一種乳化瀝青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種乳化瀝青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：一、準(zhǔn)備回收瀝青路面材料、石屑、水泥和乳化瀝青；二、對(duì)乳化瀝青冷再生混合料的級(jí)配組成進(jìn)行設(shè)計(jì)；三、采用回收瀝青路面材料和石屑配制集料；四、確定水的最佳用量；五、進(jìn)行施工和易性和早期強(qiáng)度驗(yàn)證，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果均滿足施工要求時(shí)，進(jìn)入步驟六；否則，返回步驟二；六、確定乳化瀝青的最佳用量；七、進(jìn)行路用性能驗(yàn)證，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果均符合施工要求時(shí)，得到乳化瀝青冷再生混合料的目標(biāo)配合比；否則，返回步驟二。本發(fā)明充分考慮到工程實(shí)際，能夠在前期配合比設(shè)計(jì)階段即可優(yōu)選出性能滿足要求的方案，大大降低試驗(yàn)路鋪筑階段出現(xiàn)各種路面病害的風(fēng)險(xiǎn)，顯著提高工程效率。
【專利說(shuō)明】一種乳化瀝青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于公路與城市道路設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種乳化浙青冷再生混合料 的配合比設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展，高速公路和國(guó)、省道干線路網(wǎng)的形成，公路養(yǎng)護(hù)與維修 任務(wù)日益繁重。積極推廣乳化浙青冷再生技術(shù)，因地制宜地采用經(jīng)濟(jì)有效的再生養(yǎng)護(hù)方式 已經(jīng)成為公路養(yǎng)護(hù)管理部門的迫切要求。大修過(guò)程中選擇乳化浙青冷再生混合料作為柔性 材料層加鋪于半剛性基層和浙青面層之間，一方面可以加厚浙青層厚度，減緩半剛性基層 的反射裂縫，改善半剛性基層的水溫條件，同時(shí)可以降低半剛性基層層底拉應(yīng)力，延長(zhǎng)半剛 性基層的使用壽命。更重要的是采用乳化浙青冷再生混合料能夠節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、降低 工程造價(jià)。
[0003] 因此，有必要發(fā)明一種高效的乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種乳化浙青冷 再生混合料配合比設(shè)計(jì)方法。該方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決工程中遇到的問(wèn)題，是 一種更能反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的配合比設(shè)計(jì)方法。該方法充分考慮到工程實(shí)際，能夠前期配 合比設(shè)計(jì)階段即可優(yōu)選出性能滿足要求的方案，大大降低試驗(yàn)路鋪筑階段出現(xiàn)各種路面病 害的風(fēng)險(xiǎn)，顯著提高工程效率。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種乳化浙青冷再生混合料的 配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一、準(zhǔn)備以下原材料：回收浙青路面材料、石屑、水泥和乳化浙青；
[0007] 步驟二、進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)：按照公路浙青路面再生技術(shù)規(guī)范要求，對(duì)所要制備的乳化 浙青冷再生混合料的級(jí)配組成進(jìn)行設(shè)計(jì)；
[0008] 步驟三、配制集料：將步驟一中所述回收浙青路面材料和石屑分別進(jìn)行干燥處理， 然后將干燥處理后的回收浙青路面材料和石屑按照步驟二中所設(shè)計(jì)的級(jí)配組成進(jìn)行配合， 得到集料；
[0009] 步驟四、確定水的最佳用量：在步驟一中所述水泥的添加量為步驟三中所述集料 質(zhì)量的1. 5%，乳化浙青的添加量為集料質(zhì)量的4%的條件下，以水的添加量為可變因素， 將集料、水泥、乳化浙青和水混合均勻制成多組混合料，然后對(duì)每組混合料均進(jìn)行重型擊實(shí) 試驗(yàn)，由此建立混合料的干密度與混合料中水的添加量的關(guān)系曲線，將曲線峰值所對(duì)應(yīng)的 混合料中水的添加量確定為水的最佳用量；
[0010] 步驟五、進(jìn)行施工和易性和早期強(qiáng)度驗(yàn)證：在水泥的添加量為集料質(zhì)量的1. 5%， 乳化浙青的添加量為集料質(zhì)量的4%，水的添加量為最佳用量的條件下，將集料、水泥、乳化 浙青和水混合均勻制成混合料，然后對(duì)所述混合料依次進(jìn)行施工和易性試驗(yàn)、粘聚力試驗(yàn) 和芯樣完整率試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果均滿足施工要求時(shí)，進(jìn)入步驟六；否則，返回步驟二重新進(jìn) 行級(jí)配設(shè)計(jì)；
