CN110318319B - 一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法,通过设计正交试验,根据结果拟合出一条最接近于真实状态的级配曲线,从而进行级配设计,为热再生路面的设计与施工提供一种快捷,准备的设计方法,从而提高热再生沥青路面的质量,对路面大规模翻修工作有着一定的指导意义。可以减少RAP在热拌合工程中因分散程度无法直接界定,不同粒径大小分散程度不同所导致的级配离异问题。正交设计所确定的各档离散系数的最佳水平组合,可以使得RAP经离异修正后最大程度贴近RAP拌合过程中的真实分散状态。提高了热再生路面施工效率及质量,施工效率与质量的提高促进了RAP的消纳,符合我国以及全球的可持续发展的主题。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程领域,具体涉及一种基于正交设计热再生沥青混合料级配设计方法。
背景技术
上个世纪的70-80年代我国道路建设开始进入高速发展的阶段,由于公路的使用寿命一般为10-20年,因此绝大部分的道路已进入到旧路面改造的时期,在旧路面改造的方式中,热再生是其中的主流。热再生技术即沥青路面回收料加入一定数量的再生沥青混合料,必要时再加入一定量的再生剂进行热态拌合、摊铺,碾压等工序。在此过程中再生沥青混合料的级配设计是决定路面质量的重要因素之一。由于旧沥青路面通过设备的加热、翻松,成型的旧沥青路面被再次打散,由于旧沥青路面中含有沥青在加热、翻松的过程中,存在沥青混合料不能完全分散的情况,而是以多个沥青混合料在老化沥青的粘结作用下形成一个整体。因此RAP的分散情况因为粗细不同分散状况不同,粗集料的由于包覆的沥青膜较薄,包覆的集料数量越多,分散程度较低,而细集料由于包裹沥青膜较厚,包覆的集料较少,分散程度较高。
沥青混合料的级配设计中我们通过筛分试验来对混合料的级配组成进行界定;RAP掺量较低时,部分工程师将再生沥青混合料当成“黑石”看待,即将再生沥青混合料当成遇热不分散的普通石料,用一般的集料筛分方法直接进行筛分,“黑石”理论下RAP处于一种完全不分散状态。目前的热再生的RAP掺量都很高,“黑石”理论已经不能使用,所以通过燃烧或者抽提的方式将沥青完全去除,此时RAP处于一种完全分散的状态。这两种筛分方法都曾作为热再生沥青混合料级配设计的依据,这种依据不能代表RAP在热拌合过程中真实的存在状态,因为实际的拌合过程中RAP在受热状态下是处于一种部分分散的状态,且不同粗细的RAP的分散程度不能用同一标准进行界定。级配应处于直接筛分的级配结果与燃烧(或抽提)法结果之间,但这种真实级配无法通过试验直接得到。再生沥青混合料的级配与真实分散状态的偏差将直接影响混合料级配设计的准确性,从而影响路面施工与路面质量。
因此,亟需为热再生路面的设计与施工提供一种快捷、准确的设计方法,从而提高热再生沥青路面的质量,对路面大规模翻修工作进行指导。
发明内容
基于以上现有技术的不足,本发明所解决的技术问题在于提供一种基于正交设计修正RAP级配离异问题的级配设计方法,该基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法快捷、准确,从而提高热再生沥青路面的质量,对路面大规模翻修工作有着一定的指导意义。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法,包含如下步骤:
1)将回收沥青路面材料根据粒径进行分档,然后进行直接筛分法的级配试验;
2)将回收沥青路面材料根据粒径进行分档,然后进行燃烧炉法试验;
3)对步骤1)和步骤2)所做的试验进行级配修正;
4)对步骤3)结果正交设计界定离散程度;
5)对步骤4)正交设计结果分析处理,选择级配要满足工程设计级配范围。
作为上述技术方案的优选,本发明提供的基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法进一步包括下列技术特征的部分或全部:
作为上述技术方案的改进,所述步骤1)具体为:将RAP根据最大粒径大小进行合适的分档,分成n档,按照粒径从大到小的顺序每一档记作RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n;将分档后的RAP参照JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》T0302-2005粗集料及集料混合料的筛分实验进行筛分;分别得到RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n的每一筛孔通过率的筛分结果,RAP-1的通过率为A1、A2、A3......An;RAP-2的通过率为B1、B2、B3、......Bn,RAP-n的通过率为N1、N2、N3、........Ni,其中i=1,2,3.......n。
