厂拌热再生沥青混合料配合比设计方法.docx

附录A厂拌热再生沥青混合料配合比设计方法A.1一般规定A.1.1本方法适用于厂拌热再生密级配沥青混合料及沥青稳定碎石混合料的配合比设计。A.1.2本指南采用马歇尔配合比设计方法，如采用其他方法设计沥青混合料时，应按本方法进行设计检验，满足要求时方可使用。A.2材料性质测试A.2.1沥青混合料回收料(RAP)应从经过预处理后的RAP料堆取样。A.2.2应根据本指南及有关规范要求测试沥青混合料回收料(RAP)的矿料级配、沥青含量、沥青老化程度等特性。A.3矿料级配设计A.3.1应结合本指南有关要求，根据道路等级、交通等级、气候条件等，借鉴成功经验，确定厂拌热再生沥青混合料的工程设计级配范围。A.3.2根据新旧矿料筛分曲线，宜在工程设计级配范围内计算13组粗细不同的配合比，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配应平顺，不得有锯齿形交错,且在0.30.6mm范围内不出现“驼峰”。A.4确定沥青混合料回收料(RAP)的掺配比例根据工程需要、RAP特性、热再生沥青混合料类型及路用性能，以及再生设备类型等，合理选择RAP的掺配比例。A.5矿料密度计算A.5.1合成毛体积相对密度按式(A.1)计算矿料的合成毛体积相对密度sbov122(A)Ysb-Pn11Pn21Pnn1Pg11Pg21PanYniYn2YnnYaiYa2Yan式中：Pn1>Pn2、Pnn各种新添加矿料成分的配合比，其和记为Pf1；Yn1>Yn2、Ynn各种新添加矿料相应的毛体积相对密度；Pa1、Pa2、Pan各种RAP中回收集料成分的配合比，其和记为Pa,Pn+Pa=100;Yai、Ya2、Yan各种RAP中回收集料相应的毛体积相对密度。A.5.2合成表观相对密度按式(A.2)计算矿料的合成表观相对密度。v_i22(AYsa-Pn1,Pn2,Pnn,Pgi,Pg2,Pgn色乙)式中：Pn1>Pn2、而而高方而高Pnn各种新添加矿料成分的配合比，其和记为PM；Y'n1、Y'n2、Y?nn各种新添加矿料相应的表观相对密度；Pa1Pa2、Pan各种RAP中回收集料成分的配合比，其和记为Pa,Pn+Pa=100;Y'a1、Y'a2、Yan一各种RAP中回收集料相应的表观相对密度。A.5.3确定矿料的有效相对密度有效相对密度宜直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按式(A.3)计算确定，其中沥青吸收系数C值根据材料的吸水率由式(A.4)求得，材料的合成吸水率按式(A.5)计算：Yse=C×Ysa+(1-C)XYsb(A3)C=0.0332X-0.2936x+0.9339(A.4)%=(.-.)X100(A.5)式中：Yse合成矿料的有效相对密度；C合成矿料的沥青吸收系数，可按矿料的合成吸水率从式(B-4)求取；x合成矿料的吸水率，按式(B-5)求取，%；Ysb矿料的合成毛体积相对密度，按式(B-I)求取，无量纲；Ysa矿料的合成表观相对密度，按式(B-2)求取，无量纲。A.5.4确定厂拌热再生混合料的最大理论相对密度厂拌热再生混合料最大理论相对密度宜采用计算法,如能仔细操作,将细集料分散到6mm以下，也可采用真空法实测。计算法中的集料宜采用燃烧炉法回收RAP中矿料，也可采用抽提法回收RAP中矿料,按式(A.6)求取。Yti=Pp1?Pb(A6)YseYbyab式中：Pnbi所计算的沥青混合料的新沥青用量，%；Pabi所计算的沥青混合料中RAP所含旧沥青占混合料总质量百分比，%；Ynb新沥青的相对密度(25°C25°C),无量纲；YabRAP中回收沥青的相对密度(25oC25oC),无量纲；Yti相对于计算沥青用量为Pabi、Pnbi时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；Psi所计算的沥青混合料的矿料含量，Psi=IOO-Pabi-Pnbi,%；Yse矿料的有效相对密度，按式(A.3)计算，无量纲。A.6新沥青选择和再生剂用量A.6.1应根据道路等级、交通荷载、气候条件、路面类型及在结构层中的层位及受力特点等，结合当地的使用经验，经技术论证确定新沥青和再生沥青技术指标。新沥青采用与项目所在区域新拌沥青混合料相同的沥青，无需调整新沥青的标号，宜选用再生剂对老化沥青进行性能恢复。A.6.2再生剂掺量的确定应符合下列要求：a)应根据RAP中沥青老化程度、沥青含量、RAP掺配比例、再生剂与沥青的配伍性等，选择与老化沥青相容性好、渗透性优、耐老化的再生剂；b)应根据再生沥青指标要求，确定再生剂掺量。