CN111220499B - 一种废旧沥青混合料结团率的测定方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧沥青混合料结团率的测定方法，其包括：将废旧沥青混合料直接筛分、采用三氯乙烯去除沥青各档废旧沥青混合料的沥青，测定油石比，然后计算得到各档废旧沥青混合料的结团率以及总结团率。本发明还公开了上述测定方法的在再生沥青混合料制备中的应用。本发明提供了废旧沥青混合料结团特性量化测量的方法，对于指导废旧沥青混合料的应用具有极大的作用。同时，本发明的测定方法所需设备简单、操作流程简单、成本低，适宜推广使用。

Description

一种废旧沥青混合料结团率的测定方法及应用

技术领域

本发明涉及废旧沥青性能检测技术领域，具体涉及一种废旧沥青混合料结团率的测定方法及应用。

背景技术

废旧沥青混合料是指废弃沥青路面经过铣刨、破碎、筛分等工艺处理后得到的材料。目前多将其掺和在混凝土中，作为集料使用。废旧沥青混合料由于含有沥青这一粘结料，虽然铣刨料会经过再次破碎处理，但是不可避免的会出现沥青混合料粘结现象，这种沥青混合料颗粒与颗粒之间的粘结在一起的现象称为废旧沥青混合料结团。废旧沥青混合料结团严重时，一方面，会造成新旧沥青难以有效融合，结团颗粒作为整体颗粒嵌入到其他拌和均匀的混合料中，造成了沥青混合料的离析；另一方面，结团颗粒的质量较差时，会成为沥青路面的薄弱点，造成沥青路面的早期破坏。

现有技术中，再生沥青混合料配合比设计时，仅仅对废旧沥青混合料抽提筛分，确定其油石比和集料级配情况，而对需要直接使用的废旧沥青混合料结团情况没有测试，进而造成了同一个配合比的施工情况下， 沥青路面质量的显著差异。

此外，现有技术中，废旧沥青混合料破碎筛分后，一般会筛分为2~3档，目前筛分时各档筛孔尺寸的确定，筛分后各档的旧料情况均为人为判断，缺乏相应的测试依据。因此，急需一种废旧沥青混合料结团率的测试方法，用以评价废旧沥青混合料的结团现象，为废旧沥青混合料的破碎和再生利用提供参考依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，本发明提供一种废旧沥青混合料结团率的测定方法，可有效评价废旧沥青混合料的结团特性，并给出量化指标。本发明测定方法简单，成本低。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种上述废旧沥青混合料结团率的测定方法在再生沥青混合料中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种废旧沥青混合料结团率的测定方法，其包括：

（1）将废旧沥青混合料过标准筛，记录各档筛余物的重量m_1i；

（2）采用三氯乙烯依次将各档标准筛上筛余料中的沥青去除，并记录各档筛余物重量m_2i；

（3）测定废旧沥青混合料的油石比γ；

（4）按照下述公式计算各档废旧沥青混合料的结团率：

其中，β_i为第i档废旧沥青混合料的结团率；m_1i为废旧沥青混合料直接过筛后各档的重量；m_2i为各档标准筛上筛余料去除沥青后的重量，γ为废旧沥青混合料的油石比；

（5）按照下述公式组计算总结团率：

其中，ReLU为线性整流函数。

作为上述技术方案的改进，步骤（1）包括：

（1.1）将各档标准筛清理、烘干、冷却后，记录其重量m_si；将取样的废旧沥青混合料烘干、冷却后待用；

（1.2）取重量为m₀的废旧沥青混合料进行筛分；筛分后称量各档标准筛及筛上物质的重量m_bi；并根据下述公式计算各档筛余物的重量m_1i：

（1.3）按照下述公式计算废旧沥青混合料的重量m₁：

（1.4）若(m₁-m₀)/m₀≥0.15%，则返回（1.1）；若(m₁-m₀)/m₀＜0.15% ，转入步骤（2）。

作为上述技术方案的改进，步骤（2）包括：

（2.1）将步骤（1.2）得到的各档标准筛及其筛余物分别在三氯乙烯中浸泡0.5-3h，并多次冲洗，除去沥青；浸泡及冲洗过程中收集滤液，并获取滤液中矿粉，测量其重量m_ki；

（2.2）将步骤（2.1）得到的标准筛烘干、筛分，然后称量得到m_2i；

其中，m_2i为各档标准筛上筛余物去除沥青后的重量。

作为上述技术方案的改进，步骤（3）中，根据以下公式组计算油石比：

其中，m₁为废旧沥青混合料的重量；m_a为废旧沥青混合料中沥青部分总重量；m_2i为各档标准筛上筛余料去除沥青后的重量；m₂为各档标准筛上筛余料去除沥青后的总重量；m_ki为各档标准筛上筛余料去除沥青时滤液中的矿粉重量；m_k为各档标准筛上筛余料去除沥青时滤液中的矿粉总质量。

