CN107545125B

CN107545125B - 一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法

Info

Publication number: CN107545125B
Application number: CN201710923384.8A
Authority: CN
Inventors: 李印冬; 樊旭英; 王海龙; 李章珍; 李婷; 冀伟
Original assignee: Zhangjiakou Vocational & Technical Education Center; Hebei University of Architecture
Current assignee: Zhangjiakou Vocational & Technical Education Center; Hebei University of Architecture
Priority date: 2017-09-30
Filing date: 2017-09-30
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2037-09-30
Also published as: CN107545125A

Abstract

本发明涉及本发明涉及工程领域计算方法，具体公开一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法。本发明所述的计算方法根据最佳沥青含量设置值b和旧料中的沥青含量a，判断a与b的大小关系，进而计算出再生沥青混合料中旧料的最大掺量p，根据旧料的最大掺量p，进一步计算出仍需掺入的旧沥青和旧集料的量m和n，最后，计算出新集料和新沥青的掺量g和f，所述计算算方法能够精确、高效快捷的计算出新、旧沥青和新、旧集料以及旧沥青混合料的最大掺量，确保所得的再生沥青混合料的实际沥青含量理论上等于最佳沥青含量，与研究和实际应用的掺量相吻合。

Description

一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法

技术领域

本发明涉及工程领域计算方法，尤其涉及一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法。

背景技术

目前，我国规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40——2004)只要求选定材料、确定矿料级配、沥青用量，还未对旧料掺量有相关的要求。而《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)也只是给出了总沥青用量的估计计算方法和新沥青估计计算方法，却没有给出旧料最大掺入量的计算方法，而旧料的掺量对于再生沥青混合料的使用性能是至关重要的。目前多采用的旧料的掺量的计算方法都是先假设旧料中旧集料和旧沥青的掺配比例等于旧料的掺配比例。这就造成了最后所得再生沥青混合料中旧料的旧沥青或旧集料的掺配比例不等于事先设定或研究的掺配比例。

对目前多采用的旧料掺量的计算方法证明如下：

设：旧料中旧沥青含量为：a，则旧料中旧集料的含量为：(1-a)；设：再生沥青混合料最佳沥青含量设置值为：b，则再生沥青混合料中集料所占比例为：(1-b)；设：旧料掺配率为：c，则新集料的掺配率为：(1-c)；设：需配置的再生沥青混合料的质量为：d，其中：0<a、b、c<1；0<d，则：

旧料的总质量为：c×d；新料的总质量为：d×(1-c)；理论所需的旧集料为：d×(1-b)×c；理论所需的旧沥青为：b×d×c；实际所提供的旧沥青为：c×d×a；实际所提供的旧集料为：c×d×(1-a)。

因此：d×(1-b)×c≥c×d×(1-a)且b×d×c≥c×d×a需同时成立，则：1-b≥1-a且b≥a同时成立。当且仅当a＝b时，上式成立。

又因为：b为再生沥青混合料最佳沥青含量的设置值，显然b不是一个固定的常数，而a则是根据试验测定的就沥青混合料中旧沥青的含量，是一个固定值。所以，b最多只有一个值等于a。

显然，按照旧料的掺配率直接确定旧料的质量的方法会造成一定程度的误差。无论对实验研究，还是工程应用都会造成一定的偏差，导致难以对再生沥青混合料的性能有一个较为准确的评价，更影响到未来对再生沥青混合料的推广使用。

发明内容

针对现有旧料掺量的计算方法不严谨、产生误差等问题，本发明提供一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法，将旧料中旧沥青含量标示为a，再生沥青混合料最佳沥青含量设置值标示为b，旧料掺配率标示为c，实际可掺入的最大旧沥青混合料标示为p，需配置的再生沥青混合料的质量标示d，其中：0<a、b、c<1；0<d；则旧料中旧集料的含量为(1-a)，再生沥青混合料中集料所占比例为(1-b)，新集料的掺配率为(1-c)，实际掺入的旧沥青为p×a，实际掺入的旧集料为p×(1-a)；