将再生剂按一定间隔的等差数列比例掺入旧沥青，测定再生沥青的针入度、软化点、延度等指标，绘制变化曲线，根据回收沥青性能的恢复情况确定再生剂掺量。A.7估算新沥青用量A.7.1再生沥青混合料的总沥青用量可根据工程材料特性、交通及气候等条件，结合当地的工程经验估计，也可按式(A.7)估计总沥青用量：Pb=0.035+0.045&+Kc+F(A.7)式中：Pb估计的热再生沥青混合料中的总沥青用量()；K系数，当0.075mm筛孔通过率为610%的时，K取0.18；当0.075mm筛孔通过率为小于或等于5%时，K取0.20；a未通过2.36mm筛孔的集料比例(%)；b通过2.36mm筛孔且留在0.075mm筛孔上集料的比例(%)；c通过0.075mm筛孔矿料的比例(%)；F取值为02.0,取决于集料的吸水率，缺乏资料时取0.7。A.7,2按式(A.8)计算热再生沥青混合料的新沥青用量Pm式中：Pnb热再生沥青混合料的新沥青用量(%)；Pb热再生沥青混合料的总沥青用量(%)；PabRAP中的沥青含量(%)；RRAP掺配比例(%)。A.7.3不同档的沥青混合料回收料(RAP),其沥青含量应分别计算再加权求和。A.8马歇尔试验A.8.1成型马歇尔试件应符合下列要求：a)将沥青混合料回收料(RAP)在烘箱中加热至120,加热时间不宜超过2h；b)根据粘温曲线或对应的热拌沥青混合料经验，确定新沥青的加热温度、拌和温度及成型温度；c)由成型温度、RAP加热温度、RAP与新集料比例等，确定新集料加热温度；d)拌和时的投料顺序宜为：在满足拌和温度的拌和锅中先倒入RAP,并加入再生剂搅拌均匀(搅拌时间约30s),然后加入新集料搅拌均匀(搅拌时间约30s),再加入新沥青搅拌均匀(搅拌时间约60s),最后加入矿粉搅拌均匀(搅拌时间约60s),总拌和时间约3min；e)拌好的热再生沥青混合料宜在烘箱中保温12h,将一个试样所需的混合料倒入预热的试模中，成型方法与新拌沥青混合料相同。宜适当增加成型试件，每个油石比的试件数量宜不少于6个；f)常用热再生沥青混合料室内试验各阶段温度控制可参照表A.1。表A.1常用热再生沥青混合料的室内试验温度控制要求位为工序沥青类型普通沥青（70号）改性沥青沥青加热温度150160165175沥青混合料回收料（RAP）120130集料加热温度根据RAP加热温度、RAP掺量等综合调整，不宜高于220再生剂温度根据使用说明确定击实成型温度145150160165注：对于其他标号的普通沥青可在此基础上结合JTGF40公路沥青路面施工技术规范的有关要求调整。A.8.2以预估新沥青用量Pnb、Pnb±O.5>Pnb+1.0这5个沥青用量水平，测试马歇尔试件的稳定度和流值，并计算体积指标。A.8.3马歇尔体积参数计算应符合以下要求：a）应采用表干法测试马歇尔试件的毛体积相对密度f和吸水率；b）按式（A.9）、（A.10）、（A.11）计算沥青混合料试件的空隙率VV、矿料间隙率VMA、有效沥青的饱和度VFA等体积指标，取1位小数，进行体积组成分析。gT)×10°(A.9)VMA=(1"XR)XIOO(A.10)Ysb(A.11)4VMA-VV“八VFA=X100VMA式中：VV试件的空隙率，%；%;VMA试件的矿料间隙率，VFA试件的有效沥青饱和度（有效沥青含量占VMA的体积比例），%；Yf试件的毛体积相对密度，无量纲；Yt沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；Ps各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即PS=IOo-Pb,%；YSb矿料合成的毛体积相对密度，按式（A.1）计算。A.8.4再生沥青混合料最佳油石比的确定由马歇尔试验方法确定最佳油石比，确定方法与评定标准和JTGF40中热拌混合料的有关规定一致，然后按照本指南规定的方法进行高温稳定性、水稳性、低温抗裂性能的检验。如果性能检验不满足本指南要求时，应重新进行再生沥青混合料配合比设计，直至再生沥青混合料性能指标全部满足要求。A.9再生沥青混合料配合比验证铺筑试验路时，应取样回收沥青并检测其性能、测试油石比和级配，并进行马歇尔各项指标、车辙动稳定度、浸水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲等试验，验证是否满足设计和规范要求。如果经试验路检验，发现再生沥青混合料存在问题，应分析原因并予以修正，直至满足设计和规范要求，再生沥青混合料配合比设计才算完成，才能进行规模化施工。图A.1厂拌热再生沥青混合料配合比设计流程图