作为上述技术方案的改进，步骤（3）中，采用JTG E20-2011 中T-0722的方法测定油石比。

作为上述技术方案的改进，步骤（1.2）中，采用孔径为26.5 mm、19 mm、16 mm、13.2mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm的标准套筛进行筛分。

作为上述技术方案的改进，步骤（2.2）中，烘干温度为90-120 ℃。

相应的，本发明还公开了一种上述的废旧沥青混合料结团率的测定方法在再生沥青混合料制备中的应用。

作为上述技术方案的改进，所述再生沥青混合料为热再生沥青混合料或冷再生沥青混合料。

实施本发明，具有以下有益效果：

本发明通过对废旧沥青混合料进行筛分、三氯乙烯洗涤、筛分，并采用各阶段得到的重量计算得到了各档废旧沥青混合料的结团率，并通过结团率定量评价了废旧沥青混合料的结团特性，对于指导废旧沥青混合料的应用具有极大的作用。同时，本发明的测定方法所需设备简单、操作流程简单、成本低，适宜推广使用。

附图说明

图1是本发明一种废旧沥青混合料的测定方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

参见图1，本发明提供了一种废旧沥青混合料结团率的测定方法，其包括以下步骤：

S1：将废旧沥青混合料过标准筛，记录各档重量；

具体的，S1包括：

S11：根据《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41）推荐的取样方法进行取样；

S12：将取样的废旧沥青混合料烘干、冷却后待用；

S13：去重量为1500~2000 g（m₀）的废旧沥青混合料进行筛分，并记录各档重量m_1i；

具体的，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20）中T0725中的方法进行筛分试验。采用孔径为26.5 mm、19 mm、16 mm、13.2 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm的标准套筛进行筛分。

对于m_1i的测定，可采用以下两种方法：

第一种，在筛分后，将各档标准筛上物质倒出，测定其重量；

第二种，在筛分前，对各档标准筛进行清洗、烘干、冷却，然后记录重量m_si；在按照T0327方法筛分后，直接称量各档标准筛及筛上物质的总重量m_bi；进而通过下式计算出m_1i：

不将筛网上的物质倒出，有利于后期进行下一步的操作，缩短测定流程。

S14：按照下述公式计算集料重量m ₁ ：

S15：若(m₁-m₀)/m₀≥0.15%，则返回S12；若(m₁-m₀)/m₀＜0.15% ，转入步骤S2。

通过以上判断步骤可防止筛分过程中废旧沥青混合料损失过大，影响结团率测定结果。

S2：采用三氯乙烯依次将各档标准筛上筛余料中的沥青去除，并记录各档筛余物重量；

具体的，S2包括：

S21：将步骤S13得到的各档标准筛及其筛余物分别在三氯乙烯中浸泡0.5-3 h，并多次冲洗，除去沥青；浸泡及冲洗过程中收集滤液，并获取滤液中矿粉，测量其重量m_ki；

需要说明的是，在上述操作过程中，将单个标准筛及其筛余物进行浸泡、冲洗；或将分散的多个标准筛同时浸泡，但分别冲洗。应避免将标准筛组成套筛进行冲洗，影响测定结果。

具体的，滤液中的矿粉包括了过滤后滤纸增重和过滤后滤液中的矿粉重量。

S22：将步骤S21得到的标准筛烘干、筛分，然后称量得到m_2i。

具体的，在标准筛烘干后，对其进行简单筛分，然后进行称量。

S3：测定废旧沥青混合料的油石比γ；

具体的，可采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20）中T0722中的方法测定油石比。

也可采用下述方法测定油石比：具体的，可采用下述公式组计算油石比：

其中，m₁为废旧沥青混合物的重量；m_a为废旧沥青混合料中沥青部分总重量；m_2i为各档标准筛上筛余料去除沥青后的重量；m₂为各档标准筛上筛余料去除沥青后的总重量；m_ki为各档标准筛上筛余料去除沥青时滤液中的矿粉重量；m_k为各档标准筛上筛余料去除沥青时滤液中的矿粉总质量。

S4：计算各档废旧沥青混合料的结团率；

具体的，根据以下公式计算结团率：

其中，β_i为第i档废旧沥青混合料的结团率；m_1i为废旧沥青混合料直接过筛后各档的重量；m_2i为各档标准筛上筛余料去除沥青后的重量，γ为废旧沥青混合料的油石比。

通过计算各档废旧沥青混合料的结团率，可对该档废旧沥青混合料的结团情况作出合理评价，进而反馈到前处理工序或者后续应用工序，进行相应调节。

S5：计算总结团率。

具体的，按照下述公式组计算总结团率：

其中，ReLU为线性整流函数；即当β_i≤0时，β_j=0；当β_i＞0时，β_j=β_i。通过计算总结团率，可对整批料的结团特性进行评价。

相应的，本发明提供了上述废旧沥青混合料结团率测定方法的应用；具体的，其涉及在再生沥青混合料制备过程中的应用；具体的，其可以是在废旧沥青混合料处理中的应用，如当判断一批破碎料中某一档的结团率较高时，可对此档的废旧沥青混合料进一步破碎。本发明的测定方法也可应用在指导再生沥青混合料配比中，如当一批废料沥青混合料的结团率较高时，则需要考虑适当提升配方中再生剂的含量；或引入一些其他活性物质，对较大的结团颗粒进行瓦解。

