的设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于道路工程【技术领域】，具体涉及一种高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法。
【背景技术】
[0002]热拌再生浙青路面就是将RAP经过铣刨后运回拌和厂，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RAP的添加比例，再生剂、新浙青材料、新集料等，按一定比例重新拌合成新的混合料，从而获得优良的再生浙青混合料，铺筑成再生浙青路面。
[0003]近些年来我国的交通基础设施已由建设为主转向建设和养护并重，每年由于道路养护产生的RAP超过1000万吨，这些RAP堆积在道路附近，一方面占用大量耕地，污染环境，另一方面这些RAP中由于含有矿石材料和浙青，它们还具有较高的价值，弃之不用造成资源的巨大浪费，而且新矿料的开采更容易对山林造成破坏，引发水土流失等环境问题。
[0004]依据美国联邦公路管理局的调查，如果能将RAP加以再生使用，可以节省材料费用53.4%，浙青节省50%，浙青路面造价节省近四分之一，我国得出的经验与国外基本上相同。
[0005]由于浙青路面再生技术可以合理利用资源，有效地降低公路建设的材料成本，同时也能减少资源开采对环境的破坏，该技术的经济和环保优势十分明显，是现在行业研究的热门技术。
[0006]但是受到RAP材料变异性的影响(包括RAP中浙青含量、RAP的老化程度、RAP级配、RAP含水量、RAP中细料(粒径〈0.075mm)含量)，使得我国RAP掺配率一般为10?25%，RAP掺配比例过高会导致生产的再生浙青混合料性能无法满足我国现行规范要求。因此，十分有必要对高RAP比例再生浙青混合料的设计方法进行研究，通过合适的设计，使得再生浙青混合料在满足现行规范要求的基础上提高RAP掺配率。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的问题是:提供一种高RAP比例的热再生浙青混合料设计方法，可有效地提高RAP掺配率并且再生浙青混合料性能满足我国现行的《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。
[0008]一种高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，包括控制RAP材料的变异性、提高再生剂再生效果和确定合适的试验条件。
[0009]上述方案优选的是，所述控制RAP材料的变异性包括将原路面破碎后的RAP材料进行破碎筛分的步骤，所述破碎筛分时RAP材料保持干燥状态，控制RAP材料中含水量占RAP材料的质量百分比为2%以下。所述破碎筛分是为了减少RAP材料的变异性。
[0010]上述任一方案优选的是，所述RAP材料破碎筛分后按照粒径大小进行分档。
[0011]上述任一方案优选的是，所述分档分为三个档次，所述三个档次的RAP材料粒径大小分别为3-5mm、5-10mm、10-15mm,所述三个档次的RAP材料分别存放。以防止相互混合。筛分时应除去RAP材料中粒径为0-2.36mm(不包括Omm)的部分，是为了防止细料对再生浙青混合料的性能造成影响。所述3-5mm包括3mm,不含5mm ;所述5-10mm,包括5mm,不含1mm ;所述 10-15mm,包括 10mm、15mm。
[0012]上述任一方案优选的是，所述提高再生剂再生效果是将高性能浙青再生剂采用喷洒方式均匀撒布到预热的RAP材料上，喷洒再生剂的同时搅拌RAP材料。边喷洒再生剂边搅拌RAP材料是为了使再生剂与RAP材料充分接触，发挥再生剂的作用，提高对高性能再生剂的再生效果。
[0013]上述任一方案优选的是，所述RAP材料的预热温度为110_120°C，预热时间为
1.5-2h。
[0014]上述任一方案优选的是，所述RAP材料喷洒高性能浙青再生剂后保温0.5?lh，所述保温温度为110-120°C。
[0015]上述任一方案优选的是，所述提高再生剂再生效果包括通过测试RAP材料中的老化浙青的性能确定最佳再生剂剂量的步骤；所述测试RAP材料中的老化浙青的性能是通过添加再生剂对所述老化浙青进行再生，然后采用针入度分级评价体系对再生浙青的效果进行评价，最后根据再生浙青的再生效果对再生剂剂量进行调整，确定最佳再生剂剂量；所述添加再生剂是利用试配法确定再生剂初始添加剂量。
[0016]上述任一方案优选的是，所述最佳再生剂占RAP材料中老化浙青的质量百分比为10%。
