公路 2004年3月 第3期 HIGHWAY Mar12004 No13 文章编号:0451-0712(2004)03-0073-04 中图分类号:U4141750.9 文献标识码:B
热再生沥青混合料的配合比设计
季 节1,高建立2,罗晓辉1,王锐英1
(1.北京建筑工程学院 北京市 100044;2.东南大学交通学院 南京市 210096)
摘 要:分析了沥青与矿料的老化机理及对沥青再生剂的技术要求,提出了沥青和矿料的再生方法,结合实例讨论了热再生沥青混合料的配合比设计方法。
关键词:沥青混合料;热再生;再生剂;配合比设计
沥青混凝土路面经过一定时期的使用,其使用性能会有所下降,当使用性能低于规范的规定值时,需要对路面进行维修或改建,根据以往的经验方法,多是在旧沥青混凝土路面上铺设新的沥青混合料给予罩面或清除旧沥青混凝土路面及扔掉沥青混合料,然后,再重新铺设路面结构。原有路面的标高,,系统,浪费。,、欧洲等地区已经得到了广泛应用。沥青混凝土路面的再生利用就是在回收的旧沥青混合料中添加再生剂、新的沥青结合料和新的矿料对其进行重新加工,形成再生沥青混合料,然后用再生沥青混合料修筑面层、基层等。添加剂的类型和剂量的确定根据实际情况而定,当回收沥青混合料作为基层材料时,可不使用添加剂,但回收沥青混合料作为面层材料时,一般需要加入添加剂。
1 沥青混凝土路面混合料的再生111 沥青混合料老化的机理
大,但芳香分转变成胶质,胶质又转变成沥青质,故在老化沥青的四组分结构中,沥青质和胶质的含量明显增加,,硬,,,其针,,。表1和图1表1 沥青老化前后的组分变化
使用年限
年饱和分S芳香分Ar胶质R
老化前老化后
813
[1**********]8
[1**********]3
[1**********]5
沥青质As
沥青混凝土路面在使用过程中会出现使用性能
下降的现象,这主要是由于路面材料的老化,沥青混凝土路面中材料的老化主要来自以下2个方面。
(1)沥青的老化。沥青混合料中的沥青在各种自然因素和汽车荷载的作用下,沥青结构发生变化,导致物理性能和力学性能的下降,以沥青的四组分结构分析为例,在沥青的四组分中,饱和分含量在老化的过程中变化不
收稿日期:2003-11-06
S:饱和分 Ar:芳香分 R:胶质 As:沥青质
图1 沥青老化化学组分的变化示意
(2)矿料的疲劳。
沥青混合料中的矿料在汽车荷载的长期作用下,颗粒之间产生相互的位移和摩擦,使其发生碎裂,形
—74—
公 路 2004年 第3期
成细粒组分,这样导致矿料的骨架性发生变化,因而矿料之间的内摩擦力逐渐减小,抗剪强度下降。112 沥青混凝土路面混合料再生的机理
沥青混凝土路面的再生主要是针对沥青和矿料的再生,它们实际上是老化的逆过程。
(1)沥青的再生。
沥青老化后,变硬发脆,其流变性能降低,流变指数降低;同时,老化后的沥青粘度提高,针入度减小。沥青的再生就是从这2个方面着手,试图通过加入一定的再生剂来提高其流变指数和减低其粘度。如果从沥青的组分上分析,就是使老化沥青在加入再生剂后其组分能重新发生变化,也即使沥青质的含量适当减少,油分和胶质的含量逐渐增加。由于芳香分对沥青质有较好的溶解和分散能力,因此,芳香分的含量是再生剂的一个技术指标。由于再生剂要和老化沥青进行充分的混合,故再生剂必须具有良好的流变性质,同时为保证再生剂和老化沥青之间具有足够的渗透能力,其粘度相对来说要求比较低,一般在0120Pa・s范围内。表2是建议的再生剂性能指标。
表2 再生剂性能指标建议值
技术指标建议值
芳香分薄膜烘箱试验
-3(25℃)含量 Pa・sm (Γ前 %10N Γ
后)
0101～20
≥0190≥30≥36
(2)矿料的再生。
由于矿料在使用过程中的碎裂使其细化,因此在
旧沥青混合料中,矿料的级配曲线大部分在规定级配曲线的上方。矿料的再生就是在旧沥青混合料中添加新的矿料而重新调整混合矿料的级配使其满足规定的级配要求。
2 热再生沥青混合料的配合比设计
。对于热再生沥青,试验法,其2图2 集中热再生沥青混合料配合比设计流程
(1)回收沥青混合料性能的评价。