作为上述技术方案的改进,所述步骤2)具体为:将RAP根据最大粒径大小进行合适的分档,分成n档,按照粒径从大到小的顺序每一档记作RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n;将分档后的RAP参照JTG-E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程T0735-2011沥青混合料中沥青含量试验“燃烧炉法”对RAP进行燃烧处理,完全燃烧冷却后的集料进行筛分;分别得到RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n的每一筛孔通过率的筛分结果,RAP-1的通过率为a1、a2、a3......an,RAP-2的通过率为b1、b2、b3......bn,......RAP-n的通过率为n1、n2、n3、........ni,i=1,2,3.......n。
作为上述技术方案的改进,所述步骤3)具体为:
RAP的离散程度代表RAP偏离原始级配的程度;
γ1i为不同离散程度下的RAP-1各筛孔体积通过百分率;
γ1i=ai-ε*(ai-Ai), i=1,2,3.......n;
其中γ1i——相应分散系数下每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
ai——燃烧法的得到的RAP-1各筛孔通过率;
Ai——直接筛分法得到的RAP-1各筛孔通过率;
γ2i为不同离散程度下的RAP-2各筛孔体积通过百分率;
γ2i=bi-ε*(bi-Bi), i=1,2,3.......n;
其中γ2i——相应分散系数下每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
bi——燃烧法的得到的RAP-2各筛孔通过率;
Bi——直接筛分法得到的RAP-2各筛孔通过率;
γ3i为不同离散程度下的RAP-3各筛孔体积通过百分率;
γ3i=ci-ε*(ci-Ci), i=1,2,3.......n;
其中γ3i——相应分散系数下RAP-3每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
ci——燃烧法得到的RAP-3各筛孔通过率;
Ci——直接筛分法得到的RAP-3各筛孔通过率;
以此类推……
γni为不同离散程度下的RAP-n各筛孔体积通过百分率。
γni=ni-ε*(ni-Ni), (i=1,2,3.......n);
其中γni——相应分散系数下RAP-n每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
ni——燃烧法得到的RAP-n各筛孔通过率;
Ni——直接筛分法得到的RAP-n各筛孔通过率。
作为上述技术方案的改进,所述步骤4)具体为:以RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n为n个因子,所代表完全不离散的混合料的离散程度的离散系数为0,所代表完全离散的混合料的离散程度的离散系数为1,以ε1、ε2、ε3、ε4.分别取值为0-0.2、0.2-0.4、0.4-0.6、0.8-1.0为正交设计的四个水平,进行马歇尔试验,制作合格的马歇尔试件并测定每组试件的空隙率;试验空隙率与目标空隙率的差值(绝对值)作为结果。
作为上述技术方案的改进,所述热再生沥青混合料级配设计中每组试验固定RAP的配比,比较各筛孔与目标级配的差值,以与每档RAP相同规格的新集料及矿粉进行补充,使总的合成级配与目标合成级配相符合。
作为上述技术方案的改进,所述因素水平表设计如下:
表1、因素水平表