[0017]上述任一方案优选的是，所述确定合适的试验条件包括将分档后的RAP材料进行选样抽提试验和筛分试验的步骤，通过抽提试验得到各档次中RAP材料中的老化浙青的性能及其含量，通过筛分试验得到各档次中RAP材料中矿料的级配。通过RAP材料中矿料的级配可以确定RAP材料在再生浙青混合料中的掺配比例。
[0018]上述任一方案优选的是，所述抽提试验是从RAP材料中回收老化浙青，并对老化浙青的性能进行测试。可以按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0726-2011从浙青混合料中回收浙青的方法(阿布森法)回收老化浙青并对其性能进行测试。
[0019]上述任一方案优选的是，所述确定合适的试验条件包括热再生浙青混合料的级配设计。
[0020]上述任一方案优选的是，所述热再生浙青混合料级配设计时，矿粉占集料的总质量的百分比为4?5%。由于RAP材料中矿粉含量较多，故适当减少新矿粉用量，通过反复调整各档RAP材料与新料比例得到合适的级配。
[0021]上述任一方案优选的是，所述热再生浙青混合料级配设计时，所述RAP材料占集料的总质量的百分比为36%。RAP材料掺配比例是通过RAP材料中矿料的级配确定的。所述级配设计是按照《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中AC-13C型浙青混合料进行级配设计。
[0022]所述集料由新矿料和RAP材料组成。所述新矿料是相对RAP材料而言。
[0023]上述任一方案优选的是，所述确定合适的试验条件包括确定再生浙青混合料的拌和温度与成型温度的步骤，所述再生浙青混合料的拌和温度与成型温度是通过测试再生浙青的黏度以及绘制再生浙青的黏温曲线确定的。所述拌和温度是指保温后的RAP、新矿料、新浙青、矿粉的拌和温度。
[0024]上述任一方案优选的是，所述再生浙青黏度为0.17±0.02pa.s时黏温曲线所对应的温度提高10°c为再生浙青混合料的拌和温度；所述再生浙青黏度为0.28±0.03pa.s时黏温曲线所对应的温度提高10°C为再生浙青混合料的成型温度。
[0025]上述任一方案优选的是，所述再生浙青混合料的拌和温度为170°C，成型温度为160。。。
[0026]上述任一方案优选的是，所述确定合适的试验条件包括以初始最佳浙青用量为基础，进行成型若干组马歇尔试件；分别测试每组试件的密度、空隙率、浙青饱和度、稳定度、流值等力学体积参数，绘制密度、空隙率、浙青饱和度、稳定度、流值与浙青用量之间的关系曲线，确定最佳浙青用量；所述初始最佳浙青用量占再生浙青混合料的质量百分比为
4.2%。
[0027]上述任一方案优选的是，所述最佳浙青用量占再生浙青混合料的质量百分比为
5.2%。
[0028]上述任一方案优选的是，在最佳浙青用量下成型再生浙青混合料，分别测试成型的再生浙青混合料的高温抗车辙性能、低温抗开裂性能和抗水损害性能。当这些指标满足我国现行《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求，说明设计的热再生浙青混合料的级配和最佳浙青用量合理。
[0029]上述任一方案优选的是，所述确定合适的试验条件还包括确定加入新矿料以及设计新矿料级配的步骤；所述新矿料加入之前进行预热，并保温至少4h。
[0030]上述任一方案优选的是，所述新矿料的预热温度为C=其中:c为新矿料
1-π
预热温度，V ；a为RAP材料预热温度，V ；b为拌和温度，V ；n为RAP材料掺配质量比例。
[0031]上述任一方案优选的是，所述新矿料包括粒径分别为10-15mm、5-10mm、3-5mm的新矿料以及机制砂、矿粉五种。
[0032]上述任一方案优选的是，所述高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法还包括再生浙青混合料拌和的步骤，所述再生浙青混合料拌和的步骤包括:首先，将预热的不添加矿粉的新矿料与喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料一起在拌合锅内干拌90s，以便保证不添加矿粉的新矿料与喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料进行充分的热量交换；其次，加入新浙青，并与不添加矿粉的新矿料、喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料拌和90s ;最后加入矿粉，与不添加矿粉的新矿料、喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料、新浙青拌和90s。