对于回收的沥青混合料应做抽提试验和回收骨料的筛分试验,以确定回收沥青的性能指标(针入度、粘度等)和确定其级配组成。
(2)确定回收沥青混合料的掺配率。
回收沥青混合料的掺配率由加工再生沥青混合料的拌和设备、回收沥青混合料的性能、再生后的沥青混合料的使用结构层位和交通量等多种因素确定。
2004年 第3期 季 节等:热再生沥青混合料的配合比设计
(3)再生剂的选择和用量的确定。
—75—
是否使用再生剂是根据回收沥青的老化程度而定的,若回收沥青老化的程度不严重,可不选用再生剂;若回收沥青的老化程度严重,则需要采用再生剂。在选用再生剂时,要符合再生剂的性能指标建议值。再生剂的用量一般可采用下式确定:
112112
(1)lgΓk=XlgΓb+(1-X)lgΓ0式中:X为再生剂用量;Γ0为回收沥青粘度;Γb
为再生剂粘度;Γk为混合后粘度。
(4)新沥青结合料的用量。在回收沥青混合料中加入新沥青结合料的目的是调节回收沥青的粘度,改善回收沥青的性质。其用量可由下式确定:
(2)X=
iR
青混合料的确定方法一致。
(7)新沥青结合料添加量的确定。
再生沥青混合料的最佳沥青用量确定以后,新沥青结合料的添加量可由下列公式确定:
)(4)ib=iR-P・io・(
1-io
式中:ib为再生沥青混合料中新沥青结合料的添加量;iR为再生沥青混合料的最佳沥青含量;io为回收沥青混合料的沥青含量;P为回收沥青混合料的掺配率。
由于在混合料配合比设计中,假定回收沥青的掺配率等于回收沥青混合料的掺配率,故使得真正的回
)。因此,式(4)收沥青混合料的掺配率变为P(
1-io
)。中要乘以一个系数(
1-io3式中:X为新的沥青结合料的掺配比例;iR为再生沥青混合料的设计沥青含量;io为回收沥青混合料的沥青含量;P为回收沥青混合料的掺配率。
,生后其稠度可由下式进行计算:
lgPR=X1102(lg.(1-).02・
(3)
(lgPo-)+6569
式中:PR,011mm;Pb为新沥青结合料的针入度,011mm;Po为回收沥青的针入度值,011mm;X为新沥青结合料的掺配率。
(5)新矿料比例的确定。
根据再生沥青混合料的设计级配,对照回收矿料的级配和掺配率(回收矿料的掺配率等于回收沥青混合料的掺配率)来确定新矿料的比例。也即新矿料按照其比例和回收矿料按其掺配率混合后形成混合矿料的级配尽量接近再生沥青混合料的设计级配规定的中值。
(6)再生沥青混合料最佳沥青用量的确定。
采用Marshall试验方法确定再生沥青混合料的最佳沥青用量。也即以再生沥青混合料的设计沥青用量为基础,每隔±015%的沥青含量制作1组Marshall试件,大致需制作5组试件。测定Marshall试件不同特征值与沥青含量之间的关系图,从而确定最佳的沥青用量。最佳沥青含量的确定方法与普通沥
1 对旧沥青混合料的性能评价
对旧沥青混合料的性能评价包括:测定旧沥青混合料中沥青含量和矿料级配和评价回收沥青的老化程度(主要是回收沥青针入度的测定)。
通过对旧沥青混合料进行抽提试验及筛分试验,得出旧沥青混合料的性能指标如表3所示。
表3 旧沥青混合料性能指标测定结果
mm
[***********][***********]
通过
100
百分率 %
[**************]26
注:旧沥青混合料中沥青含量为311%,针入度为40。
312 确定旧沥青混合料的掺配比例和新矿料的用量
对回收矿料和新矿料进行试配,确定各自的比例,经计算确定再生矿料的掺配率为50%。新矿料与回收矿料的比例为:回收矿料∶新粗矿料∶新细矿料∶新天然砂=50∶24∶19∶7。掺配后的混合矿料的级配能满足普通的沥青混合料的级配曲线,表4是再生矿料的级配曲线。
表4 再生矿料级配曲线
筛孔孔径 mm通过率(规范值) %通过率(实际值) %
19100100
131282～9695
91575～8086
417559～7360
213646～6048
111834～4837
01624～3828
01315～2720
01158～1810
010743～6418