实际可掺入的最大旧沥青混合料p满足：

标示

标示

将实际可掺入的最大旧沥青混合料标示为p，则：

当p₁-p₂>0时，即b>，则

当p₁-p₂＝0时，即b＝a，则p₁＝p₂，p＝p₁＝p₂＝c×d；

当p₁-p₂<0时，即b<a，则

仍需掺入的旧沥青：m＝d×c×b-p×a；

仍需掺入的旧集料：n＝d×(1-b)×c-p×(1-a)；

需掺入的新沥青：f＝d×b×(1-c)；

需掺入的新集料：g＝d×(1-c)×(1-b)。

相对于现有技术，本发明提供的再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法，具有以下优势：

(1)与一般旧掺量计算相比，本发明提高了再生沥青混合料旧料掺量的计算的精确性，有效的解决了复杂问题的计算，减少了人为因素误差，能够适用于不同掺配率和多个最佳沥青含量设置值时的各项材料的用量计算，并且能够精确计算出新、旧沥青和新、旧集料以及旧沥青混合料的最大掺量，确保所得的再生沥青混合料的实际沥青含量理论上等于最佳沥青含量，与研究和实际应用的掺量相吻合。

(2)本发明所述计算公式所得的再生沥青混合料中旧料掺入量和所设置的再生沥青混合料中旧料掺量是一致的，避免了因假设旧料中沥青含量等于设置的最佳沥青含量，而实际却不一定相等而带来的误差，能够更加精确的对再生沥青混合料的使用性能进行评价，对再生沥青混合料的推广使用具有一定的指导作用。

(3)本发明通过计算出各项材料的用量，能够更精确对再生沥青混合料经济效益的可行性进行分析，更精确的把握工程应用成本，更好的指导再生沥青混合料在工程中的应用。

(4)本发明能够避免旧料中集料掺量过高，而导致再生沥青混合料出现集料泛白现象；也能够避免了旧料中旧沥青掺量过高，而导致再生沥青混合料面层泛油现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法的计算流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法，将旧料中旧沥青含量标示为a，再生沥青混合料最佳沥青含量设置值标示为b，旧料掺配率标示为c，实际可掺入的最大旧沥青混合料标示为p，需配置的再生沥青混合料的质量标示d，其中：0<a、b、c<1；0<d；则旧料中旧集料的含量为(1-a)，再生沥青混合料中集料所占比例为(1-b)，新集料的掺配率为(1-c)，实际掺入的旧沥青为p×a，实际掺入的旧集料为p×(1-a)；

实际可掺入的最大旧沥青混合料p满足：

标示

标示

将实际可掺入的最大旧沥青混合料标示为p，则：

当p₁-p₂>0时，即b>a，则

当p₁-p₂＝0时，即b＝a，则p₁＝p₂，p＝p₁＝p₂＝c×d；

当p₁-p2<0时，即b<a，则

仍需掺入的旧沥青：m＝d×c×b-p×a；

仍需掺入的旧集料：n＝d×(1-b)×c-p×(1-a)；

需掺入的新沥青：f＝d×b×(1-c)；

需掺入的新集料：g＝d×(1-c)×(1-b)。

下面对上述计算方法做进一步的解释说明：

优选地，所述实际可掺入的最大旧沥青混合料为p满足：p×a≤b×d×c且p×(1-a)≤d×(1-b)×c。

优选地，所述

根据最佳沥青含量设置值b和旧料中的沥青含量a，判断a与b的大小关系，进而计算出再生沥青混合料中旧料的最大掺量p。①若：b>a，则p₁>p₂，

②若：b＝a，则p₁＝p₂，p＝p₁＝p₂＝c×d；③若：b<a，则p₁<p₂，

优选地，所述当

b>时，m＝d×c×b-p×a；n＝0；

优选地，所述当p＝c×d，a＝b时，m＝0；n＝0；

优选地，所述当

b<a时，m＝0；n＝d×(1-b)×c-p×(1-a)。

根据旧料的最大掺量p，进一步计算出仍需掺入的旧沥青和旧集料的量m和n，即：m＝d×c×b-p×a；n＝d×(1-b)×c-p×(1-a)。最后，计算出新集料和新沥青的掺量g和f，即：g＝d×(1-c)×(1-b)；f＝d×b×(1-c)。