[0011] 步驟六、確定乳化浙青的最佳用量：在水泥的添加量為集料質(zhì)量的1. 5%，水的添 加量為最佳用量的條件下，以乳化浙青的添加量為可變因素，將集料、水泥、乳化浙青和水 混合均勻制成多組混合料，然后將每組混合料均加工成馬歇爾試件后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，由此 建立混合料的干劈裂強(qiáng)度與混合料中乳化浙青的添加量的關(guān)系曲線，將曲線峰值所對(duì)應(yīng)的 混合料中乳化浙青的添加量確定為乳化浙青的最佳用量；
[0012] 步驟七、進(jìn)行路用性能驗(yàn)證：在水泥的添加量為集料質(zhì)量的1. 5%，水的添加量為 最佳用量，乳化浙青的添加量為最佳用量的條件下，將集料、水泥、乳化浙青和水混合均勻 制成混合料，然后對(duì)所述混合料進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn)以及車轍試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果均符合施工 要求時(shí)，得到乳化浙青冷再生混合料的目標(biāo)配合比；否則，返回步驟二重新進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)。
[0013] 上述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟一中所 述乳化浙青的種類為兩種以上時(shí)，預(yù)先對(duì)乳化浙青進(jìn)行優(yōu)選，具體方法為：對(duì)回收浙青路面 材料進(jìn)行篩分，然后按照低溫黏結(jié)性試驗(yàn)規(guī)范要求，測(cè)試每種乳化浙青與篩分后的回收浙 青路面材料的粘附性能，將粘附性能最佳的乳化浙青確定為優(yōu)選乳化浙青。
[0014] 上述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟一中篩 分后的回收浙青路面材料的粒徑為4. 75mm?9. 5mm。
[0015] 上述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟三中對(duì) 石屑進(jìn)行干燥處理的具體過(guò)程為：將石屑置于溫度為l〇〇°C?120°C的干燥箱中干燥至恒 重后自然冷卻。
[0016] 上述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟三中對(duì) 回收浙青路面材料進(jìn)行干燥處理的具體過(guò)程為：將回收浙青路面材料置于溫度為60°C? 80°C的干燥箱中干燥至恒重后自然冷卻。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1、本發(fā)明在乳化浙青冷再生混合料合成級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)考慮水泥作為填料的作 用，而應(yīng)把水泥當(dāng)成一種提高早期強(qiáng)度的添加劑來(lái)看待。
[0019] 2、本發(fā)明首次提出通過(guò)測(cè)試乳化浙青與回收浙青路面材料的黏附性能，從中篩選 出黏附性能優(yōu)良的乳化浙青。
[0020] 3、本發(fā)明創(chuàng)新性地提出采用施工和易性試驗(yàn)反映混合料攤鋪時(shí)的工作性，采用粘 聚力試驗(yàn)反映完成攤鋪后混合料中乳化浙青與集料之間粘聚力大小，采用芯樣完整率試驗(yàn) 反映混合料攤鋪碾壓養(yǎng)生后強(qiáng)度形成狀況，從而對(duì)混合料的施工和易性和早期強(qiáng)度作出有 效驗(yàn)證。
[0021] 4、本發(fā)明結(jié)合國(guó)內(nèi)乳化浙青冷再生工程出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)混合料水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn) 定性提出了要求。
[0022] 5、本發(fā)明乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，充分考慮到工程實(shí)際，通過(guò) 篩選黏附性能優(yōu)良的乳化浙青、進(jìn)行施工和易性、粘聚力、芯樣完整率試驗(yàn)，能夠在配合比 設(shè)計(jì)過(guò)程中，有效提高乳化浙青冷再生混合料各項(xiàng)性能，在前期配合比設(shè)計(jì)階段即可優(yōu)選 出性能滿足要求的方案，避免后期試驗(yàn)路鋪筑出現(xiàn)施工和易性和芯樣完整率不達(dá)標(biāo)等情 況，大大降低試驗(yàn)路鋪筑階段出現(xiàn)各種路面病害的風(fēng)險(xiǎn)，利用回收浙青材料，有效地節(jié)約了 工程成本，提高了工程效率。
[0023] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)工藝流程圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1建立的混合料的干密度與混合料中水的添加量的關(guān)系曲 線。
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1建立的混合料的干劈裂強(qiáng)度與混合料中乳化浙青的添加量 的關(guān)系曲線。