[0033]一种由上述任一种所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法制备的高RAP比例的热再生浙青混合料。
[0034]本发明提供的高RAP比例的热再生浙青混合料设计方法，可有效地提高RAP掺配率并且性能满足相关规定，RAP的掺配比率可达到36% (质量百分比)。本发明很好的利用了 RAP材料，节约了资源，避免了材料的浪费，有效地降低公路建设的材料成本，同时也能减少资源开采对环境的破坏，该技术的经济和环保优势十分明显。
[0035]本发明中，再生浙青的性能为下表a，再生浙青混合料体积力学指标为下表b，再生浙青混合料的性能为下表c:
[0036]表a
[0037]
检测项目单位检测值规I范值 i式验方法针入度(25 C, 100g, 5s) 0.1mm77 60-80 T0604-2011
软化点 TR&B V48 >46 T0606-2011
延;(15'C, Scm/min) ~^^ >100>100 T0605-2011
动力粘度(60°C) Pa.s250 >180 T0625-2011
溶解度 ％99.8 >99.5 T0607-2011
密度(15°C) g/cm31.021 实测 T0603-2011
闪点 V~332^ >245 T0611-2011
质量损失 ％0.45 <±0.8 T0608-1993
RTFOT 后_____
针入度比(25 °C) Λ66 >61 Τ0604-2011
残留物_____
延度(10O,5cm/min) cm21 >6 T0605-2011
[0038]表b
[0039]
毛体积密度稳定度油石比空隙率矿料间隙率沥青饱和度流值(mm)
(g/cm3)(KN)
~42 2.385 6^91 ?62457.49 8J3234
~47 2.401 5^60 15.9264.80 9J2
^52 2.421 4H 15J973.97 9^81X55
^57 2.435 2M 15J88L25 8^923Λ3
[0040]
~62~ 2.416 ~230~ 16J58271 ~?ΛΟ~ 2M
[0041]表c
[0042]性能测试空隙率马歇尔稳定冻融劈裂强动稳定度低温破坏应
___(%) 度(KN) 度比(％) (?欠/mm) 变(με)
再生 AC-13 沥青混合料 4.3__9^__8^8__3380__2263
规范值i 3>75>1000>2000
[0043]本发明中，所述RAP是指回收浙青路面材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0044]图1为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的工艺流程图。
[0045]图2为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料合成级配曲线。
[0046]图3为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青黏温曲线。
[0047]图4为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料油石比与空隙率关系图。
[0048]图5为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料油石比与毛体积密度关系图。
[0049]图6为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料油石比与矿料间隙率关系图。
[0050]图7为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料油石比与浙青饱和度关系图。
[0051]图8为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料油石比与稳定度关系图。
[0052]图9为按照本发明高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法的一优选实施例的再生浙青混合料油石比与流值关系图。
【具体实施方式】
[0053]为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上作出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。
[0054]实施例1:
[0055]—种高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法
