[发明专利]一种基于粗集料吸油率确定沥青混合料再生剂掺量的方法

说明书

本发明涉及一种基于粗集料吸油率确定沥青混合料再生剂掺量的方法，主要步骤包括：将回收得到的集料进行筛分，取得集料中的粗集料，分别测试其表观毛体积相对密度和表观相对密度，根据粗集料组成比例，计算其吸收沥青含量，然后将总旧沥青含量在此基础上进行折减，得到确定再生剂用量的基准沥青用量；然后进行旧沥青再生性能试验，初步确定再生剂用量；最后通过制备再生沥青混合料，全面评价其路用性能，最终确定其再生剂用量。该方法可以保证再生沥青路面优良性能，实现废旧路面材料再生利用水平和再生沥青路面行车安全性的提升。

技术领域

本发明涉及道路工程沥青路面循环利用技术领域，尤其涉及一种基于粗集料吸油率确定沥青混合料再生剂掺量的方法。

背景技术

我国沥青路面突破130万公里，居世界前茅，每年大中修养护产生废旧沥青路面材料(RAP)2亿多吨，为世界之最。将运营期道路养护产生的RAP材料进行高效再生，使道路基础设施在为经济社会发展提供安全便捷服务的同时减少资源占用和环境破坏，更好地服务于资源节约和环境友好型社会建设，意义重大。

目前我国公路路面材料循环利用率不到30％，远低于90％以上的目标利用率水平，提升旧料掺配比例对于解决道路工程大量消耗新材料和堆放废弃物形成的资源占用、环境污染问题，意义重大。限制大比例废旧沥青混合料应用的最大瓶颈就是再生沥青路面性能难以保证，存在技术隐患。

发明内容

RAP材料的再生主要是对其中旧沥青性能的恢复。为了使旧沥青性能恢复到一个优良水平，通常有效的做法是在旧沥青中添加具有某些轻质组分的低黏度油料，这种材料称为再生剂。关于RAP材料再生剂用量的确定，现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41)给出了如下建议：首先是采用抽提蒸馏法从RAP中回收旧沥青，采用三氯乙烯作为溶剂，该溶剂可完全溶解沥青，因而可以测试得到RAP中的总沥青含量；然后通过试配法进行回收旧沥青再生试验，将再生剂按一定间隔的等差数列比例添加到回收沥青中，测试沥青的针入度、软化点、延度等指标，绘制变化曲线，基于旧沥青的目标再生性能，用内插法最终确定再生剂用量。

在工程应用中，采用该方法确定旧沥青再生剂用量，会造成再生沥青混合料高温稳定性的下降，在通车初期容易出现车辙病害，病害严重的路段甚至不得不铣刨重铺。这已经在多个实体工程应用中出现，造成大量国有资产的流失，同时使得沥青路面再生这种绿色铺面技术大规模应用存在技术隐患。出现这种现象的主要原因是：沥青混合料中的粗集料表面存在大量开口孔隙，这种开口孔隙会吸收一定量的沥青，这部分沥青深入集料内部，成为结构沥青，而结构沥青膜厚度之外的沥青为自由沥青，这部分沥青又称为有效沥青，即对沥青混合料的性能起着决定性影响。RAP再生过程中，添加的再生剂主要与自由沥青发生反应，将老化的自由沥青进行再生还原，而被粗集料吸收的沥青，即结构沥青不参与反应。

现行方法是以RAP中总的沥青含量为基础计算再生剂用量，包含了结构沥青和自由沥青，而结构沥青与再生剂不发生反应，因而在混合料中会存在较多游离的再生剂。相比于沥青，再生剂的黏度低的多，偏软，会造成混合料高温稳定性大幅下降。尤其针对大比例旧料再生或就地再生，旧料掺量较高，所含的结构沥青含量也较高，若不考虑粗集料吸收沥青情况，会使得再生混合料中游离再生剂含量较高，再生沥青路面更容易出现车辙病害。由于车辙的出现，路表发生过度变形，不仅破环了路面的平整度，行车舒适性被大幅降低，而且轨道状的车辙严重危及到车辆行驶过程中的稳定性，严重威胁行车安全。

为了解决现有技术存在的弊端，十分有必要提出一种合理确定沥青混合料再生剂用量的方法，以保证大比例旧料再生路面优良性能，对于提升废旧路面材料再生利用水平和再生沥青路面行车安全性，具有显著的社会经济效益。

本发明基于粗集料吸油率，以沥青混合料性能为最终评价标准，提出一种确定沥青混合料再生剂掺量的方法，最终使得再生沥青混合料性能恢复到一个优良水平。以此保证再生沥青路面优良路用性能，提升废旧沥青路面材料再生利用水平和再生沥青路面行车安全性。