[0027] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2建立的混合料的干密度與混合料中水的添加量的關(guān)系曲 線。
[0028] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例2經(jīng)重新級(jí)配設(shè)計(jì)后所建立的混合料的干密度與混合料中水 的添加量的關(guān)系曲線。
[0029] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例2經(jīng)重新級(jí)配設(shè)計(jì)后所建立的混合料的干劈裂強(qiáng)度與混合料 中乳化浙青的添加量的關(guān)系曲線。
[0030] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例2經(jīng)再次重新級(jí)配設(shè)計(jì)后所建立的混合料的干密度與混合料 中水的添加量的關(guān)系曲線。
[0031] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例2經(jīng)再次重新級(jí)配設(shè)計(jì)后所建立的混合料的干劈裂強(qiáng)度與混 合料中乳化浙青的添加量的關(guān)系曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 本發(fā)明所述低溫黏結(jié)性試驗(yàn)、施工和易性試驗(yàn)、粘聚力試驗(yàn)、芯樣完整率試驗(yàn)、馬 歇爾擊實(shí)試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)以及車轍試驗(yàn)均為本領(lǐng)域常規(guī)試驗(yàn)。其中低溫黏 結(jié)性試驗(yàn)依據(jù)《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011)中的T0660-2000 進(jìn)行測(cè)試，粘聚力試驗(yàn)依據(jù)《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011)中的 T0754-2011進(jìn)行測(cè)試，馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)依據(jù)《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011)中的T0702-2011進(jìn)行測(cè)試，劈裂試驗(yàn)依據(jù)《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī) 程》（JTG E20-2011)中的T0716-2011進(jìn)行測(cè)試，凍融劈裂試驗(yàn)依據(jù)《公路工程浙青及浙青 混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011)中的T0729-2000進(jìn)行測(cè)試，車轍試驗(yàn)依據(jù)《公路工程浙 青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)中的T0719-2011進(jìn)行測(cè)試，施工和易性試驗(yàn)可 依據(jù)申請(qǐng)?zhí)枮?01310269585. 2的專利"一種浙青混合料和易性指數(shù)測(cè)試儀及測(cè)試方法"進(jìn) 行測(cè)試。芯樣完整率試驗(yàn)參考"路面基層芯樣完整性測(cè)試方法"進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試過(guò)程為： 成型IOcm厚的車轍板，將成型后的車轍板置于40°C鼓風(fēng)烘箱中養(yǎng)生48h，養(yǎng)生結(jié)束后用鉆 芯機(jī)進(jìn)行取樣，鉆取直徑為IOOmm的芯樣。然后按下式計(jì)算芯樣完整率：B = m〇/mX 100% ; 式中：B為芯樣完整率（％) ;mQ為芯樣風(fēng)干后的質(zhì)量（kg) ;m為實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量（kg)，通過(guò) 重型擊實(shí)試驗(yàn)所得干密度與芯樣標(biāo)準(zhǔn)體積的乘積計(jì)算得到。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 結(jié)合圖1，本實(shí)施例乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：
[0035] 步驟一、準(zhǔn)備以下原材料：回收浙青路面材料、石屑、水泥和乳化浙青；
[0036] 本實(shí)施例所采用的原材料為：回收浙青路面材料為陜西某條高速公路銑刨料， 石屑和水泥均符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004)的要求，所準(zhǔn)備的乳 化浙青為兩種陽(yáng)離子型乳化浙青，其各項(xiàng)技術(shù)均符合《公路浙青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008)的要求；