[0056]本实施例以AC-13C型浙青混合料设计为例，具体如下:
[0057]1.RAP破碎分档
[0058]将道路铣刨后的RAP进行破碎和筛分，按照粒径大小进行分档，除去粒径小于
2.36mm的RAP，最终得到3-5mm、5-10mm、10-15mm三档。所述破碎筛分时RAP材料保持干燥状态，控制RAP材料中含水量占RAP材料的质量百分比为2%。所述破碎筛分是为了减少RAP材料的变异性。
[0059]2.RAP 抽提
[0060]对分档后的RAP采用全自动抽提仪进行抽提，测试各档RAP抽提后的级配和各档RAP中老化浙青含量。按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0726-2011从浙青混合料中回收浙青的方法(阿布森法)回收老化浙青并对其性能进行测试，试验结果如表1、2、3所示，表I是不同粒径范围的RAP材料抽提后不同粒径的RAP材料在不同筛孔尺寸下相应的通过率(质量百分比，％ )。
[0061]表I RAP抽提后筛分试验结果
[0062]
RF]筛孔尺寸(mm)
P 粒径 0.075 I 0.15 I 0.3 0.6 | 1.18 | 2.36 | 4.75 | 9.5 13.2 —16- (mm)通过率(％)
~12.4 I 14, 4 I 17.4 22~I 25.9 I 37.1 I 100 I 100 100 100^Sr1 4?6 6^3 BTa 12 14~718^4 26 98?6100 10010-15 42 5^5 7^510312^715^519^432^585^3100
[0063]表2 RAP中浙青含量(质量百分比)
[0064]
RAP 规格.10-15mm5-1Omm3 5mm
沥青含量(％)2.003.553.68
[0065]表3老化浙青的性能
[0066]
测试指标试验结果试验方法
25 V 计入度(0_ 丨 mm)35T 0604—2011
软化点(°C)54.3T 0606—2011
ICTC延度(cm)8 3I 0605—2011
60°C动力黏度(Pa.s)297.3T 0625—2011
135°C动力黏度(Pa.s)1.123T0625—2011
[0067]3.老化浙青再生
[0068]通过添加再生剂对其进行再生，利用试配法确定再生剂初始添加剂量，采用针入度分级评价体系对再生浙青的效果进行评价，根据再生浙青的再生效果对再生剂剂量进行调整，本实施例所确定最佳再生剂剂量为10%。
[0069]3.新矿料级配
[0070]本实施例所采用的新矿料主要有粒径为10-15mm、5-10mm、3-5mm的矿料和机制砂、矿粉五种，新矿料的级配组成如表4所示，表4是不同粒径范围的新矿料在不同筛孔尺寸下相应的通过率(质量百分比，％ )。
[0071]表4新矿料的级配组成
[0072]
"通过率(％)
孑L径(mm) _____
10-20 mm 5-10mm 3-5 mm 机制砂矿粉
16100.00100.00100.00100.00100.00
\3272.52100.00!00.00100.00100.00
938?)696.22100.00100.00100.00
4J5(λ499Λ?59.8099.72!00.00
236(145L26L9981.95100.00
Γ?80Λ3L180895L03100.00
06041Γ?608435Α298.65
03038Γ?2084232\91.88
015037L07084?8?788.66
0?)75037L040J51?8479.26
[0073]4.级配设计确定RAP掺配比例
[0074]按照《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中AC-13C型浙青混合料进行级配设计，设计时矿粉用量一般控制在4?5%，但由于RAP中矿粉含量较多，故适当减少矿粉用量，通过反复调整各档RAP与新料比例得到合适的级配，最终确定RAP掺加比率为36%，最终级配组成如表5和图2所示。表5和图2中，表示的是不同粒径范围的RAP材料(mm)对应不同筛孔尺寸(mm)时，其相应的通过率(质量百分比，％ )
[0075]表5再生浙青混合料的合成级配
[0076]
筛孔新矿料RAP设计尺寸 10-15mm 5-1Omm 3-5 mm 机制砂矿粉 10-15mm 5-1 Ornrn O-Snim 级配~16 100.00 100.00100.00100.00 100.00100.00 100.00100.00100.00