公路 2004年3月 第3期 HIGHWAY Mar12004 No13 313 确定新的沥青结合料的比例
215%～410%之间时(每015%为一间隔)沥青混合
料的稳定度、流值、空隙率(VA)、密度、沥青饱和度(VFA)与沥青含量之间的关系。对于含015%再生剂
拟定再生后沥青的针入度值为70,再生沥青混
合料中的设计沥青含量为315%。由于回收沥青的针入度为40且回收沥青混合料的掺配比例为50%,故需要加入新的沥青结合料。通过上述公式(2)和(3)计算得到需加入的新沥青结合料的掺配比例为56%,针入度为92。
314 混合料的制备与试验
分别制备2组试件,进行马歇尔试验。一组为不含再生剂,另一组为含有015%的再生剂。
对于不含再生剂的试件,分别测定其沥青含量在
的试件,分别测定其沥青含量在115%～315%之间时(每015%为一间隔)沥青混合料的稳定度、流值、
密度、VA、VFA与沥青含量之间的关系。
用马歇尔试验确定最佳沥青用量的方法(即当稳定度达到最大、密度达到最大和流值为中值时的沥青含量的平均值)来确定2组不同试件的最佳沥青含量,同时测定再生后沥青混合料中的沥青针入度值。表5是所确定的最佳沥青含量和沥青针入度值。
表5 在最佳沥青含量下沥青混合料的性能
性能
含015%再生剂的混合料不含再生剂的混合料
%315410
g cm3
2136421406
kN61459179
011mm
40166
%41519
%72011mm
9040
315 根据再生沥青混合料中沥青的针入度值来确定
最优的沥青含量
量时,,,此时的沥青含量即为最含量。表6是最优沥青含量和再生剂含量。
表6 在最优沥青含量下再生沥青混合料的性能
%012
%317
g cm321381
kN7179
011mm4016
011mm70
%412
%7312
4 结论
参考文献:
[1] PerformanceofRecycledHotmixAsphaltMixture
[A].NCATReport,NO195-1.
[2] ExampleofCold-mixandHot-mixRecycling
Programs[A].TM-5-822-10 AFM88-6,Chap16.
[3] RecycledHot-mixAsphaltConcrete[A].TM-5-822-10 AFM88-6,Chap16.
[4] RecycledHotMixAsphaltMixture[A].Supplemental
Specifications,January15,1998.
[5] UseofRAPUnderSuperpaveSpecifications[A].
NorthCentralSuperpaveCenter,2002.
[6] KllasBF.FlexiblePavementMixtureDesignUsing
ReclaimedAsphaltConcrete[A].1984.[7] AsphaltRecycling[A].TheStateoftheArt,1980.[8] 吕伟民.沥青路面再生技术[M].人民交通出版社,
1989.
[9] 常魁和,等.公路沥青路面养护新技术[M].人民交通
从以上介绍,可以得出以下几个结论。
(1)沥青混合料的老化主要是沥青的组分变化和矿料细化的过程,沥青混合料的再生就是对其的逆过程,通过加入适当的添加剂来使其恢复原来的技术性能。
(2)再生剂的主要作用是调节沥青的组分,通过加入再生剂来提高沥青的流变指数和减低其粘度。
(3)再生沥青混合料的配合比设计在理论方法上仍借鉴普通沥青混合料的Marshall试验方法。不同的是在再生沥青混合料中要确定旧沥青混合料的掺配率及添加剂的比例。
总之,沥青混合料的再生是一个行之有效的方法,它不但可以充分利用资源,还可以节约成本,保护环境。并且通过一定的再生后,再生混合料的各项性能指标基本上等同于普通沥青混合料的性能。完全可以作为一种新的混合料用在路面施工中。
出版社,2001.
[10] 谭发茂,等.高等级公路沥青混凝土路面[M].人民交
通出版社,2002.