作为上述技术方案的改进,所述步骤5)具体为:将步骤(4)中RAP-1和RAP-2.....RAP-n的最佳水平εa,εb,εc.......εN代入到RAP的离散修正方程γni=ni-ε*(ni-Ni);中获得修正的RAP后的RAP的通过率γ1i=ai-εa*(ai-Ai),i=1,2,3.......n,γ2i=bi-εb*(bi-Bi),i=1,2,3.......n,............γni=ni-εN*(ni-Ni),i=1,2,3.......n;(其中γni为相应分散系数下RAP-n每个筛孔对应的通过率;ε为离散系数;ni为燃烧法法的得到的RAP-n各筛孔通过率;Ni为直接筛分法得到的RAP-n各筛孔通过率。)不同规格的RAP,合成级配的通过率为各规格下的每个筛孔的体积通过百分率乘以试配质量通过百分率,以筛孔尺寸为横坐标,合成级配的各个筛孔体积通过百分率为纵坐标,绘制矿料的合成级配曲线图;合成级配要满足工程设计级配范围。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有如下有益效果:
本发明提出一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法,通过设计正交试验,根据结果拟合出一条最接近于真实状态的级配曲线,从而进行级配设计,为热再生路面的设计与施工提供一种快捷,准备的设计方法,从而提高热再生沥青路面的质量,对路面大规模翻修工作有着一定的指导意义。
(1)通过对RAP根据最大公称粒径进行分档,可以针对RAP的粗细不同即粒径大小不同的RAP分散程度不一的问题,合适的分档则可准确地对分散程度基本一致的集料进行离散程度的判定,减少RAP级配离异修正的难度,提高准确性。
(2)针对每一档RAP提出离散公式,将离散问题细化到每一筛孔的空隙率,这样拟合后的级配可以更加贴近真实级配,更能发挥正交设计试验所确定的离散系数对RAP离散程度的修正作用。
(3)正交设计作为多因素优化设计方法,可以通过较少的实验次数以及计算分析可找到水平之间最优的搭配。利用正交设计来确定每一档RAP的离异系数,方法较为简单,减少了不必要的重复试验,可以快速得到最优的离异系数。正交试验通过空隙率的偏差值作为结果进行分析,空隙率在配合比相同,拌合成型条件等因素相同的情况下可以反映级配的偏差。空隙率试验简单快捷,结果误差较小,作为级配差异正交分析的结果可以代表性表示离散系数与级配差异之间的关系。
将本发明所采用的基于正交设计的级配设计方法,可以减少RAP在热拌合工程中因分散程度无法直接界定,不同粒径大小分散程度不同所导致的级配离异问题。正交设计所确定的各档离散系数的最佳水平组合,可以使得RAP经离异修正后最大程度贴近RAP拌合过程中的真实分散状态。为热再生沥青混合料的设计与施工提供更加快捷简单准确的级配修正方法,使得热再生沥青混合料的级配设计对于路面施工质量有更加直接,密切的关联性。提高了热再生路面施工效率及质量,施工效率与质量的提高促进了RAP的消纳,符合我国以及全球的可持续发展的主题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下结合优选实施例,详细说明如下。
说明书附图
图1a为本发明实验组1的合成级配曲线图;
图1b为本发明对比组1的合成级配曲线图;
图1c为本发明对比组2的合成级配曲线图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式,其作为本说明书的一部分,通过实施例来说明本发明的原理,本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
本发明提供一种热再生沥青混合料级配设计方法,其主要步骤如下:
1、直接筛分法的级配试验
(1)将RAP根据最大粒径大小进行合适的分档,分成4档,按照粒径从大到小的顺序每一档记作RAP-1、(0-3)RAP-2(3-5)、RAP-3(5-10)、RAP-4(10-13)。
(2)将分档后的RAP参照JTG-E42-2005《公路工程集料试验规程》T03-2-2005粗集料及集料混合料的筛分实验进行筛分。分别得到RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n的每一筛孔通过率的筛分结果,RAP-1的通过率为A1、A2、A3......A10,RAP-2的通过率为B1、B2、B3......B10,RAP-3的通过率为C1、C2、C3、........C10。RAP-3的通过率为D1、D2、D3......D10。四档RAP的筛分结果由表2所示。
表2直接筛分法筛分结果
2、燃烧炉法
(1)将RAP根据最大粒径大小进行合适的分档,分成4档,按照粒径从大到小的顺序每一档记作RAP-1、RAP-2、RAP-3、RAP-4。