为了更好的说明本发明实施例提供的，下面通过实施例做进一步的举例说明。

实施例1

旧沥青混合料样品取自于S245公路的河北省张北县和内蒙古化德县路段。该公路所处地貌环境是微丘，属于二级公路，路面宽度11.4m，面层厚度为9cm。再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法如附图1所示，过程如下：

经实验测得沥青的各项指标如表1，其中：

表1沥青含量的测定

根据旧沥青含量的平均值a为：4.15％，则设置再生沥青混合料的最佳沥青含量b为：4.15％、4.15％±0.5％。根据大量的研究表明，旧沥青混合料的掺配率c为30％较为合适。根据上面给出的计算公式，拌和d＝1000kg的再生沥青混合料所需要掺入的各项材料的质量为：

(1)当最佳沥青的含量b为：4.15％时，即a＝b，则：①旧沥青混合料的最大掺量：p＝c×d＝30％×1000＝300kg；②仍需掺入的旧沥青：m＝0；③仍需掺入的旧集料：n＝0；④需掺入的新沥青为：f＝d×b×(1-c)＝1000×4.15％×(1-30％)＝29.05kg；⑤需掺入的新集料为:g＝d×(1-c)×(1-b)＝1000×(1-30％)×(1-4.15％)＝670.95kg。

(2)当最佳沥青的含量为：b＝4.15％+0.5％＝4.65％时，即b>a，则：①旧沥青混合料的最大掺量：

②仍需掺入的旧沥青：m＝d×c×b-p×P_b＝1000×30％×4.65％-298.435×4.15％＝1.565kg；③仍需掺入的旧集料：n＝0；④需掺入的新集料质量为：g＝d×(1-c)×(1-b)＝1000×(1-30％)×(1-4.65％)＝667.45kg；⑤需掺入的新沥青质量为：f＝d×b×(1-c)＝1000×4.65％×(1-30％)＝32.55kg。

(3)当最佳沥青的含量为：b＝4.15％-0.5％＝3.65％时，即b<a，则：①旧沥青混合料的最大掺量：

②仍需掺入的旧沥青：m＝0；③仍需掺入的旧集料：n＝d×(1-b)×c-p×(1-a)＝1000×(1-3.65％)×30％-263.855×(1-4.15％)＝36.145kg；④需掺入的新集料质量为：g＝d×(1-c)×(1-b)＝1000×(1-30％)×(1-3.65％)＝674.45kg；⑤需掺入的新沥青质量为：f＝d×b×(1-c)＝1000×3.65％×(1-30％)＝25.55kg。

结果分析：

(1)当a＝b＝4.15％时，旧沥青的掺配率为：

旧集料的掺配率为：

(2)当a＝4.15％，b＝4.65％时，旧沥青的掺配率为：

旧集料的掺配率为：

(3)当a＝4.15％，b＝3.65％时，旧沥青的掺配率为：

旧集料的掺配率为：

由结果分析可知，当旧料沥青含量a为：4.15％，最佳沥青含量b分别为：4.65％、4.15％、3.65％时，旧沥青和旧集料的掺入量均等于旧料掺入量，即a＝b＝c＝30％。

本发明通过实例计算，进一步论证了旧料掺量计算的准确性和可行性，并可以很好的应用于实验研究和工程实际。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种再生沥青混合料中旧料掺量的计算方法，其特征在于：将旧料中旧沥青含量标示为a，再生沥青混合料最佳沥青含量设置值标示为b，旧料掺配率标示为c，实际可掺入的最大旧沥青混合料标示为p，需配置的再生沥青混合料的质量标示d，其中：0＜a、b、c＜1；0＜d；则旧料中旧集料的含量为(1-a)，再生沥青混合料中集料所占比例为(1-b)，新集料的掺配率为(1-c)，实际掺入的旧沥青为p×a，实际掺入的旧集料为p×(1-a)；

标示

标示

；

当p₁-p₂＞0时，即b＞a，则

当p₁-p₂＝0时，即b＝a，则p₁＝p₂，p＝p₁＝p₂＝c×d；

当p₁-p₂＜0时，即b＜a，则

仍需掺入的旧沥青：m＝d×c×b-p×a；

仍需掺入的旧集料：n＝d×(1-b)×c-p×(1-a)；

需掺入的新沥青：f＝d×b×(1-c)；

需掺入的新集料：g＝d×(1-c)×(1-b)。