CN108996932A - 一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法，涉及矿料级配设计方法技术领域。本发明包括包括RAP的破碎分级、分级抽提、分级筛分测试通过率、测试含油率、与其他分级的RAP和原生料建立合成通过率、确定最佳油石比、确定目标配合比，通过热筛分，最终确定生产配合比的过程。本发明解决了RAP大规模厂拌热再生的级配设计问题，保证了再生混合料的骨料通过率符合规范要求或客户的特殊要求，使RAP再生混合料的性能满足设计要求。

Description

一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法
技术领域
本发明属于矿料级配设计方法技术领域，特别是涉及一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法。
背景技术
公路路面大量采用沥青作为路面胶凝材料。而沥青路面在养护和大中修的过程中，面层料就会重新破除下来，以新的沥青混合料重新铺筑路面面层。而拆除下来的旧路面材料，则大部分作为废料废弃或用于其他用途。而拆除下来的回收料(RAP)，内含有高品质的石料和优质沥青，如遭废弃，极大的浪费了大量不可再生资源。为此，如何使RAP能够重新用回路面面层，实现等值再生，成为公路建设养护和环境保护的一个重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法，解决了RAP大规模厂拌热再生的级配设计问题，保证了再生混合料的骨料通过率符合规范要求或客户的特殊要求，使RAP再生混合料的性能满足设计要求。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法，包括如下步骤：
步骤1、沥青路面回收料RAP的破碎、筛分：将RAP材料进行破碎、破碎后通过筛网进行筛分并按照颗粒尺寸分级，同时对破碎后的RAP材料进行筛分获得筛分通过率，将分级后的各级别尺寸的物料集中堆放，通过筛分获得各级别RAP材料的筛分通过率；
步骤2、抽提实验：对分级后的各级别RAP材料进行选样抽提实验得到各级别RAP材料中的老化沥青的性能及其含量；
步骤3、绘制RAP材料通过率曲线图：根据步骤1得到的RAP材料的筛分通过率绘制相应的级配曲线图形；
步骤4、绘制混合料通过率曲线图：将各级别RAP材料按等比例与原生料混合，混合后筛分测量混合料的通过率并根据测量结果绘制混合料通过率曲线图；
步骤5、配比设计：通过混合料通过率曲线图与规范要求的范围进行比对；保证合成通过率在规范标准以内；
步骤6、马歇尔测试：确定一个合格的通过率，并根据确定的通过率对集料配合比进行调整并选定合成级配和级配控制范围，并对此通过率下的原生料和RAP材料配比进行最佳油石比的马歇尔测试，通过马歇尔测试，符合设计目标的，即可确定为目标配合比；
步骤7、对原生料，需要通过拌合楼加热进行热筛分，来取得热筛分的通过率并用此通过率与各级RAP材料的通过率进行合成；确定合成的通过率符合规范；
步骤8、合成级配马歇尔试验:对步骤6中选定的合成级配进行马歇尔体积试验，确定最佳油石比；符合级配设计目标的，即可确定为生产配合比。
进一步地，所述步骤1破碎筛分时RAP材料保持干燥状态，控制RAP材料中含水量占RAP材料的质量百分比为2％以下。
进一步地，还包括根据步骤2获得的RAP材料中的老化沥青的性能确定最佳再生剂剂量，所述测试RAP材料中的老化沥青的性能是通过添加再生剂对所述老化沥青进行再生，然后采用针入度分级评价体系对再生沥青的效果进行评价，最后根据再生沥青的再生效果对再生剂剂量进行调整，确定最佳再生剂剂量；所述添加再生剂是利用试配法确定再生剂初始添加剂量。
本发明具有以下有益效果：
本发明解决了RAP大规模厂拌热再生的级配设计问题，保证了再生混合料的骨料通过率符合规范要求或客户的特殊要求，使RAP再生混合料的性能满足设计要求；另外，解决了高比例的RAP再生的级配设计问题；本发明通过RAP通过映射通过率，准确的进行合理的配合比设计，为RAP再生混合料的级配设计提供了简单易用、切实可行的方法；本发明既可以使用不同的RAP之间进行级配设计，也可以是RAP与新集料之间进行级配设计。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明级配设计流程图；
图2为本发明实施例1中的级配曲线图；
图3为本发明实施例2中的级配曲线图；
图4为本发明实施例3中的级配曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
主要设备包括：抽提仪、高速离心机、套筛、振动台、最大理论密度仪、马歇尔试验仪、马歇尔击实仪、烘箱、沥青混合料拌合机、恒温水浴、计量系统。
实施例1
RAP比例为40％的级配设计
将RAP材料的颗粒按尺寸分成6个级别，6个级别依次为0-3mm、3-5mm、5-10mm、10-17mm、17-26.5mm、26.5-31.5；
通过筛分测试6个级别颗粒RAP材料在13种不同尺寸筛孔筛网下的通过率，并制成表格；筛网包括13中不同的筛孔大小；依次为31.5mm、26.5mm、19mm、16.0mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm、0.075；
测试原生料矿粉在上述13种不同尺寸筛孔筛网下的通过率，并制成表格；测试本实施例所采用的的颗粒RAP材料在上述13种不同尺寸筛孔筛网下的通过率，并制成表格；同时测试1#RAP材料与原生料矿粉混合合成后的在上述13种不同尺寸筛孔筛网下的通过率，并制成表格；
如表一所示：各种物料通过率
实施例1中的1#RAP，其通过率的特征如下表二所示：
粒径(mm) 31.5 26.5 19 16.0 13.2 9.5 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075
1#RAP 100.0％ 100.0％ 97.5％ 94.1％ 77.5％ 66.8％ 35.6％ 28.0％ 20.6％ 15.7％ 13.7％ 10.1％
通过分级，建立各级的RAP的通过率特征曲线，依此曲线进行级配设计；图1中分别显示了规定级配范围上限通过百分率、规定级配范围下限通过百分率及合成级配通过百分率。
实施例2：
多种RAP及原生料的合成级配设计，RAP掺配比例：85％
本实施例所采用的原材料为：集料、水泥和沥青，其中集料包括粗集料和细集料。所选择的集料、矿粉和沥青均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求，下文将满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求的指标值称为要求值，将实验时所选用的材料的指标值称为实验值。
本实施例中粗集料选用5-10mm、10-15mm及15-25mm三档粗集料；本实施例中细集料选用0-5mm；
筛网包括13中不同的筛孔大小；依次为31.5mm、26.5mm、19mm、16.0mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm、0.075；
分别测量细集料、粗集料以及水泥的筛分通过率，如下表三所示：
本例中，各分级的RAP的通过率特征如下表四所示：
通过与原生料合成通过率级配，使其保证符合规范要求；图2中分别显示了规定级配范围上限通过百分率、规定级配范围下限通过百分率及合成级配通过百分率。
实施例3：全再生型RAP再生配合比设计:RAP掺配比例：100％
本实施例所采用的原材料为：集料、水泥和沥青，其中集料包括粗集料和细集料。所选择的集料、矿粉和沥青均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求，下文将满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求的指标值称为要求值，将实验时所选用的材料的指标值称为实验值。
本实施例中粗集料选用5-10mm、10-15mm及15-25mm三档粗集料；本实施例中细集料选用0-5mm；
筛网包括13中不同的筛孔大小；依次为31.5mm、26.5mm、19mm、16.0mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm、0.15mm、0.075；
分别测量细集料、粗集料、4中不同型号的RAP材料以及水泥的筛分通过率；如下表五所示：
本例中，2#RAP：35％，3#RAP：25％，4#RAP：40％，其合成通过率满足规范要求。
图3中分别显示了规定级配范围上限通过百分率、规定级配范围下限通过百分率及合成级配通过百分率
实施例4
试验检测：按中华人民共和国行业标准：公路工程沥青及沥青混合料试验规程结果如下表六所示：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (3)