[0037] 由于本實(shí)施例乳化浙青的種類為兩種，故預(yù)先對(duì)乳化浙青進(jìn)行優(yōu)選，具體方法為： 對(duì)回收浙青路面材料進(jìn)行篩分，經(jīng)篩分后的回收浙青路面材料的粒徑為4. 75_?9. 5_， 然后按照低溫黏結(jié)性試驗(yàn)規(guī)范要求，測(cè)試每種乳化浙青與篩分后的回收浙青路面材料的粘 附性能，確定粘附性能最佳的乳化浙青，即為優(yōu)選乳化浙青；
[0038] 本實(shí)施例中，兩種乳化浙青與篩分后的回收浙青路面材料的粘附性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn) 表1 ;
[0039] 表1實(shí)施例1乳化浙青與回收浙青路面材料的黏附性能測(cè)試結(jié)果
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 步驟一、準(zhǔn)備以下原材料：回收浙青路面材料、石屑、水泥和乳化浙青； 步驟二、進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)：按照公路浙青路面再生技術(shù)規(guī)范要求，對(duì)所要制備的乳化浙青 冷再生混合料的級(jí)配組成進(jìn)行設(shè)計(jì)； 步驟三、配制集料：將步驟一中所述回收浙青路面材料和石屑分別進(jìn)行干燥處理，然后 將干燥處理后的回收浙青路面材料和石屑按照步驟二中所設(shè)計(jì)的級(jí)配組成進(jìn)行配合，得到 集料； 步驟四、確定水的最佳用量：在步驟一中所述水泥的添加量為步驟三中所述集料質(zhì)量 的1. 5%，乳化浙青的添加量為集料質(zhì)量的4%的條件下，以水的添加量為可變因素，將集 料、水泥、乳化浙青和水混合均勻制成多組混合料，然后對(duì)每組混合料均進(jìn)行重型擊實(shí)試 驗(yàn)，由此建立混合料的干密度與混合料中水的添加量的關(guān)系曲線，將曲線峰值所對(duì)應(yīng)的混 合料中水的添加量確定為水的最佳用量； 步驟五、進(jìn)行施工和易性和早期強(qiáng)度驗(yàn)證：在水泥的添加量為集料質(zhì)量的1. 5%，乳化 浙青的添加量為集料質(zhì)量的4%，水的添加量為最佳用量的條件下，將集料、水泥、乳化浙青 和水混合均勻制成混合料，然后對(duì)所述混合料依次進(jìn)行施工和易性試驗(yàn)、粘聚力試驗(yàn)和芯 樣完整率試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果均滿足施工要求時(shí)，進(jìn)入步驟六；否則，返回步驟二重新進(jìn)行級(jí) 配設(shè)計(jì)； 步驟六、確定乳化浙青的最佳用量：在水泥的添加量為集料質(zhì)量的1. 5%，水的添加量 為最佳用量的條件下，以乳化浙青的添加量為可變因素，將集料、水泥、乳化浙青和水混合 均勻制成多組混合料，然后將每組混合料均加工成馬歇爾試件后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，由此建立 混合料的干劈裂強(qiáng)度與混合料中乳化浙青的添加量的關(guān)系曲線，將曲線峰值所對(duì)應(yīng)的混合 料中乳化浙青的添加量確定為乳化浙青的最佳用量； 步驟七、進(jìn)行路用性能驗(yàn)證：在水泥的添加量為集料質(zhì)量的1. 5%，水的添加量為最佳 用量，乳化浙青的添加量為最佳用量的條件下，將集料、水泥、乳化浙青和水混合均勻制成 混合料，然后對(duì)所述混合料進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn)以及車轍試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果均符合施工要求 時(shí)，得到乳化浙青冷再生混合料的目標(biāo)配合比；否則，返回步驟二重新進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在 于，步驟一中所述乳化浙青的種類為兩種以上時(shí)，預(yù)先對(duì)乳化浙青進(jìn)行優(yōu)選，具體方法為： 對(duì)回收浙青路面材料進(jìn)行篩分，然后按照低溫黏結(jié)性試驗(yàn)規(guī)范要求，測(cè)試每種乳化浙青與 篩分后的回收浙青路面材料的粘附性能，將粘附性能最佳的乳化浙青確定為優(yōu)選乳化浙 青。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在 于，步驟一中篩分后的回收浙青路面材料的粒徑為4. 75mm?9. 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在 于，步驟三中對(duì)石屑進(jìn)行干燥處理的具體過(guò)程為：將石屑置于溫度為100°C?120°C的干燥 箱中干燥至恒重后自然冷卻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化浙青冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在 于，步驟三中對(duì)回收浙青路面材料進(jìn)行干燥處理的具體過(guò)程為：將回收浙青路面材料置于 溫度為60°C?80°C的干燥箱中干燥至恒重后自然冷卻。
【文檔編號(hào)】C04B18/04GK104402316SQ201410609604
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月2日
【發(fā)明者】劉紅瑛, 郝培文, 徐金枝, 馬永鋒, 蔣鶴, 張航 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)