乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定儀、測(cè)定方法及最佳含水率測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及瀝青技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定儀、測(cè)定方法及最佳含水率測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乳化瀝青廠拌冷再生是采用拌和設(shè)備，將回收瀝青路面材料(RAP)以一定的比例與乳化瀝青、新集料、活性填料、水進(jìn)行常溫拌和成乳化瀝青冷再生混合料，常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。該技術(shù)具有舊料回收利用率高、節(jié)約資源，常溫拌和環(huán)保節(jié)能、結(jié)構(gòu)性能優(yōu)良且技術(shù)可行性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，近年來在國(guó)內(nèi)道路大修工程中倍受青睞。
[0003]長(zhǎng)期實(shí)踐表明，乳化瀝青冷再生混合料在施工中必須保持一個(gè)適宜的含水率，過低的含水率將不利于乳化瀝青對(duì)混合料的裹附及混合料的壓實(shí)；過高的含水率不但會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸途中乳化瀝青的流失，而且在碾壓過程中，過多的水存留于混合料體系內(nèi)部使壓實(shí)產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象，混合料不易密實(shí)而形成較大空隙率，同時(shí)，過多的水分將延遲該結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度的形成，延長(zhǎng)施工工期。因此，研發(fā)一項(xiàng)用以測(cè)定乳化瀝青冷再生混合料上限含水率的試驗(yàn)儀器具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]然而，在乳化瀝青冷再生混合料配合比的設(shè)計(jì)過程中，就混合料上限含水率、最佳含水率的確定而言，截至目前并沒有一個(gè)統(tǒng)一的，切實(shí)可行的定量確定方法。
[0005]《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTGF41-2008)中指出，最佳含水率的確定可參照現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》(JTG F40)T 0131的方法，通過擊實(shí)試驗(yàn)獲得。然則大量實(shí)踐結(jié)果表明，該種混合材料在擊實(shí)試驗(yàn)中并不類同與具有較大塑性指數(shù)(PD的土質(zhì)混合料材料，在干密度與含水率關(guān)系曲線上往往并不存在一個(gè)明顯的峰值。
[0006]在最佳含水率的確定上，大多技術(shù)人員均是通過拌和，觀察混合料的拌和性能及裹附性，憑借以往經(jīng)驗(yàn)選擇含水率，工程實(shí)踐中并不能達(dá)到很好的效果。另外，面對(duì)這一問題，一些缺乏經(jīng)驗(yàn)的施工企業(yè)更是無計(jì)可施，從而一定程度上限制了乳化瀝青冷再生技術(shù)的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定儀、測(cè)定方法及最佳含水率測(cè)定方法，測(cè)定儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、上限含水率及最佳含水率測(cè)定方法結(jié)果準(zhǔn)確、實(shí)用性強(qiáng)。
[0008]乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定儀，包括基座、端頭擋板、坡道板及可在坡道板上滾動(dòng)的試筒；所述端頭擋板包括分別設(shè)于基座兩端的前擋板及后擋板，所述坡道板傾斜設(shè)于前擋板與后擋板之間；所述試筒包括筒體及設(shè)于筒體端部的筒蓋；所述筒體為中通筒體，所述筒蓋可拆卸連接于所述筒體兩端。
[0009]所述筒蓋設(shè)于筒體兩端并突出于筒體，筒蓋之間的距離略大于坡道板的寬度。
[0010]所述后擋板設(shè)有柔性防撞墊。
[0011]所述基座設(shè)有用于調(diào)整基座水平狀態(tài)的調(diào)平螺栓。
[0012]所述基座設(shè)有水準(zhǔn)泡。
[0013]一種乳化瀝青冷再生混合料上限含水率的測(cè)定方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0014](I)拌制含水率為Wa JJXpWa-X1、Wa+X2& Wa-X^乳化瀝青冷再生混合料試樣(以下簡(jiǎn)稱混合料試樣)；