公路 2004年3月 第3期 HIGHWAY N3 Mar12004—7o71— 文章编号:0451-0712(2004)03-0077-03 中图分类号:U414.750.3 文献标识码:B
沥青混合料的应力松弛性能试验方法研究
张清源
(湖南省衡阳市县乡公路管理处 衡阳市 421001)
摘 要:试验采用约束试件温度应力试验仪(TSRST)进行应力松弛试验,通过试验方法测得在不同温度下瞬时弹性模量,得到沥青混合料的松弛模量G(t)。由松弛试验中应力随时间变化的数据,绘制不同温度下的应力松弛曲线,其结果较好地模拟了沥青混合料的粘弹性性质。通过松弛试验结果表明Burgers模型只适合于描述短期,不适合于描述长时间下的松弛行为。
关键词:沥青混合料;应力松弛;弹性模量;松弛模量;Burgers模型
沥青混凝土路面不必像水泥混凝土路面那样设置伸缩缝是因为沥青混合料具有粘弹性,这样荷载在路面结构中产生的应力可以得到一定的松弛而减小。消失;在温度较低时,差,,的应力累积,,就会发生开裂破坏。,沥青混合料的应力松弛速度越快,其抗裂性能就相应越好。相反,应力松弛速度越慢,则易开裂破坏。因此,沥青混合料的应力松弛性能是评价其低温开裂的重要性能指标。同时,由于应力松弛试验是确定沥青混合料的粘弹性参数最基本的试验方法之一,可以根据应力松弛试验结果得到沥青混合料的粘弹性参数,可为用粘弹性理论来进行理论分析提供参数。正是基于
收稿日期:2003-11-05
以上2个原因,,,给试件施加一,而往往需要占。因此,在试验过程中,如何缩短初始加载时间是决定试验结果是否精确的主要因素。在一些应力松弛的试验报告中,瞬时弹性模量偏低,其主要原因就是因为初始加载时间较长,而在试验结果处理时又没有进行必要的修正。在较高温度下进行应力松弛试验时,这种影响更为显著。同时,在整个试验过程中,应注意保证应变的控制精度,否则就违背了应力松弛试验的基本前提。其次,沥青混合料作为一种热粘弹性材料,其力学特性与温度环境密切相关,对温度环境的变化十分敏感。因此,应设法保证在整个应力松弛试验过程中环境温度保持不
ADesignMethodforHotRecycledAsphaltMixtures
1211
JIJie,GAOJian-Li,LUOXiao-hui,WANGRui-ying
(11BeijingInstituteofCivilEngineeringandArchiecture,Beijing100044,China;
21CommunicationCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
Abstract:Theagingmechanismofasphaltcementandaggregatesareinvestigatedandtechnicalrequirementsrecyclingagentsanalyzed1Thedesignmethodforhot2mixrecycledasphaltmixtureisdeveloped,whichisillustratedbyacasestudy1
Keywords:asphaltmixture;hotmixrecycling;recyclingagent;mixdesign
公路 2004年3月 第3期 HIGHWAY Mar12004 No13 文章编号:0451-0712(2004)03-0073-04 中图分类号:U4141750.9 文献标识码:B
热再生沥青混合料的配合比设计
季 节1,高建立2,罗晓辉1,王锐英1
(1.北京建筑工程学院 北京市 100044;2.东南大学交通学院 南京市 210096)
摘 要:分析了沥青与矿料的老化机理及对沥青再生剂的技术要求,提出了沥青和矿料的再生方法,结合实例讨论了热再生沥青混合料的配合比设计方法。
关键词:沥青混合料;热再生;再生剂;配合比设计
沥青混凝土路面经过一定时期的使用,其使用性能会有所下降,当使用性能低于规范的规定值时,需要对路面进行维修或改建,根据以往的经验方法,多是在旧沥青混凝土路面上铺设新的沥青混合料给予罩面或清除旧沥青混凝土路面及扔掉沥青混合料,然后,再重新铺设路面结构。原有路面的标高,,系统,浪费。,、欧洲等地区已经得到了广泛应用。沥青混凝土路面的再生利用就是在回收的旧沥青混合料中添加再生剂、新的沥青结合料和新的矿料对其进行重新加工,形成再生沥青混合料,然后用再生沥青混合料修筑面层、基层等。添加剂的类型和剂量的确定根据实际情况而定,当回收沥青混合料作为基层材料时,可不使用添加剂,但回收沥青混合料作为面层材料时,一般需要加入添加剂。