[0077]13.2~72.52~100.00100.00100.00100.00 ~85.30~92.65100.0093.94
9.58?)696.22100.00100.00100.003?5?64.36100.0074.85
—4.75— 0:49 —9.—17 — 59:80—99:72 — ΙΟΟΜ 19:4214.29 — 100:0047.20
2.36045126L9981.95^ ^100.0015.5484037.12^ ^27.99
1.18043U808951.03100.0012.676^9325.9319?7
0.6ΟΛ?Γ?6(?8435.4298.6510255J121.9914.51
0.3038Γ?208423.2191.887A742917.4010.53
0.15037Γ0708418J783.665^5333014368.52
0.075037L04075KU69.26?22?6312366.76
比例~--?^0.130.150.240.020Λ5^0,150.06
[0078]5.确定试验条件
[0079]测试再生浙青的黏温曲线，图3为再生浙青的黏温曲线。在黏度为0.17±0.02pa.s浙青所对应温度和0.28±0.03pa.s浙青所对应温度基础上，提高10°C来确定再生浙青混合料的拌合与成型温度，最终确定的拌合和成型温度为170°C和160°C。图3中:X为横轴，表示温度；y为纵轴，表示黏度。图3中黏温曲线直线方程式为y = -0.0lOx+1.813。
[0080]6.再生浙青混合料拌和
[0081]将加热保温好的195°C新矿料(不含矿粉)和120°C RAP 一起倒入170°C拌和锅拌合90s，使二者充分进行热量交换，然后加入一定量的160°C新浙青，使之与新矿料(不含矿粉)、RAP共同拌和90s，最后加入矿粉拌和90s，完成再生浙青混合料的拌和。
[0082]所采用的新浙青为70#，其性能指标如表6所示:
[0083]表6 70号新浙青的性能指标
[0084]
检测项目单位检测值~~~试验方法~
针入度(25°C, 10g, 5s)0.1mm 7460-80 T0604-2011
软化点 TR&BV49^46 Τ0606-20Γ1 ~
[0085]延度(1 C, 5cm/min)cm68彡20T0605-2011
动力粘度(60°C)Pa.s199彡180T0625-2011
溶解度％99.9彡 99.5T0607-2011
密度(15°C)g/cm3 L031 ~ 实测T0603-2011
闪点°C302彡245T06! !-2011
RTFOT 质量损失%0,12彡 ±0.8T0608-1993
后残留针入度比%63^61T0604-2011
物 --度(10_C,5cmZmin)cm10T0605-2011
[0086]7.最佳浙青用量的确定
[0087]按初始最佳浙青用量4.2%，以0.5%间隔进行五组马歇尔试验，每组五个试件，最后测定成型马歇尔试件的体积力学指标，见图4-9。
[0088]最终确定的最佳浙青用量为5.2%.
[0089]8.性能验证
[0090]在最佳浙青用量为5.2%前提下，按照前述方法拌制再生浙青混合料并成型试件，分别按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的规定进行性能验证，结果见表6。
[0091]表6再生浙青混合料的性能
[0092]
性能测试空隙率马歇尔稳定冻融劈裂强动稳定度低温破坏应
___(%) 度(KN) 度比(％) (次/mm) 变(με)
再生 AC-13 沥青混合料 4.3__9^__85^__3380__2263
规范值3-5>8>75>1000>2000
[0093]通过表9可见，所设计的再生浙青混合料各项性能指标均满足《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规范要求，实现了对高RAP比例浙青混合料的再生。
[0094]实施例2
[0095]一种高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，以AC-13C再生混合料设计为例，包括控制RAP材料的变异性、提高再生剂再生效果和确定合适的试验条件。
[0096]在本实施例中，所述控制RAP材料的变异性包括将原路面破碎后的RAP材料进行破碎筛分的步骤，所述破碎筛分时RAP材料保持干燥状态，控制RAP材料中含水量占RAP材料的质量百分比为2%。所述破碎筛分是为了减少RAP材料的变异性。