(2)将分档后的RAP参照JTG-E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0735-2011沥青混合料中沥青含量试验(燃烧炉法)对RAP进行燃烧处理,完全燃烧冷却后的集料进行筛分。分别得到RAP-1、RAP-2、RAP-3、RAP-4的每一筛孔通过率的筛分结果,RAP-1的通过率为a1、a2、a3......a10,RAP-2的通过率为b1、b2、b3......b10,RAP-3的通过率为c1、c2、c3、........c10,RAP-3的通过率为d1、d2、d3、......d10。四档RAP的筛分结果由表3所示。
表3 RAP燃烧炉法筛分结果
3、RAP级配修正
RAP的离散程度代表RAP偏离原始级配的程度。每一档RAP为一个因子,所代表完全不离散的混合料的离散程度的离散系数为0,所代表完全离散的混合料的离散程度的离散系数为1,离散系数ε的取值则在0-1之间。本实施例取四个离散系数,ε1取0.2,ε2取0.4,ε3取0.6,ε4取0.8。
γ1i为不同离散程度下的RAP-1各筛孔体积通过百分率。
γ1i=ai-ε1*(ai-Ai) i=1,2,3.......n;
其中γ1i——相应分散系数下每个筛孔对应的通过率;
ai——燃烧法的得到的RAP-1各筛孔通过率;
Ai——直接筛分法得到的RAP-1各筛孔通过率;
γ2i为不同离散程度下的RAP-2各筛孔体积通过百分率;
γ2i=bi-ε2*(bi-Bi) i=1,2,3.......n;
其中γ2i——相应分散系数下每个筛孔对应的通过率;
bi——燃烧法的得到的RAP-2各筛孔通过率
Bi——直接筛分法得到的RAP-2各筛孔通过率;
γ3i为不同离散程度下的RAP-3各筛孔体积通过百分率;
γ3i=ci-ε3*(ci-Ci) i=1,2,3.......n;
其中γ3i——相应分散系数下RAP-3每个筛孔对应的通过率;
ci——燃烧法方法的得到的RAP-3各筛孔通过率
Ci——直接筛分法得到的RAP-3各筛孔通过率。
γ4i为不同离散程度下的RAP-4各筛孔体积通过百分率。
γ4i=di-ε4*(di-Di) i=1,2,3.......n;
其中γ4i——相应分散系数下RAP-4每个筛孔对应的通过率;
di——燃烧法方法的得到的RAP-4各筛孔通过率
Di——直接筛分法得到的RAP-4各筛孔通过率。
以ε1、ε2、ε3、ε4.分别取值为0.2、0.4、0.6、0.8。对各档通过率进行修正,离散系数0.2修正结果如表4所示,离散系数0.4修正结果如表5所示,离散系数0.6修正结果如表6所示,离散系数0.8修正结果如表7所示,
表4离散系数0.2修正结果
表5离散系数0.4修正结果
表6离散系数0.6修正结果
表7离散系数0.8修正结果
4.正交设计界定离散程度
以ε1、ε2、ε3、ε4.分别取值为0.2、0.4、0.6、0.8为四个中间状态,即正交设计的四个水平。以每组试正交设计作为多因素优化设计方法,可以通过较少的实验次数以及计算分析可找到水平之间最优的搭配。每组试验采用固定的配合比,RAP-1为15%,RAP-2为20%,RAP-3为10%,RAP-4为15%,目标空隙率为4.根据不同离散系数修正的RAP级配曲线,在上述配合比下进行级配合成,比较各筛孔与目标级配的差值,以与每档RAP相同规格的新集料及矿粉进行补充。使总的合成级配与目标合成级配相符合。进行马歇尔试验,制作合格的马歇尔试件并测定每组试件的空隙率。试验空隙率与目标空隙率的差值(绝对值)作为结果。
步骤4所用新集料为玄武岩,所用矿粉为玄武岩的筛下料,新集料的筛分结果如表8所示
表8玄武岩筛分结果
设计正交设计因素水平表如表9所示
表9因素水平表
正交设计的结果如表10所示:
表10实验方案及测试结果
表11方差分析结果
表12 RAP-1估算边际平方值
表13 RAP-2估算边际平方值
表14 RAP-3估算边际平方值
表15 RAP-4估算边际平方值
由于空隙率差值越小,表明越贴近目标级配,由Ⅲ型平方和大小可判定则四个最优水平分别为A3,B4,C3,D1。则RAP-1的最佳离散系数为0.6,RAP-2的最佳离散系数为0.8,RAP-3的最佳离散系数为0.6,RAP-4的最佳离散系数为0.2。且由主体间效应检验结果可得四档RAP的离散程度对级配差异的影响大小为RAP-3>RAP-4>RAP-2>RAP-1.