1 沥青混凝土路面混合料的再生111 沥青混合料老化的机理
大,但芳香分转变成胶质,胶质又转变成沥青质,故在老化沥青的四组分结构中,沥青质和胶质的含量明显增加,,硬,,,其针,,。表1和图1表1 沥青老化前后的组分变化
使用年限
年饱和分S芳香分Ar胶质R
老化前老化后
813
[1**********]8
[1**********]3
[1**********]5
沥青质As
沥青混凝土路面在使用过程中会出现使用性能
下降的现象,这主要是由于路面材料的老化,沥青混凝土路面中材料的老化主要来自以下2个方面。
(1)沥青的老化。沥青混合料中的沥青在各种自然因素和汽车荷载的作用下,沥青结构发生变化,导致物理性能和力学性能的下降,以沥青的四组分结构分析为例,在沥青的四组分中,饱和分含量在老化的过程中变化不
收稿日期:2003-11-06
S:饱和分 Ar:芳香分 R:胶质 As:沥青质
图1 沥青老化化学组分的变化示意
(2)矿料的疲劳。
沥青混合料中的矿料在汽车荷载的长期作用下,颗粒之间产生相互的位移和摩擦,使其发生碎裂,形
—74—
公 路 2004年 第3期
成细粒组分,这样导致矿料的骨架性发生变化,因而矿料之间的内摩擦力逐渐减小,抗剪强度下降。112 沥青混凝土路面混合料再生的机理
沥青混凝土路面的再生主要是针对沥青和矿料的再生,它们实际上是老化的逆过程。
(1)沥青的再生。
沥青老化后,变硬发脆,其流变性能降低,流变指数降低;同时,老化后的沥青粘度提高,针入度减小。沥青的再生就是从这2个方面着手,试图通过加入一定的再生剂来提高其流变指数和减低其粘度。如果从沥青的组分上分析,就是使老化沥青在加入再生剂后其组分能重新发生变化,也即使沥青质的含量适当减少,油分和胶质的含量逐渐增加。由于芳香分对沥青质有较好的溶解和分散能力,因此,芳香分的含量是再生剂的一个技术指标。由于再生剂要和老化沥青进行充分的混合,故再生剂必须具有良好的流变性质,同时为保证再生剂和老化沥青之间具有足够的渗透能力,其粘度相对来说要求比较低,一般在0120Pa・s范围内。表2是建议的再生剂性能指标。
表2 再生剂性能指标建议值
技术指标建议值
芳香分薄膜烘箱试验
-3(25℃)含量 Pa・sm (Γ前 %10N Γ
后)
0101～20
≥0190≥30≥36
(2)矿料的再生。
由于矿料在使用过程中的碎裂使其细化,因此在
旧沥青混合料中,矿料的级配曲线大部分在规定级配曲线的上方。矿料的再生就是在旧沥青混合料中添加新的矿料而重新调整混合矿料的级配使其满足规定的级配要求。
2 热再生沥青混合料的配合比设计
。对于热再生沥青,试验法,其2图2 集中热再生沥青混合料配合比设计流程
(1)回收沥青混合料性能的评价。
对于回收的沥青混合料应做抽提试验和回收骨料的筛分试验,以确定回收沥青的性能指标(针入度、粘度等)和确定其级配组成。
(2)确定回收沥青混合料的掺配率。
回收沥青混合料的掺配率由加工再生沥青混合料的拌和设备、回收沥青混合料的性能、再生后的沥青混合料的使用结构层位和交通量等多种因素确定。
2004年 第3期 季 节等:热再生沥青混合料的配合比设计
(3)再生剂的选择和用量的确定。
—75—
是否使用再生剂是根据回收沥青的老化程度而定的,若回收沥青老化的程度不严重,可不选用再生剂;若回收沥青的老化程度严重,则需要采用再生剂。在选用再生剂时,要符合再生剂的性能指标建议值。再生剂的用量一般可采用下式确定:
112112
(1)lgΓk=XlgΓb+(1-X)lgΓ0式中:X为再生剂用量;Γ0为回收沥青粘度;Γb
为再生剂粘度;Γk为混合后粘度。
(4)新沥青结合料的用量。在回收沥青混合料中加入新沥青结合料的目的是调节回收沥青的粘度,改善回收沥青的性质。其用量可由下式确定:
(2)X=
iR
青混合料的确定方法一致。
(7)新沥青结合料添加量的确定。
再生沥青混合料的最佳沥青用量确定以后,新沥青结合料的添加量可由下列公式确定:
)(4)ib=iR-P・io・(
1-io
式中:ib为再生沥青混合料中新沥青结合料的添加量;iR为再生沥青混合料的最佳沥青含量;io为回收沥青混合料的沥青含量;P为回收沥青混合料的掺配率。
由于在混合料配合比设计中,假定回收沥青的掺配率等于回收沥青混合料的掺配率,故使得真正的回
)。因此,式(4)收沥青混合料的掺配率变为P(
