CN104406993A - 一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，包括以下步骤：一、对RAP料筛分后烘干；二、对RAP料中的沥青进行回收，得到旧沥青；三、向旧沥青中加入矿粉，得到沥青胶浆；四、确定最佳融合温度；五、在加热温度为最佳融合温度的条件下，将新沥青与铁粉拌合均匀，然后与RAP料拌合均匀，得到热再生沥青混合料；六、利用工业用计算机断层成像技术和图像处理软件检测热再生沥青混合料中新旧沥青的融合度。本发明检测方法简单、方便，借助工业用计算机断层成像技术和图像分析软件，能够对新旧沥青的融合情况进行定量检测，显著提高了检测方法的准确性。
Description
技术领域
本发明属于公路沥青路面热再生技术领域，具体涉及一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法。
背景技术
近年来，随着我国公路事业的快速发展，公路行业进入了一个基数很大，增长速率缓慢的阶段。也就是说我国公路已经由大规模修建进入了养护维修阶段。热再生技术作为养护维修的一种重要手段，已经被广泛应用于公路的养护作业中。但由于旧沥青路面进行铣刨处理后得到的铣刨旧料中含有老化沥青，这部分沥青在加热、机械搅拌过程中会与新沥青等发生融合。而新旧沥青融合情况对热再生沥青混合料的路用性能影响很大，同时不同再生剂对应的预热温度有所不同。而目前针对其融合情况的检测手段受主观条件影响比较大。
综上所述，迫切需要一种方便准确的研究新旧沥青融合度的检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法。该检测方法简单、方便，借助工业用计算机断层成像技术和图像分析软件，能够对新旧沥青的融合情况进行定量检测，显著提高了检测方法的准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对RAP料进行筛分处理，然后将筛分处理后的RAP料置于烘箱中烘干；所述RAP料是指采用铣刨机对旧沥青路面进行铣刨处理后得到的回收料；
步骤二、采用阿布森沥青回收仪对步骤一中烘干后的RAP料中的沥青进行回收，得到旧沥青；
步骤三、向步骤二中所述旧沥青中加入矿粉，混合均匀后得到沥青胶浆；所述沥青胶浆的粉胶比与步骤一中所述旧沥青路面的粉胶比相等；
步骤四、将针入度仪的针体端部由圆锥状改为圆球状，然后将步骤三中所述沥青胶浆加入到针入度仪的盛样皿中，并在沥青胶浆表面加入新沥青，然后将加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下进行多组针入度试验，由此建立针入度与加热温度的变化曲线，将曲线峰值所对应的加热温度作为最佳融合温度；所述新沥青为基质沥青，所述沥青胶浆与新沥青的质量比为(90～100)∶1；
步骤五、在加热温度为最佳融合温度的条件下，将新沥青和铁粉按质量比(3～4)∶1拌合均匀，然后将新沥青和铁粉的混合物与步骤一中烘干后的RAP料按质量比(0.2～1)∶100拌合均匀，得到热再生沥青混合料；
步骤六、利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉进行检测，并采用图像处理软件测量热再生沥青混合料中铁粉与集料之间的距离，然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青的融合度P，其中m为集料外包覆的沥青砂浆的平均厚度，n为铁粉与集料之间的平均距离，m和n的单位均为mm。
上述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤一中经筛分处理后的RAP料的粒径为13.2mm～16mm。
上述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤二中所述旧沥青中三氯乙烯的质量百分含量不大于1％。
上述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤四中所述针入度仪的针体的圆球状端部的直径为16mm。
上述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤六中所述图像处理软件为Image-Pro Plus软件。
本发明的技术原理为：RAP料为旧沥青路面经铣刨处理后回收得到的铣刨旧料，RAP料中含有集料，并在集料外包覆着一层旧沥青砂浆。本发明将铁粉作为示踪物，首先采用测试针入度的方法确定最佳融合温度，再在加热温度为最佳融合温度的条件下将新沥青和铁粉拌合均匀，使铁粉均匀地分散于新沥青中；然后将新沥青和铁粉的混合物与RAP料拌合均匀，使新沥青与RAP料中的旧沥青砂浆进行融合；之后借助工业用计算机断层成像技术和图像分析软件，能够定量地对新旧沥青的融合情况进行监测，从而使得监测方法的准确性得到显著提高。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用回收的旧沥青进行直接试验，比传统的模拟老化沥青技术更具有代表性，更具有说服力。