通过步骤4可以得到RAP-1和RAP-2,RAP-4的最佳水平A3,B4,C3,D1使用离散方程进行对四档RAP进行质量通过百分率进行修正,不同规格的RAP,合成级配的通过率为各规格下的每个筛孔的体积通过百分率乘以试配质量通过百分率,以筛孔尺寸为横坐标,合成级配的各个筛孔体积通过百分率为纵坐标,绘制矿料的合成级配曲线图。合成级配要满足工程设计级配范围。所示对比组采用直筛法和燃烧法分别为对比组1和对比组2,进行级配设计,图1a是实验组1矿料的合成级配曲线图;图1b是对比组1矿料的合成级配曲线图;图1c是对比组2矿料的合成级配曲线图从这三幅图可以看到,三组合成级配均相近(每个筛孔的合成级配值差异均不大于0.5),级配曲线基本相同,且贴近于级配中值,(级配类型为AC-13,目标空隙率为4)制作马歇尔试件,并测定空隙率和马歇尔稳定度,及动稳定度试验,实验结果由表16所示。
表16马歇尔试件的测定结果
空隙率(%) | 马歇尔稳定度(KN) | 动稳定度(次/mm) | |
实施例 | 3.9% | 12.3 | 2573 |
对比组1 | 3.0% | 8.7 | 3000 |
对比组2 | 5.2% | 7.5 | 1873 |
本发明所列举的各原料,以及本发明各原料的上下限、区间取值,以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明,在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和变动,这些改进和变动也视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法,其特征在于,包含如下步骤:
1)将回收沥青路面材料根据粒径进行分档,然后进行直接筛分法的级配试验;
2)将回收沥青路面材料根据粒径进行分档,然后进行燃烧炉法试验;
3)对步骤1)和步骤2)所做的试验进行级配修正;
4)对步骤3)结果正交设计界定离散程度;
5)对步骤4)正交设计结果分析处理,选择级配要满足工程设计级配范围;
所述步骤1)具体为:将RAP根据最大粒径大小进行合适的分档,分成n档,按照粒径从大到小的顺序每一档记作RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n;将分档后的RAP参照JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》T0302-2005粗集料及集料混合料的筛分实验进行筛分;分别得到RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n的每一筛孔通过率的筛分结果,RAP-1的通过率为A1、A2、A3......An;RAP-2的通过率为B1、B2、B3、......Bn,RAP-n的通过率为N1、N2、N3、........Ni,其中i=1,2,3.......n;
所述步骤2)具体为:将RAP根据最大粒径大小进行合适的分档,分成n档,按照粒径从大到小的顺序每一档记作RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n;将分档后的RAP参照JTG-E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程T0735-2011沥青混合料中沥青含量试验“燃烧炉法”对RAP进行燃烧处理,完全燃烧冷却后的集料进行筛分;分别得到RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n的每一筛孔通过率的筛分结果,RAP-1的通过率为a1、a2、a3......an,RAP-2的通过率为b1、b2、b3......bn,......RAP-n的通过率为n1、n2、n3、........ni,i=1,2,3.......n;
所述步骤3)具体为:
RAP的离散程度代表RAP偏离原始级配的程度;
γ1i为不同离散程度下的RAP-1各筛孔体积通过百分率;
γ1i=ai-ε*(ai-Ai),i=1,2,3.......n;
其中γ1i——相应分散系数下每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
ai——燃烧法的得到的RAP-1各筛孔通过率;
Ai——直接筛分法得到的RAP-1各筛孔通过率;
γ2i为不同离散程度下的RAP-2各筛孔体积通过百分率;
γ2i=bi-ε*(bi-Bi),i=1,2,3.......n;
其中γ2i——相应分散系数下每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
bi——燃烧法的得到的RAP-2各筛孔通过率;
Bi——直接筛分法得到的RAP-2各筛孔通过率;
γ3i为不同离散程度下的RAP-3各筛孔体积通过百分率;
γ3i=ci-ε*(ci-Ci),i=1,2,3.......n;
其中γ3i——相应分散系数下RAP-3每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
ci——燃烧法得到的RAP-3各筛孔通过率;
Ci——直接筛分法得到的RAP-3各筛孔通过率;
以此类推……
γni为不同离散程度下的RAP-n各筛孔体积通过百分率;
γni=ni-ε*(ni-Ni),i=1,2,3.......n;
其中γni——相应分散系数下RAP-n每个筛孔对应的通过率;