[0097]在本实施例中，所述RAP材料破碎筛分后按照粒径大小进行分档；所述分档分为三个档次，所述三个档次的RAP材料粒径大小分别为3-5mm、5-10mm、10-15mm，所述三个档次的RAP材料分别存放。以防止相互混合。筛分时应除去RAP材料中粒径为0-2.36mm(不包括Omm)的部分，是为了防止细料对再生浙青混合料的性能造成影响。所述3-5mm包括3mm,不含 5mm ;所述 5-1 Omm,包括 5mm,不含 1mm ;所述 10-1 5mm,包括 10mm、15mm。
[0098]在本实施例中，所述提高再生剂再生效果是将高性能浙青再生剂采用喷洒方式均匀撒布到预热的RAP材料上，喷洒再生剂的同时搅拌RAP材料。边喷洒再生剂边搅拌RAP材料是为了使再生剂与RAP材料充分接触，发挥再生剂的作用，提高对高性能再生剂的再生效果。
[0099]在本实施例中，所述RAP材料的预热温度为110°C，预热时间为1.5h。
[0100]在本实施例中，所述RAP材料喷洒高性能浙青再生剂后保温lh，所述保温温度为110。。。
[0101]在本实施例中，所述提高再生剂再生效果包括通过测试RAP材料中的老化浙青的性能确定最佳再生剂剂量的步骤；所述测试RAP材料中的老化浙青的性能是通过添加再生剂对所述老化浙青进行再生，然后采用针入度分级评价体系对再生浙青的效果进行评价，最后根据再生浙青的再生效果对再生剂剂量进行调整，确定最佳再生剂剂量；所述添加再生剂是利用试配法确定再生剂初始添加剂量。
[0102]在本实施例中，所述最佳再生剂占RAP材料中老化浙青的质量百分比为10%。
[0103]在本实施例中，所述确定合适的试验条件包括将分档后的RAP材料进行选样抽提试验和筛分试验的步骤，通过抽提试验得到各档次中RAP材料中的老化浙青的性能及其含量,通过筛分试验得到各档次中RAP材料中矿料的级配。通过RAP材料中矿料的级配可以确定RAP材料在再生浙青混合料中的掺配比例。
[0104]在本实施例中，所述抽提试验是从RAP材料中回收老化浙青，并对老化浙青的性能进行测试。可以按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0726-2011从浙青混合料中回收浙青的方法(阿布森法)回收老化浙青并对其性能进行测试。
[0105]在本实施例中，所述确定合适的试验条件包括热再生浙青混合料的级配设计。
[0106]在本实施例中，所述热再生浙青混合料级配设计时，矿粉占集料的总质量的百分比为4%。由于RAP材料中矿粉含量较多，故适当减少新矿粉用量，通过反复调整各档RAP材料与新料比例得到合适的级配。
[0107]在本实施例中，所述热再生浙青混合料级配设计时,所述RAP材料占集料的总质量的百分比为36%。RAP材料掺配比例是通过RAP材料中矿料的级配确定的。所述级配设计是按照《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中AC-13C型浙青混合料进行级配设计。
[0108]所述集料由新矿料和RAP材料组成。所述新矿料是相对RAP材料而言。
[0109]在本实施例中，所述确定合适的试验条件包括确定再生浙青混合料的拌和温度与成型温度的步骤，所述再生浙青混合料的拌和温度与成型温度是通过测试再生浙青的黏度以及绘制再生浙青的黏温曲线确定的。所述拌和温度是指保温后的RAP、新矿料、新浙青、矿粉的拌和温度。
[0110]在本实施例中，所述再生浙青黏度为0.17pa.s时黏温曲线所对应的温度提高10°C为再生浙青混合料的拌和温度；所述再生浙青黏度为0.28pa.s时黏温曲线所对应的温度提高10°C为再生浙青混合料的成型温度。
[0111]在本实施例中，所述再生浙青混合料的拌和温度为170°C，成型温度为160°C。
[0112]在本实施例中，所述确定合适的试验条件包括以初始最佳浙青用量为基础，进行成型若干组马歇尔试件；分别测试每组试件的密度、空隙率、浙青饱和度、稳定度、流值等力学体积参数，绘制密度、空隙率、浙青饱和度、稳定度、流值与浙青用量之间的关系曲线，确定最佳浙青用量；所述初始最佳浙青用量占再生浙青混合料的质量百分比为4.2%。
[0113]在本实施例中，所述最佳浙青用量占再生浙青混合料的质量百分比为5.2%。
[0114]在本实施例中，在最佳浙青用量下成型再生浙青混合料，分别测试成型的再生浙青混合料的高温抗车辙性能、低温抗开裂性能和抗水损害性能。当这些指标满足我国现行《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求，说明设计的热再生浙青混合料的级配和最佳浙青用量合理。
[0115]在本实施例中,所述确定合适的试验条件还包括确定加入新矿料以及设计新矿料级配的步骤；所述新矿料加入之前进行预热，并保温4h。
b — ΒΚ?