2、本发明采用在抽提回收的旧沥青中添加矿粉的方法模拟RAP料颗粒表面的沥青层，不仅可操作性强，同时可以更确切的模拟RAP料颗粒表面的沥青砂浆层。
3、本发明采用旧沥青中加入矿粉的方法制备沥青胶浆，采用测试针入度的方法确定其最佳的加热温度，同时可以提高RAP料中旧沥青的使用效率。
4、本发明采用工业用计算机断层成像(ICT)技术对RAP料与新沥青融合情况进行更直观检测，图像分析软件能更加准确的确定其融合情况，并计算出融合度。
5、本发明提出了一种准确、直观的检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合情况的实验方法，试验方法简单、方便，提出了确定新沥青与旧沥青最佳融合温度的检测方法，提高了资源利用效率。借助工业用计算机断层成像技术和图像分析软件能够定量对新旧沥青融合情况进行评价，提高了评价方法的准确性。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1至3利用工业用计算机断层成像技术检测到的热再生沥青混合料中铁粉、集料与沥青砂浆的分布状况示意图。
图2为本发明实施例1建立的针入度与加热温度的变化曲线。
图3为本发明实施例2建立的针入度与加热温度的变化曲线。
图4为本发明实施例3建立的针入度与加热温度的变化曲线。
附图标记说明∶
1—铁粉； 2—集料； 3—沥青砂浆。
具体实施方式
实施例1
本实施例检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法包括以下步骤：
步骤一、对RAP料进行筛分处理，筛分处理后的RAP料的粒径为13.2mm～16mm，然后将筛分处理后的RAP料置于烘箱中烘干；所述RAP料是指采用铣刨机对旧沥青路面进行铣刨处理后得到的回收料；
步骤二、采用阿布森沥青回收仪对步骤一中烘干后的RAP料中的沥青进行回收，得到旧沥青；旧沥青中三氯乙烯的质量百分含量不大于1％；
步骤三、向步骤二中所述旧沥青中加入矿粉，得到沥青胶浆；所述沥青胶浆的粉胶比与步骤一中所述旧沥青路面的粉胶比相等；
经核实，本实施例旧沥青路面的粉胶比为1.2，因此本实施例所制备的沥青胶浆中旧沥青与矿粉的质量比为1∶1.2；
步骤四、将针入度仪的针体端部由圆锥状改为直径为16mm的圆球状，然后将步骤三中所述沥青胶浆加入针入度仪的盛样皿中，并在沥青胶浆表面加入新沥青，然后将加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下进行多组针入度试验，由此建立针入度与加热温度的变化曲线，将曲线峰值对应的加热温度作为最佳融合温度；所述新沥青为基质沥青，所述沥青胶浆与新沥青的质量比为96∶1；
本实施例中，加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下得到的针入度试验数据见表1。
表1实施例1针入度试验数据
根据表1建立针入度与加热温度的变化曲线，如图2所示。由图2可知，在加热温度为165℃时针入度值最大，达到曲线峰值，因此将165℃作为最佳融合温度；
步骤五、在加热温度为最佳融合温度的条件下，将新沥青与铁粉1按质量比3.5∶1拌合均匀，然后将新沥青和铁粉1的混合物与步骤一中烘干后的RAP料按质量比0.5∶100拌合均匀，得到热再生沥青混合料；
步骤六、利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉1进行检测，并采用图像处理软件测量热再生沥青混合料中的铁粉1与集料2之间的距离，然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青融合度P，其中m为热再生沥青混合料中集料外包覆的沥青砂浆3的厚度，n为热再生沥青混合料中铁粉1与集料2之间的平均距离，m和n的单位均为mm。
本实施例利用工业用计算机断层成像技术检测到的热再生沥青混合料中铁粉、集料与沥青砂浆的分布状况如图1所示，由图1可知，热再生沥青混合料中沥青砂浆3包覆于集料2外，示踪物铁粉1融入沥青砂浆2内，由此可知新沥青与旧沥青进行了融合。本实施例利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉1进行检测，从中选取10个铁粉颗粒作为检测对象，并采用图像处理软件Image-Pro Plus测量热再生沥青混合料中的各铁粉1与集料2之间的距离，测得铁粉1与集料2之间的平均距离n为0.07mm，测量得出集料外包覆的沥青砂浆3的平均厚度m为0.71mm；然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青融合度P＝90.1％。由此可知，本实施例制备的热再生沥青混合料中新旧沥青的融合程度较高。