本发明的测定方法可应用在热再生沥青混合料制备中，也可应用在冷再生沥青混合料制备过程中。

下面以具体实施例对本发明进行进一步说明：

实施例1

本实施例提供一种废旧沥青混合料结团率的测定方法，其包括以下步骤：

（1）取废旧沥青混合料1750 g，烘干、冷却后待用；采用孔径为26.5 mm、19 mm、16mm、13.2 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm的标准套筛，测定各筛子的重量；然后采用JTG E20-T0725中的方法进行筛分试验，称量筛上物及标准筛的重量，并计算得到m_1i；

（2）将各标准筛及其筛上物在三氯乙烯中浸泡2 h；然后采用三氯乙烯循环冲洗5~10次，除去沥青；浸泡及冲洗过程中收集滤液，并获取滤液中矿粉，测量总重量m_k；然后将标准套筛烘干，采用JTG E20-T0725中的方法进行筛分试验，称量得到m_2i。

（3）根据m_1i、m_2i和m_k计算油石比；

（4）计算各档集料的结团率，以及总结团率。

其具体的结果如表1和表2所示：

表1 筛分结果

表2 结团率计算结果

实施例2

本实施例公开一种废旧沥青混合料结团率测定方法的应用；

具体的，根据实施例1的测试结果可知，该批废旧沥青混合料结团现象主要集中在0~4.75 mm这一范围，因此在废旧沥青混合料破碎筛分时，建议将废旧沥青混合料筛分为0~4.75mm、4.75~9.5mm和9.5~26.5mm共三档。对于4.75~9.5 mm和9.5~26.5 mm这两档旧料其结团率较小，可以直接使用；而对于0~4.75mm这一范围集料，结团率较高，需要进一步处理。

以上所述是发明的优选实施方式，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润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，包括：

（1）将废旧沥青混合料过标准筛，记录各档筛余物的重量m_1i；

（2）采用三氯乙烯依次将各档标准筛上筛余料中的沥青去除，并记录各档筛余物重量m_2i；

（3）测定废旧沥青混合料的油石比γ；

（4）按照下述公式计算各档废旧沥青混合料的结团率：

其中，β_i为第i档废旧沥青混合料的结团率；m_1i为废旧沥青混合料直接过筛后各档的重量；m_2i为各档标准筛上筛余料去除沥青后的重量，γ为废旧沥青混合料的油石比；

（5）按照下述公式组计算总结团率：

其中，ReLU为线性整流函数。

2.如权利要求1所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，步骤（1）包括：

（1.1）将各档标准筛清理、烘干、冷却后，记录其重量m_si；将取样的废旧沥青混合料烘干、冷却后待用；

（1.2）取重量为m₀的废旧沥青混合料进行筛分；筛分后称量各档标准筛及筛上物质的重量m_bi；并根据下述公式计算各档筛余物的重量m_1i：

（1.3）按照下述公式计算废旧沥青混合料的重量m₁：

（1.4）若(m₁-m₀)/m₀≥0.15%，则返回（1.1）；若(m₁-m₀)/m₀＜0.15% ，转入步骤（2）。

3.如权利要求2所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，步骤（2）包括：

（2.1）将步骤（1.2）得到的各档标准筛及其筛余物分别在三氯乙烯中浸泡0.5-3 h，并多次冲洗，除去沥青；浸泡及冲洗过程中收集滤液，并获取滤液中矿粉，测量其重量m_ki；

（2.2）将步骤（2.1）得到的标准套筛烘干、筛分，然后称量得到m_2i；

其中，m_2i为各档标准筛上筛余物去除沥青后的重量。

4.如权利要求3所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，步骤（3）中，根据以下公式组计算油石比：

其中，m₁为废旧沥青混合料重量；m_a为废旧沥青混合料中沥青部分总重量；m_2i为各档标准筛上筛余料去除沥青后的重量；m₂为各档标准筛上筛余料去除沥青后的总重量；m_ki为各档标准筛上筛余料去除沥青时滤液中的矿粉重量；m_k为各档标准筛上筛余料去除沥青时滤液中的矿粉总重量。

5.如权利要求1所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，步骤（3）中，采用JTG E20-2011 中T-0722的方法测定油石比。

6.如权利要求2所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，步骤（1.2）中，采用孔径为26.5 mm、19 mm、16 mm、13.2 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm的标准套筛进行筛分。

7.如权利要求3所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法，其特征在于，步骤（2.2）中，烘干温度为90-120 ℃。

8.如权利要求1-7任一项所述的废旧沥青混合料结团率的测定方法在再生沥青混合料制备中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述再生沥青混合料为热再生沥青混合料或冷再生沥青混合料。

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