CN102320765A - 一种温拌再生沥青混合料 - Google Patents

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周彬
严园
贾敬鹏
严世祥
任建
赵小洁
李宁
韩东明
李坤志
徐有平
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Abstract

本发明涉及一种温拌再生沥青混合料及其制造方法，目的在于提出一种成本低，利用率高，保护环境的温拌再生沥青混合料。其成分包括硫磺、沥青胶结料。

Description

一种温拌再生沥青混合料
技术领域
本发明设计公路交通领域，特别涉及一种温拌再生沥青混合料及其制造方法。 
背景技术
在路面沥青混合料技术中，目前涉及旧料再生和温拌技术有四种种方式。 
第一种常规热拌沥青混合料没有涉及再生，采用沥青拌合楼将沥青温度和集料温度加热至165℃—175℃拌合均匀；缺点为：全部利用新集料、造价高、浪费资源、能耗高、废气排放重、环境污染重。 
第二种沥青混合料热再生技术，只利用了10%—30%旧沥青混合料，同样的是采沥青拌合楼将沥青温度和集料温度加热至165℃—175℃拌合均匀；缺点为：旧料利用率低、加热温度高、沥青二次老化、能耗大。 
第三种泡沫沥青混合料冷再生技术，采用专门的泡沫沥青冷再生设备，将沥青发泡后与旧混合料拌合均匀；缺点为：设备成本高，混合料性能差，结构强度低，应用范围小。 
第四种外掺添加剂温拌技术，采用的是在常规热拌混合料的基础加入温拌剂，在165℃—175℃拌合均匀；缺点为：旧料利用率不高，温拌剂单价高，综合成本高，性能仅与普通沥青混合料相当。 
发明内容
本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种旧料掺配比例高，拌合温度低，节省资源，保护环境的温拌再生沥青混合料。 
本发明的一个目的是这样实现的：在RAP料中通过添加硫磺和少量沥青实现RAP料的再生和提高沥青混合料的路用性能。 
掺配比例根据路用性能要求可分为三种： 
Figure DEST_PATH_21882DEST_PATH_IMAGE001
根据路面结构层的使用要求，选取相应的硫磺掺量，建议选取沥青与硫磺比例为70：30的硫磺掺量，以获取较高的性价比。 
硫磺掺加量的计算： 
1)根据混合料所用的结构层位和使用要求选择硫磺与沥青的掺配比例。
2)按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）附录B：热拌沥青混合料配合比设计方法确定沥青混合料的最佳沥青用量。
本发明的优点
1.解决了旧沥青混合料用于热再生时掺配比例低（一般不大于30％）的问题，该技术可将旧料掺配比例提高到60％以上，可实现70％旧料的回收利用。较沥青热再生混合料可以节约50%的沥青，解决沥青供应紧张的困境，节省资源。 
2.常规热再生拌和温度一般为165℃～175℃，该技术的拌和温度为125℃～135℃。比较常规热再生，该技术可大幅降低混合料的拌和温度（降幅约23％），节省了燃料和废弃排放。 
3.比较常规泡沫沥青冷再生技术，该技术可提高混合料的模量和结构强度，提高了沥青混合料的模量和强度，提高了沥青混合料的抗疲劳性能，提高其路用性能，尤其是提高其抗车辙能力。使再生后的结构层应用范围更广，可用于高速公路、一级公路的基层、下面层、中面层，二级及以下公路的上、中、下面层和基层。 
4.硫磺价格低，易得，常温下为固体，便于储运，与沥青相比，可以节约储运费用。施工拌和温度130～1400C，降低燃料消耗，节约了能源，减少了废气排放。 
具体实施方式
实施案例 
1）RAP料沥青含量和级配分析 
通过沥青混合料离心抽提试验分析其沥青含量为：3.6%。对抽提回收后集料进行筛分试验，得到RAP料的级配为：
2）调整混合料级配
以AC-20级配为配制的目标混合料级配，需要13.2-16mm集料9%、16-19mm集料10%。掺配结果见下表：
Figure DEST_PATH_459872DEST_PATH_IMAGE003
3）选择硫磺掺量比例
本例AC-20拟用于高速公路中面层，选择沥青与硫磺的比例为：70:30。
4）确定沥青掺量
按照《沥青混合料施工技术规范》（JTG F 40-2004）中附录B的规定进行配合比设计，通过试验得到该级配下的最佳沥青用量为3.7%（其中包含RAP料中含有的沥青量）。根据沥青与硫磺的比例70:30，得出硫磺的掺量为
Figure DEST_PATH_601003DEST_PATH_IMAGE004
试验过程中温度控制见下表
硫磺沥青混合料试验温度控制
项    目 要     求
石料加热温度 140℃
沥青加热温度 130℃～135℃
拌和温度 125℃～135℃
出料温度 125℃～135℃
5）试验结果
备料后，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）T0702-2000制作马歇尔试件，并按规范中T0709-2000、T0729-2000进行马歇尔稳定度、冻融劈裂试验。试验结果如下表所示：
最佳用油量下沥青混合料马歇尔试验结果
级配类型 最佳用油量（%） 理论密度(g/cm3) 毛体积密度(g/cm3) 空隙率(%) 矿料间隙率（%） 有效沥青饱和度(%) 稳定度（kN） 流值（mm）
AC-20 4.4 2.604 2.489 4.4 13.6 67.7 12.6 3.8
最佳沥青用量下的浸水马歇尔试验结果
最佳沥青用量下的马歇尔冻融劈裂试验结果
Figure DEST_PATH_683677DEST_PATH_IMAGE006
沥青混合料动稳定度试验结果
Figure DEST_PATH_28724DEST_PATH_IMAGE007
路用性能均按照沥青混合料施工技术规范规定执行。从试验结果来看，指标均满足规范要求。
 附图说明
附图1为合成及配曲线图；此图是调整混合料级配的掺配结果表里的合成级配的曲线图。