实施例2
本实施例检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法包括以下步骤：
步骤一、对RAP料进行筛分处理，筛分处理后的RAP料的粒径为13.2mm～16mm，然后将筛分处理后的RAP料置于烘箱中烘干；所述RAP料是指采用铣刨机对旧沥青路面进行铣刨处理后得到的回收料；
步骤二、采用阿布森沥青回收仪对步骤一中烘干后的RAP料中的沥青进行回收，得到旧沥青；旧沥青中三氯乙烯的质量百分含量不大于1％；
步骤三、向步骤二中所述旧沥青中加入矿粉，得到沥青胶浆；所述沥青胶浆的粉胶比与步骤一中所述旧沥青路面的粉胶比相等；
经核实，本实施例旧沥青路面的粉胶比为1.3，因此本实施例所制备的沥青胶浆中旧沥青与矿粉的质量比为1∶1.3；
步骤四、将针入度仪的针体端部由圆锥状改为直径为16mm的圆球状，然后将步骤三中所述沥青胶浆加入针入度仪的盛样皿中，并在沥青胶浆表面加入新沥青，然后将加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下进行多组针入度试验，由此建立针入度与加热温度的变化曲线，将曲线峰值对应的加热温度作为最佳融合温度；所述新沥青为基质沥青，所述沥青胶浆与新沥青的质量比为90∶1；
本实施例中，加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下得到的针入度试验数据见表2。
表2实施例2针入度试验数据
根据表2建立针入度与加热温度的变化曲线，如图3所示。由图3可知，在加热温度为150℃时针入度值最大，达到曲线峰值，因此将150℃作为最佳融合温度；
步骤五、在加热温度为最佳融合温度的条件下，将新沥青与铁粉1按质量比3∶1拌合均匀，然后将新沥青和铁粉1的混合物与步骤一中烘干后的RAP料按质量比0.2∶100拌合均匀，得到热再生沥青混合料；
步骤六、利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉1进行检测，并采用图像处理软件测量热再生沥青混合料中的铁粉1与集料2之间的距离，然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青融合度P，其中m为热再生沥青混合料中集料外包覆的沥青砂浆3的厚度，n为热再生沥青混合料中铁粉1与集料2之间的平均距离，m和n的单位均为mm。
本实施例利用工业用计算机断层成像技术检测到的热再生沥青混合料中铁粉、集料与沥青砂浆的分布状况如图1所示，由图1可知，热再生沥青混合料中沥青砂浆3包覆于集料2外，示踪物铁粉1融入沥青砂浆2内，由此可知新沥青与旧沥青进行了融合。本实施例利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉1进行检测，从中选取30个铁粉颗粒作为检测对象，并采用图像处理软件Image-Pro Plus测量热再生沥青混合料中的各铁粉1与集料2之间的距离，测得铁粉1与集料2之间的平均距离n为0.62mm，测量得出集料外包覆的沥青砂浆3的平均厚度m为0.09mm；然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青融合度P＝85.5％。由此可知，本实施例制备的热再生沥青混合料中新旧沥青的融合程度较高。
实施例3
本实施例检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法包括以下步骤：
步骤一、对RAP料进行筛分处理，筛分处理后的RAP料的粒径为13.2mm～16mm，然后将筛分处理后的RAP料置于烘箱中烘干；所述RAP料是指采用铣刨机对旧沥青路面进行铣刨处理后得到的回收料；
步骤二、采用阿布森沥青回收仪对步骤一中烘干后的RAP料中的沥青进行回收，得到旧沥青；旧沥青中三氯乙烯的质量百分含量不大于1％；
步骤三、向步骤二中所述旧沥青中加入矿粉，得到沥青胶浆；所述沥青胶浆的粉胶比与步骤一中所述旧沥青路面的粉胶比相等；
经核实，本实施例旧沥青路面的粉胶比为1.15，因此本实施例所制备的沥青胶浆中旧沥青与矿粉的质量比为1∶1.15；
步骤四、将针入度仪的针体端部由圆锥状改为直径为16mm的圆球状，然后将步骤三中所述沥青胶浆加入针入度仪的盛样皿中，并在沥青胶浆表面加入新沥青，然后将加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下进行多组针入度试验，由此建立针入度与加热温度的变化曲线，将曲线峰值对应的加热温度作为最佳融合温度；所述新沥青为基质沥青，所述沥青胶浆与新沥青的质量比为100∶1；
