浅述厂拌热再生AC-20型沥青中面层配合比设计
作者：奚林乐
来源：《科技创新导报》2011年第30期
摘要:我国的公路养护将成为新的热点,而利于环保、低成本高效率的旧沥青路面热再生技术为沥青路面养护提供了正确的方向。
本文对厂拌热再生AC-20型沥青中面层配合比设计流程与注意要点进行阐述。
关键词:厂拌热再生沥青配合比
中图分类号:U412 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)10(c)-0070-01
厂拌热再生沥青混合料是采用对旧沥青路面铣刨后,将RAP材料运送到拌和厂经热再生拌和设备加热后与新的沥青混合料按设定的掺加比例进行拌和后生产的沥青混合料,现提出如下施工指南。
1 原材料要求
厂拌热再生的原材料主要有新加沥青、新加集料、矿粉以及沥青面层RAP材料。
(1)新加沥青:沥青面层采用优质道路石油沥青,标号为70号或90号,其技术要求应满足公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)的要求。
(2)新加粗集料:应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。
中面层采用石灰岩等碱性石料,应选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。
集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料应按每2000T一次的频率进行检验。
(3)新加细集料:采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,石质为石灰岩,不能采用山场的下脚料。
对进场细集料,施工单位应按每1000T一次的频率进行检验。
(4)填料:宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。
矿粉必须干燥、清洁,矿粉质量技术要求见表五,进场填料不少于每50吨检验一次。
拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料,以确保沥青面层的质量。
(5)沥青面层RAP材料:厂拌热再生用的RAP为原公路中面层沥青面层的RAP材料,要求RAP材料粒径规格基本一致,没有大的团块,且应干燥、洁净,含泥量不得大于1%,用于再生生产的旧沥青混合料颗粒尺寸应小于31.5mm(方孔筛)。
检测内容和频率要求:RAP材料每500T检测一次,检测RAP材料的级配和残留沥青用量。
2 中面层沥青混合料的技术标准
按沥青面层所选定的沥青混合料类型,均为热拌密级配沥青混合料混合料。
根据JTG F40-2004的规定,中面层再生沥青混合料性能技术指标不得低于同类型的普通沥青混合料车辙不小于1000(热拌道路石油沥青混合料),应符合规定的马歇尔试验技术标准。
3 厂拌热再生配合比设计要求
(1)目标配合比设计阶段
①确定各矿料的组成比例。
掺加20%-30%RAP材料,按规范要求进行相应的配合比设计工作,分别取具有代表性的筛分后的沥青旧料,对其进行抽提、筛分,确定RAP材料残留沥青用量和级配。
同时从施工现场分别取各种矿料进行筛分,用计算机或图解计算各种矿料和RAP材料的合成级配,使合成的矿质混合料级配符合表七的范围,使合成的沥青用量满足经验采用的沥青用量。
采用随机取样的方法,取得具有足够用量的RAP材料,并进行抽提筛分,确定RAP材料中残留的沥青含量和矿料的级配。
方法应参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052)中离心分离法或回流式抽提仪法测定,可采用燃烧法测定结果作为参考,并应在检测报告中注明所用的检测方法。
②确定沥青的最佳油石比。
用计算确定的矿料组成和经验采用的油石比范围,按0.5%间隔变化,取五个不同的油石比,用实验室小型拌和机拌制沥青混合料,制备五组马歇尔试件。
据马歇尔稳定度试验结果,分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱和度、VMA与油石比的关系曲线,从曲线上找出相应与最大密度、最大稳定度、空隙率范围中值及沥青饱和度范围中值对应的四个油石比,求出四者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1,但如果对选择试验的油石比范围,密度或稳定度没有出现峰值,可直接以目标空隙率所对应的油石比作为OAC1;作图求出能满足沥青混凝土各项指标要求的油石比范围(OACmax,OACmin),该范围的中值为OAC2,如果最佳油石比的初始值OAC1在OACmax与OACmin之间,则认为设计结果是可行的,可取OAC1与OAC2 的中值作为目标配合比的最佳油石比OAC。
③残留稳定度检验。
按以上配合比制备沥青混合料马歇尔试件,做浸水48小时马歇尔试验,检验残留稳定度必须满足表二的规定。
(2)生产配合比设计阶段
①确定各热料仓矿料和矿粉的用量。
必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分,根据筛分结果和RAP材料的级配情况,通过计算,使矿质混合料的合成级配接近目标配合比并符合表六的规定,以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例,供拌和机控制室使用。
同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡。
②确定最佳油石比。
取目标配合比设计的最佳油石比OAC和 OAC±0.3%、OAC±0.6%五个油石比,取以上计算的矿质混合料,用试验室的小型拌和机拌制沥青混合料进行马歇尔试验,按目标配合比设计方法绘图分析,得出OAC1和OAC2后综合确定生产配合比的最佳油石比OAC。
按以上方法确定的OAC可能与目标配合比的OAC不一致,如相差不超过0.2个百分点,应按生产配合比确定的OAC进行试件拌和试铺,或分析确定试拌试铺用油石比;如相差超过0.2个百分点,应找出原因,进一步试验分析后确定试拌试铺用油石比。
③残留稳定度检验。
按以上生产配合比,用室内小型拌和机拌制沥青混合料,做浸水48小时马歇尔试验,检验残留稳定度,必须满足表六的规定。
(3)生产配合比验证阶段
用生产配合比进行试拌,沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段。
取试铺用的沥青混合料进行马歇尔试验检验和沥青含量、筛分试验,检验标准配合比矿料合成级配中,至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近目标配合比级配值,并避免在0.3mm～0.6mm处出现驼峰。
由此确定正常生产用的标准配合比。
4 厂拌热再生沥青混合料配合比设计步骤
①现场RAP材料随机取样→②抽提试验;确定再生材料中集料级配;再生材料中沥青含量
→③材料分析:原材料质量检测、集料级配、分析各矿料的组成比例及沥青用量;要按照旧料掺量30％～50％时,应进行老化沥青性能评价及再生剂选择;要按照旧料掺量10％～30％时,将RAP作为原材料的一种,进行配合比设计→④确定RAP材料掺量、最佳沥青用量和再生沥青混合料的级配组成→⑤对再生沥青混合料进行各项性能试验→⑥确定设计RAP材料掺量及新料比例、沥青用量→⑦确定目标配合比→⑧进行生产配合比设计。
参考文献
[1] JTG F4022004,公路沥青路面施工技术规范.
[2] MS22(第六版),沥青混凝土设计方法.
[3] JTJ0522200,公路工程沥青及沥青混合料试验规程.。