Claims (8)

1. 一种温拌再生沥青混合料，其成分包括硫磺和沥青胶结料，其特征在于此种温拌再生沥青混合料通过对硫磺沥青路面回弹模量和路用性能检测结果可以分为三种温拌再生沥青混合料。
2.根据权利要求1所诉的三种温拌再生沥青混合料之一为硫磺的颗粒比重为20%，沥青胶结料为80%，此种混合料20℃模量约为：1200-1400MPa，动稳定度为：2500-3500次/mm. 施工温度为135℃～140℃。
3.根据权利要求1所诉的三种温拌再生沥青混合料之二硫磺的颗粒比重为30%，沥青胶结料为70%，此种混合料20℃模量约为：1400-1600MPa，动稳定度为：3000-4000次/mm. 施工温度为130℃～135℃。
4.根据权利要求1所诉的三种温拌再生沥青混合料之三为硫磺的颗粒比重为40%，沥青胶结料为60%，此种混合料20℃模量约为：1500-1700MPa，动稳定度为：3500-4500次/mm. 施工温度为125℃～130℃。
5.一种温拌再生沥青混合料制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
根据路面结构层的使用要求，选取相应的硫磺掺量，建议选取沥青与硫磺比例为70：30的硫磺掺量，以获取较高的性价比。
6.掺配比例根据路用性能要求可分为以下三种：
。
7.硫磺掺加量的计算：
1)根据混合料所用的结构层位和使用要求选择硫磺与沥青的掺配比例
2)按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）附录B：热拌沥青混合料配合比设计方法确定沥青混合料的最佳沥青用量。
8.高硫磺颗粒与沥青胶结料比例的沥青混合料，其初始强度和稳定度皆高于常规沥青混和料，并且其强度在逐渐递增十天之后趋于稳定，故硫磺沥青混合料各指标试验试件均养生不少于12天后，进行硫磺沥青混合料的长期稳定性和强度性能试验。
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