[发明专利]冷再生乳化沥青混合料及其用于路面改建的方法

权利要求书

1.一种冷再生乳化沥青混合料用于路面改建的方法，包括以下步骤：

首先，通过实地测量对面层以下结构层损坏情况与承载力进行量化评价，得到实际的力学与结构参数，所述量化评价采用以下方法进行：

(1)铣刨掉沥青面层，利用贝克曼梁测定半刚性基层顶面的弯沉；

(2)铣刨掉基层，利用贝克曼梁点对点与基层弯沉测点的位置上下竖直对应测定底基层顶面的弯沉；

(3)铣刨掉底基层或挖探坑，利用承载板点对点测定路基顶面的模量；

(4)在铣刨的断面，直接测量基层和底基层弯沉测点处的厚度； 

(6)根据测量得到的弯沉、模量和厚度，泊松比参数的取值，通过有限元分析反算出路面结构层的模量；

其中，所述有限元分析法的步骤如下：将路面结构简化为理想的力学模型，即：①弹性半空间体；②弹性层状体系；③粘弹性层状体系；④弹性地基上的板；⑤弹性层状体系上的板；之后，建立力学模型，采用ANSYS分析软件中的线性结构模量来分析路面的结构性能，其通过如下公式定义：

{σ}＝[D]{ε^el}

式中：

{σ}＝应力向量＝[σ_xσ_yσ_zσ_xyσ_yzσ_xz]；

{ε^el}＝弹性应变向量＝{ε}-{ε_th}

[D]＝弹性矩阵；矩阵D的逆矩阵可以写成

其中：

E_x为x方向的杨氏模量；

V_xy为xy平面的泊松比；

G_xy为xy平面的剪切模量；

之后，将老路沥青面层铣刨料、水泥、乳化沥青和水后在冷拌厂进行再生沥青混合料生产，其进一步包括：乳化沥青用量的确定，基于三个基本情况的处理以设计乳化沥青的用量，其第一种情况，老路沥青面层铣刨料为黑色集料，添加的乳化沥青则完全包裹所述集料；第二种情况，乳化沥青的用量应使老路沥青面层铣刨料中的沥青恢复到其最初粘度，即老化沥青全部软化；第三种情况，是前两种情况的结合，即部分老化的沥青发生软化，再根据冷再生混合料的力学要求试验确定乳化沥青的用量；在常温下将各种组成材料拌和均匀；

用以提高冷再生沥青混合料劲度和抗水损能力的水泥，添加量为包括新集料在内的再生沥青混合料总质量的1～2％；

再生沥青混合料通过成型试件检测；

将上述步骤所得的混合料用于待改建路面结构，包括路基、基层和面层的铺筑。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，包括，乳化沥青用量应使马歇尔稳定度与流值、间接拉伸强度、抗压强度、回弹模量中的一个或几个达到路面标准设计参数；选定的乳化沥青用量使冷再生混合料的空隙率在9～12％。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，再生沥青混合料成型试件的步骤包括：将冷再生混合料试件散发多余的水分并养生以达到相应的强度后脱模，养生时试件应留在压实模子中侧放，养生又分为短期养生和长期养生两种，分别模拟冷再生混合料的短期性能和长期性能，试件的密度与现场混合料的压实密度相似。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述短期养生是将试件放置在60℃环境下2～4h；长期养生则是在60℃环境下放置24～48h。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述待改建路面的铺筑，其冷再生上基层的压实过程包括：

第一次压实：冷再生沥青混合料摊铺完成后，通过压路机碾压，该过程在乳化沥青完全破乳前完成；

第二次压实，在热拌沥青混合料下面层的施工过程中进行，冷再生上基层养生10～14天后铺筑下面层，在冷再生沥青混合料易于压密的较高温度下，通过压路机对下面层的碾压间接对冷再生上基层进行第二次压实。

6.如权利要求1至5之一方法所采用的冷再生沥青混合料，其特征在于，由老路沥青面层铣刨料、水泥、乳化沥青和水混合构成，其中，压实成型的沥青混合料由主要以老路沥青面层铣刨料构成的矿料、沥青胶结料和残余空隙组成具有空间网络结构的多相分散体系结构，其材料属性为颗粒性材料，其通过沥青混合料的粘聚力和内摩阻力达到其力学强度。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述矿料还包括石灰岩矿粉。