[0015](2)取其中一種含水率的混合料試樣使用如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試；根據(jù)所拌制的混合料試樣的公稱最大粒徑選取適宜規(guī)格的試筒，在試筒的筒蓋及筒體內(nèi)壁上均墊以紙片，使試筒內(nèi)壁完全為紙片覆蓋；
[0016](3)稱量試筒及所墊紙片的總質(zhì)量m1;
[0017](4)將一定質(zhì)量的混合料試樣裝于筒體內(nèi)，旋緊筒蓋，稱量裝有混合料試樣的試筒的質(zhì)量m2;
[0018](5)手持裝有混合料試樣的試筒使試筒壁呈水平狀，輕輕晃動(dòng)試筒，使混合料試樣均勻分布于試筒內(nèi)，將試筒置于坡道板的頂端并與前擋板接觸，然后松手放開試筒使試筒沿坡道板自由滾落至坡道板底端的后擋板處，如此重復(fù)三次以使試筒內(nèi)混合料試樣均有一定的概率接觸試筒內(nèi)所墊紙片；
[0019](6)將筒體內(nèi)混合料試樣倒出，仔細(xì)檢查紙片上所黏附的混合料試樣漿液，若黏附有粗集料顆粒則小心將其移除，立即稱取筒體、筒蓋及黏附有混合料試樣漿液的紙片的總Mmm3;
[0020](7)按如下公式計(jì)算該混合料試樣的質(zhì)量損失百分率Am
[0021]Am= (m3— m ^ / (m2 — m ^ X 100%
[0022](8)重復(fù)2?7步驟，測(cè)得剩余不同含水率的混合料試樣的質(zhì)量損失百分率；
[0023](9)以混合料試樣含水率為橫坐標(biāo)，質(zhì)量損失百分率為縱坐標(biāo)，繪制混合料試樣質(zhì)量損失百分率與含水率的關(guān)系曲線；
[0024](10)對(duì)質(zhì)量損失百分率緩慢變化和發(fā)生突變性變化的曲線段分別作出切線，兩切線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含水率即為該混合料的上限含水率wcmax。
[0025]上述混合料試樣的拌制按如下步驟進(jìn)行:
[0026]1.1依據(jù)混合料試樣各組分的比例，稱取質(zhì)量A的回收瀝青路面材料、質(zhì)量B的細(xì)集料、質(zhì)量C的活性填料及質(zhì)量D的乳化瀝青，其中質(zhì)量A及質(zhì)量B均指干燥試樣質(zhì)量；
[0027]1.2回收瀝青路面材料采用干燥恒重法測(cè)定，得到含水率W1,則拌制混合料試樣時(shí)稱取的回收瀝青路面材料質(zhì)量應(yīng)為AX (HW1)；
[0028]1.3按照J(rèn)TG E42-2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》T0305或T0332的方法測(cè)試，得到新集料的含水率W2，則拌制混合料試樣時(shí)稱取的新集料質(zhì)量應(yīng)為BX (I+W2)；
[0029]1.4乳化瀝青按照J(rèn)TG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》T0651-1993的方法測(cè)試，得到乳化瀝青的蒸發(fā)殘留物含量，并計(jì)算出乳化瀝青中水(除去蒸發(fā)殘留物外的液體視為水)所占的質(zhì)量百分比W3，其中，蒸發(fā)殘留物含量是指蒸發(fā)殘留物質(zhì)量與乳化瀝青的質(zhì)量百分比，(I 一蒸發(fā)殘留物含量)X100%即為乳化瀝青中水所占的質(zhì)量百分比；
[0030]1.5預(yù)估適宜含水率Wa，按下式計(jì)算適宜含水率^的混合料試樣的外加水量E。混合料試樣的含水率是指水質(zhì)量與干燥混合料試樣的質(zhì)量百分比，其中活性填料(一般采用水泥)是干燥的，不用計(jì)算其含水率。
[0031]E= (A+B+C+D - DXff3) Xffa- AXff1- BXff2- DXff3
[0032]并計(jì)算出含水率為WJX1、Wa-Xp Wa+X2及W廠\的混合料試樣的外加水量；
[0033]1.6回收瀝青路面材料、新集料、活性填料與對(duì)應(yīng)步驟1.5算出的外加水拌和均勻，再添加乳化瀝青拌和均勻，拌制得到含水率為W^WJX1Ja-X1JJX2及W廠\的混合料試樣。
[0034]優(yōu)選地，父1為0.5%，父2為1%。
[0035]一種乳化瀝青冷再生混合料最佳含水率的測(cè)定方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0036](I)按如權(quán)利要求6、7或8所述的上限含水率的測(cè)定方法得到混合料試樣的上限含水率WCmax;
[0037](2)進(jìn)行混合料試樣的下限含水率的測(cè)試，得到下限含水率WCmin;
[0038](3)按如下公式計(jì)算最佳含水率OWC
[0039]OffC= (WCfflin+ffCmax)/2
[0040]上述下限含水率WCmin的測(cè)試按如下步驟進(jìn)行:
[0041](I)按照J(rèn)TGE40-2007《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》T0131、T0132或T0133進(jìn)行含水率為Wa、WJX1、Wa-X1、Wa+X2及W廠\的混合料試樣的擊實(shí)或壓實(shí)試驗(yàn)，并測(cè)算各自干密度P d;