本实施例中，加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下得到的针入度试验数据见表3。
表3实施例3针入度试验数据
根据表2建立针入度与加热温度的变化曲线，如图4所示。由图4可知，在加热温度为170℃时针入度值最大，达到曲线峰值，因此将170℃作为最佳融合温度；
步骤五、在加热温度为最佳融合温度(本实施例为165℃)的条件下，将新沥青与铁粉1按质量比4∶1拌合均匀，然后将新沥青和铁粉1的混合物与步骤一中烘干后的RAP料按质量比1∶100拌合均匀，得到热再生沥青混合料；
步骤六、利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉1进行检测，并采用图像处理软件测量热再生沥青混合料中的铁粉1与集料2之间的距离，然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青融合度P，其中m为热再生沥青混合料中集料外包覆的沥青砂浆3的厚度，n为热再生沥青混合料中铁粉1与集料2之间的平均距离，m和n的单位均为mm。
本实施例利用工业用计算机断层成像技术检测到的热再生沥青混合料中铁粉、集料与沥青砂浆的分布状况如图1所示，由图1可知，热再生沥青混合料中沥青砂浆3包覆于集料2外，示踪物铁粉1融入沥青砂浆2内，由此可知新沥青与旧沥青进行了融合。本实施例利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉1进行检测，从中选取50个铁粉颗粒作为检测对象，并采用图像处理软件Image-Pro Plus测量热再生沥青混合料中的各铁粉1与集料2之间的距离，测得铁粉1与集料2之间的平均距离n为0.16mm，测量得出集料外包覆的沥青砂浆3的平均厚度m为0.54mm；然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青融合度P＝70.4％。由此可知，本实施例制备的热再生沥青混合料中新旧沥青的融合程度一般。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、对RAP料进行筛分处理，然后将筛分处理后的RAP料置于烘箱中烘干；所述RAP料是指采用铣刨机对旧沥青路面进行铣刨处理后得到的回收料；
步骤二、采用阿布森沥青回收仪对步骤一中烘干后的RAP料中的沥青进行回收，得到旧沥青；
步骤三、向步骤二中所述旧沥青中加入矿粉，混合均匀后得到沥青胶浆；所述沥青胶浆的粉胶比与步骤一中所述旧沥青路面的粉胶比相等；
步骤四、将针入度仪的针体端部由圆锥状改为圆球状，然后将步骤三中所述沥青胶浆加入到针入度仪的盛样皿中，并在沥青胶浆表面加入新沥青，然后将加有新沥青的沥青胶浆在不同加热温度的条件下进行多组针入度试验，由此建立针入度与加热温度的变化曲线，将曲线峰值所对应的加热温度作为最佳融合温度；所述新沥青为基质沥青，所述沥青胶浆与新沥青的质量比为(90～100)∶1；
步骤五、在加热温度为最佳融合温度的条件下，将新沥青和铁粉(1)按质量比(3～4)∶1拌合均匀，然后将新沥青和铁粉(1)的混合物与步骤一中烘干后的RAP料按质量比(0.2～1)∶100拌合均匀，得到热再生沥青混合料；
步骤六、利用工业用计算机断层成像技术对步骤五中所述热再生沥青混合料中的铁粉(1)进行检测，并采用图像处理软件测量热再生沥青混合料中铁粉(1)与集料(2)之间的距离，然后根据公式检测出热再生沥青混合料中新旧沥青的融合度P，其中m为集料(2)外包覆的沥青砂浆(3)的平均厚度，n为铁粉(1)与集料(2)之间的平均距离，m和n的单位均为mm。
2.根据权利要求1所述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤一中经筛分处理后的RAP料的粒径为13.2mm～16mm。
3.根据权利要求1所述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤二中所述旧沥青中三氯乙烯的质量百分含量不大于1％。
4.根据权利要求1所述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤四中所述针入度仪的针体的圆球状端部的直径为16mm。
5.根据权利要求1所述的一种检测热再生沥青混合料中新旧沥青融合度的方法，其特征在于，步骤六中所述图像处理软件为Image-Pro Plus软件。
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