1-io
)。中要乘以一个系数(
1-io3式中:X为新的沥青结合料的掺配比例;iR为再生沥青混合料的设计沥青含量;io为回收沥青混合料的沥青含量;P为回收沥青混合料的掺配率。
,生后其稠度可由下式进行计算:
lgPR=X1102(lg.(1-).02・
(3)
(lgPo-)+6569
式中:PR,011mm;Pb为新沥青结合料的针入度,011mm;Po为回收沥青的针入度值,011mm;X为新沥青结合料的掺配率。
(5)新矿料比例的确定。
根据再生沥青混合料的设计级配,对照回收矿料的级配和掺配率(回收矿料的掺配率等于回收沥青混合料的掺配率)来确定新矿料的比例。也即新矿料按照其比例和回收矿料按其掺配率混合后形成混合矿料的级配尽量接近再生沥青混合料的设计级配规定的中值。
(6)再生沥青混合料最佳沥青用量的确定。
采用Marshall试验方法确定再生沥青混合料的最佳沥青用量。也即以再生沥青混合料的设计沥青用量为基础,每隔±015%的沥青含量制作1组Marshall试件,大致需制作5组试件。测定Marshall试件不同特征值与沥青含量之间的关系图,从而确定最佳的沥青用量。最佳沥青含量的确定方法与普通沥
1 对旧沥青混合料的性能评价
对旧沥青混合料的性能评价包括:测定旧沥青混合料中沥青含量和矿料级配和评价回收沥青的老化程度(主要是回收沥青针入度的测定)。
通过对旧沥青混合料进行抽提试验及筛分试验,得出旧沥青混合料的性能指标如表3所示。
表3 旧沥青混合料性能指标测定结果
mm
[***********][***********]
通过
100
百分率 %
[**************]26
注:旧沥青混合料中沥青含量为311%,针入度为40。
312 确定旧沥青混合料的掺配比例和新矿料的用量
对回收矿料和新矿料进行试配,确定各自的比例,经计算确定再生矿料的掺配率为50%。新矿料与回收矿料的比例为:回收矿料∶新粗矿料∶新细矿料∶新天然砂=50∶24∶19∶7。掺配后的混合矿料的级配能满足普通的沥青混合料的级配曲线,表4是再生矿料的级配曲线。
表4 再生矿料级配曲线
筛孔孔径 mm通过率(规范值) %通过率(实际值) %
19100100
131282～9695
91575～8086
417559～7360
213646～6048
111834～4837
01624～3828
01315～2720
01158～1810
010743～6418
公路 2004年3月 第3期 HIGHWAY Mar12004 No13 313 确定新的沥青结合料的比例
215%～410%之间时(每015%为一间隔)沥青混合
料的稳定度、流值、空隙率(VA)、密度、沥青饱和度(VFA)与沥青含量之间的关系。对于含015%再生剂
拟定再生后沥青的针入度值为70,再生沥青混
合料中的设计沥青含量为315%。由于回收沥青的针入度为40且回收沥青混合料的掺配比例为50%,故需要加入新的沥青结合料。通过上述公式(2)和(3)计算得到需加入的新沥青结合料的掺配比例为56%,针入度为92。
314 混合料的制备与试验
分别制备2组试件,进行马歇尔试验。一组为不含再生剂,另一组为含有015%的再生剂。
对于不含再生剂的试件,分别测定其沥青含量在
的试件,分别测定其沥青含量在115%～315%之间时(每015%为一间隔)沥青混合料的稳定度、流值、
密度、VA、VFA与沥青含量之间的关系。
用马歇尔试验确定最佳沥青用量的方法(即当稳定度达到最大、密度达到最大和流值为中值时的沥青含量的平均值)来确定2组不同试件的最佳沥青含量,同时测定再生后沥青混合料中的沥青针入度值。表5是所确定的最佳沥青含量和沥青针入度值。
表5 在最佳沥青含量下沥青混合料的性能
性能
含015%再生剂的混合料不含再生剂的混合料
%315410
g cm3
2136421406
kN61459179
011mm
40166
%41519
%72011mm
9040
315 根据再生沥青混合料中沥青的针入度值来确定
最优的沥青含量
量时,,,此时的沥青含量即为最含量。表6是最优沥青含量和再生剂含量。
表6 在最优沥青含量下再生沥青混合料的性能
%012
%317
g cm321381
kN7179
011mm4016
011mm70
%412
%7312
4 结论
参考文献:
[1] PerformanceofRecycledHotmixAsphaltMixture
[A].NCATReport,NO195-1.