ε——离散系数;
ni——燃烧法得到的RAP-n各筛孔通过率;
Ni——直接筛分法得到的RAP-n各筛孔通过率;
所述步骤4)具体为:以RAP-1、RAP-2、RAP-3、......RAP-n为n个因子,所代表完全不离散的混合料的离散程度的离散系数为0,所代表完全离散的混合料的离散程度的离散系数为1,ε1、ε2、ε3、ε4为四个不同的离散系数,以ε1、ε2、ε3、ε4分别取值为0-0.2、0.2-0.4、0.4-0.6、0.8-1.0为正交设计的四个水平,进行马歇尔试验,制作合格的马歇尔试件并测定每组试件的空隙率;试验空隙率与目标空隙率的差值作为结果;
步骤5)具体为:将步骤4)中所得到的RAP-1和RAP-2.....RAP-n的最佳水平——εa,εb,εc.......εN代入到RAP的离散修正方程γni=ni-ε*(ni-Ni)中获得修正的RAP后的RAP的通过率γ1i=ai-εa*(ai-Ai),i=1,2,3.......n、γ2i=bi-εb*(bi-Bi),i=1,2,3.......n、............γni=ni-εN*(ni-Ni),i=1,2,3.......n;离散修正方程中γni为采用相应分散系数计算得到的RAP-n每个筛孔对应的通过率;ε为离散系数;ni为采用燃烧法得到的RAP-n各筛孔通过率;Ni为直接筛分法得到的RAP-n各筛孔通过率;不同规格的RAP,合成级配的通过率为各规格下的每个筛孔的体积通过百分率乘以试配质量通过百分率,以筛孔尺寸为横坐标,合成级配的各个筛孔体积通过百分率为纵坐标,绘制矿料的合成级配曲线图;合成级配要满足工程设计级配范围。
2.如权利要求1所述的基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法,其特征在于:所述的热再生沥青混合料级配设计中每组试验固定RAP的配比,比较各筛孔与目标级配的差值,以与每档RAP相同规格的新集料及矿粉进行补充,使总的合成级配与目标合成级配相符合。
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110965432B (zh) * | 2019-11-25 | 2021-08-03 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种基于粗集料吸油率确定沥青混合料再生剂掺量的方法 |
CN111785338B (zh) * | 2020-07-16 | 2023-06-27 | 山东交通学院 | 适用于再生沥青混合料的级配方法、系统、介质及设备 |
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WO2024153711A2 (de) * | 2023-01-18 | 2024-07-25 | Fbb Frischbeton + Baustoff Ag Hinwil | Verfahren zur wiederverwertung von asphalt |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103264445A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-28 | 交通运输部公路科学研究所 | 基于均衡系数的沥青混合料热料仓比例确定方法 |
CN108570907A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-25 | 北京城建远东建设投资集团有限公司 | 泡沫沥青就地冷再生的施工方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103264445A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-28 | 交通运输部公路科学研究所 | 基于均衡系数的沥青混合料热料仓比例确定方法 |
CN108570907A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-25 | 北京城建远东建设投资集团有限公司 | 泡沫沥青就地冷再生的施工方法 |
CN109241661A (zh) * | 2018-09-28 | 2019-01-18 | 武汉市市政建设集团有限公司 | 一种掺钢渣再生沥青混合料级配设计方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
RAP级配变异性对温拌再生沥青混合料水稳性能影响;王刚等;《公路工程》;20141220;第39卷(第6期);全文 * |
燃烧法和抽提法测试RAP级配及沥青含量的对比分析;刘振丘等;《公路与汽运》;20140725(第163期);全文 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024153709A1 (de) | 2023-01-18 | 2024-07-25 | Fbb Frischbeton + Baustoff Ag Hinwil | Verfahren zur wiederverwertung von asphalt |
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