[0042](2)以混合料試樣含水率為橫坐標(biāo)，干密度為縱坐標(biāo)，繪制試樣干密度與含水率的關(guān)系曲線；
[0043](3)對(duì)干密度發(fā)生突變性變化和緩慢變化的曲線段分別作出切線，兩切線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的含水率即為該混合料試樣的下限含水率wcmin。
[0044]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有的【背景技術(shù)】相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0045]1、本發(fā)明乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，操作方便，測(cè)試結(jié)果可靠、推廣應(yīng)用價(jià)值高。
[0046]2、乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定方法，原理合理、操作簡(jiǎn)單、精度高，容易掌握，試驗(yàn)過程人為影響因素小，結(jié)果客觀，可方便快捷地測(cè)定出乳化瀝青冷再生混合料上限含水率，利于將乳化瀝青冷再生混合料的含水量控制在合理的范圍內(nèi)。
[0047]3、乳化瀝青冷再生混合料最佳含水率測(cè)定方法，較好地解決乳化瀝青冷再生混合料的水含量配合比設(shè)計(jì)的問題，促進(jìn)乳化瀝青冷再生混合料的推廣應(yīng)用。本發(fā)明所提出的上限、下限含水率也同時(shí)可作為工程施工的質(zhì)量控制依據(jù)，對(duì)工程施工及過程質(zhì)量控制具有指導(dǎo)意義。
【附圖說明】
[0048]圖1為本發(fā)明測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖2為混合料質(zhì)量損失百分率與含水率的關(guān)系曲線圖；
[0050]圖3為對(duì)混合料質(zhì)量損失百分率與含水率的關(guān)系曲線作出切線的圖；
[0051]圖4為混合料試樣干密度與含水率的關(guān)系曲線圖；
[0052]圖5為對(duì)混合料試樣干密度與含水率的關(guān)系曲線作出切線的圖。
[0053]附圖符號(hào)說明:
[0054]基座1、調(diào)平螺栓11、固定支腳12、前擋板21、后擋板22、坡道板3、筒體41、筒蓋42、水準(zhǔn)泡5
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下提供本發(fā)明的一些實(shí)施例，以助于進(jìn)一步理解本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于這些實(shí)施例。
[0056]參考圖1所示，乳化瀝青冷再生混合料上限含水率測(cè)定儀，包括基座1、端頭擋板、坡道板3及可在坡道板3上滾動(dòng)的試筒。其中:
[0057]基座I設(shè)有固定支腳12及用于調(diào)整基座I水平狀態(tài)的調(diào)平螺栓11?；鵌設(shè)有水準(zhǔn)泡5。
[0058]端頭擋板包括前擋板21及后擋板22，前擋板21與后擋板22分別設(shè)于基座I的兩端。坡道板3傾斜設(shè)于前擋板21與后擋板22之間。后擋板22設(shè)有柔性防撞墊。
[0059]試筒包括筒體41及筒蓋42。筒蓋42設(shè)于筒體41兩端并突出于筒體41，筒蓋42之間的距離略大于坡道板3的寬度，以使筒蓋42位于坡道板3外側(cè)，保證筒體41的順利滾落。筒體41為中通筒體41，筒蓋42可拆卸連接于筒體41兩端。本實(shí)施例中，筒蓋42與筒體41采用螺紋連接。
[0060]一種乳化瀝青冷再生混合料上限含水率的測(cè)定方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0061](I)拌制含水率為Wa (Wa為預(yù)估適宜含水率)、W ^xpWa-XpWJX2及W ^2的乳化瀝青冷再生混合料試樣(以下簡(jiǎn)稱混合料試樣)；本實(shí)施例中X1S 0.5%，乂2為1%。
[0062]具體拌制步驟為:
[0063]1.1依據(jù)混合料試樣各組分的比例，稱取質(zhì)量A的回收瀝青路面材料、質(zhì)量B的細(xì)集料、質(zhì)量C的活性填料及質(zhì)量D的乳化瀝青，其中質(zhì)量A及質(zhì)量B均指干燥試樣質(zhì)量；
[0064]1.2回收瀝青路面材料采用干燥恒重法測(cè)定，得到含水率W1,則拌制混合料試樣時(shí)稱取的回收瀝青路面材料質(zhì)量應(yīng)為AX (I+W1);干燥恒重法的具體做法可選用如下操作:稱取一定質(zhì)量的回收瀝青路面材料，置于60°C的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，再計(jì)算得到含水率W1