1.一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、沥青路面回收料RAP的破碎、筛分：将RAP材料进行破碎、破碎后通过筛网进行筛分并按照颗粒尺寸分级，同时对破碎后的RAP材料进行筛分获得筛分通过率，将分级后的各级别尺寸的物料集中堆放，通过筛分获得各级别RAP材料的筛分通过率；
步骤2、抽提实验：对分级后的各级别RAP材料进行选样抽提实验得到各级别RAP材料中的老化沥青的性能及其含量；
步骤3、绘制RAP材料通过率曲线图：根据步骤1得到的RAP材料的筛分通过率绘制相应的级配曲线图形；
步骤4、绘制混合料通过率曲线图：将各级别RAP材料按等比例与原生料混合，混合后筛分测量混合料的通过率并根据测量结果绘制混合料通过率曲线图；
步骤5、配比设计：通过混合料通过率曲线图与规范要求的范围进行比对；保证合成通过率在规范标准以内；
步骤6、马歇尔测试：确定一个合格的通过率，并根据确定的通过率对集料配合比进行调整并选定合成级配和级配控制范围，并对此通过率下的原生料和RAP材料配比进行最佳油石比的马歇尔测试，通过马歇尔测试，符合设计目标的，即可确定为目标配合比；
步骤7、对原生料，需要通过拌合楼加热进行热筛分，来取得热筛分的通过率并用此通过率与各级RAP材料的通过率进行合成；确定合成的通过率符合规范；
步骤8、合成级配马歇尔试验:对步骤6中选定的合成级配进行马歇尔体积试验，确定最佳油石比；符合级配设计目标的，即可确定为生产配合比。
2.根据权利要求1所述的一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法，其特征在于，所述步骤1破碎筛分时RAP材料保持干燥状态，控制RAP材料中含水量占RAP材料的质量百分比为2％以下。
3.根据权利要求1所述的一种沥青路面回收料的厂拌热再生级配设计方法，其特征在于，还包括根据步骤2获得的RAP材料中的老化沥青的性能确定最佳再生剂剂量，所述测试RAP材料中的老化沥青的性能是通过添加再生剂对所述老化沥青进行再生，然后采用针入度分级评价体系对再生沥青的效果进行评价，最后根据再生沥青的再生效果对再生剂剂量进行调整，确定最佳再生剂剂量；所述添加再生剂是利用试配法确定再生剂初始添加剂量。
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