[0116]在本实施例中，所述新矿料的预热温度为n，其中:c为新矿料预热温度，°C ;a为RAP材料预热温度，°C;b为拌和温度，°C ;n为RAP材料掺配质量比例。
[0117]在本实施例中，所述新矿料包括粒径分别为10-15mm、5-10mm、3-5mm的新矿料以及机制砂、矿粉五种。
[0118]在本实施例中，所述高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法还包括再生浙青混合料拌和的步骤，所述再生浙青混合料拌和的步骤包括:首先，将预热的不添加矿粉的新矿料与喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料一起在拌合锅内干拌90s，以便保证不添加矿粉的新矿料与喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料进行充分的热量交换；其次，加入新浙青，并与不添加矿粉的新矿料、喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料拌和90s ;最后加入矿粉，与不添加矿粉的新矿料、喷洒高性能浙青再生剂后的RAP材料、新浙青拌和90s。
【权利要求】
1.一种高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，包括控制RAP材料的变异性、提高再生剂再生效果和确定合适的试验条件。
2.如权利要求1所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述控制RAP材料的变异性包括将原路面破碎后的RAP材料进行破碎筛分的步骤，所述破碎筛分时RAP材料保持干燥状态，控制RAP材料中含水量占RAP材料的质量百分比为2%以下。
3.如权利要求2所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述RAP材料破碎筛分后按照粒径大小进行分档。
4.如权利要求3所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述分档分为三个档次，所述三个档次的RAP材料粒径大小分别为3-5mm、5-10mm、10-15mm，所述三个档次的RAP材料分别存放。
5.如权利要求1所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述提高再生剂再生效果是将高性能浙青再生剂采用喷洒方式均匀撒布到预热的RAP材料上，喷洒再生剂的同时搅拌RAP材料。
6.如权利要求5所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述RAP材料的预热温度为110-120°C，预热时间为1.5-2h。
7.如权利要求5所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述RAP材料喷洒高性能浙青再生剂后保温0.5?lh，所述保温温度为110-120°C。
8.如权利要求1所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述提高再生剂再生效果包括通过测试RAP材料中的老化浙青的性能确定最佳再生剂剂量的步骤，所述测试RAP材料中的老化浙青的性能是通过添加再生剂对所述老化浙青进行再生，然后采用针入度分级评价体系对再生浙青的效果进行评价，最后根据再生浙青的再生效果对再生剂剂量进行调整，确定最佳再生剂剂量；所述添加再生剂是利用试配法确定再生剂初始添加剂量。
9.如权利要求8所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法，其特征在于，所述最佳再生剂占RAP材料中老化浙青的质量百分比为10%。
10.一种由权利要求1-9中任一项所述的高RAP比例的热再生浙青混合料的设计方法制备的高RAP比例的热再生浙青混合料。
【文档编号】E01C7/22GK104164817SQ201410406713
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】季节, 索智, 高超, 徐世法, 周志民, 祝大典 申请人:北京建筑大学, 河南省路桥建设集团有限公司