[2] ExampleofCold-mixandHot-mixRecycling
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[9] 常魁和,等.公路沥青路面养护新技术[M].人民交通
从以上介绍,可以得出以下几个结论。
(1)沥青混合料的老化主要是沥青的组分变化和矿料细化的过程,沥青混合料的再生就是对其的逆过程,通过加入适当的添加剂来使其恢复原来的技术性能。
(2)再生剂的主要作用是调节沥青的组分,通过加入再生剂来提高沥青的流变指数和减低其粘度。
(3)再生沥青混合料的配合比设计在理论方法上仍借鉴普通沥青混合料的Marshall试验方法。不同的是在再生沥青混合料中要确定旧沥青混合料的掺配率及添加剂的比例。
总之,沥青混合料的再生是一个行之有效的方法,它不但可以充分利用资源,还可以节约成本,保护环境。并且通过一定的再生后,再生混合料的各项性能指标基本上等同于普通沥青混合料的性能。完全可以作为一种新的混合料用在路面施工中。
出版社,2001.
[10] 谭发茂,等.高等级公路沥青混凝土路面[M].人民交
通出版社,2002.
公路 2004年3月 第3期 HIGHWAY N3 Mar12004—7o71— 文章编号:0451-0712(2004)03-0077-03 中图分类号:U414.750.3 文献标识码:B
沥青混合料的应力松弛性能试验方法研究
张清源
(湖南省衡阳市县乡公路管理处 衡阳市 421001)
摘 要:试验采用约束试件温度应力试验仪(TSRST)进行应力松弛试验,通过试验方法测得在不同温度下瞬时弹性模量,得到沥青混合料的松弛模量G(t)。由松弛试验中应力随时间变化的数据,绘制不同温度下的应力松弛曲线,其结果较好地模拟了沥青混合料的粘弹性性质。通过松弛试验结果表明Burgers模型只适合于描述短期,不适合于描述长时间下的松弛行为。
关键词:沥青混合料;应力松弛;弹性模量;松弛模量;Burgers模型
沥青混凝土路面不必像水泥混凝土路面那样设置伸缩缝是因为沥青混合料具有粘弹性,这样荷载在路面结构中产生的应力可以得到一定的松弛而减小。消失;在温度较低时,差,,的应力累积,,就会发生开裂破坏。,沥青混合料的应力松弛速度越快,其抗裂性能就相应越好。相反,应力松弛速度越慢,则易开裂破坏。因此,沥青混合料的应力松弛性能是评价其低温开裂的重要性能指标。同时,由于应力松弛试验是确定沥青混合料的粘弹性参数最基本的试验方法之一,可以根据应力松弛试验结果得到沥青混合料的粘弹性参数,可为用粘弹性理论来进行理论分析提供参数。正是基于
收稿日期:2003-11-05
以上2个原因,,,给试件施加一,而往往需要占。因此,在试验过程中,如何缩短初始加载时间是决定试验结果是否精确的主要因素。在一些应力松弛的试验报告中,瞬时弹性模量偏低,其主要原因就是因为初始加载时间较长,而在试验结果处理时又没有进行必要的修正。在较高温度下进行应力松弛试验时,这种影响更为显著。同时,在整个试验过程中,应注意保证应变的控制精度,否则就违背了应力松弛试验的基本前提。其次,沥青混合料作为一种热粘弹性材料,其力学特性与温度环境密切相关,对温度环境的变化十分敏感。因此,应设法保证在整个应力松弛试验过程中环境温度保持不
ADesignMethodforHotRecycledAsphaltMixtures
1211
JIJie,GAOJian-Li,LUOXiao-hui,WANGRui-ying
(11BeijingInstituteofCivilEngineeringandArchiecture,Beijing100044,China;
21CommunicationCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
Abstract:Theagingmechanismofasphaltcementandaggregatesareinvestigatedandtechnicalrequirementsrecyclingagentsanalyzed1Thedesignmethodforhot2mixrecycledasphaltmixtureisdeveloped,whichisillustratedbyacasestudy1
Keywords:asphaltmixture;hotmixrecycling;recyclingagent;mixdesign