厂拌乳化沥青冷再生室内配合比试验计划.doc

厂拌乳化沥青冷再生室内配合比设计试验计划
该项目主要包含项目级的乳化沥青设计和项目级的混合料室内配合比设计。通过科学严格的评价及分析，最终确定厂拌乳化沥青的生产配合比。通过现场调整，确保施工的高质量和高水平。
（一） 基质沥青的检测指标
对基质沥青除进行常规的三大指标检测外，针入度（25℃）、软化点（5℃）、延度（10℃和15℃）、60℃动力粘度、蜡含量、闪点、溶解度、密度（15℃）、TFOT等相关试验，使其能满足规范中道路石油沥青规范要求。
（二） 高品质的乳化沥青配方设计
2.1.1 铣刨料分析
采用将铣刨料RAP风干后进行筛分试验，RAP分成粗（9.5-26.5mm）、细（0.075-9.5mm）2档，对铣刨料进行抽提分析级配及沥青含量。RAP中极少部分的粒径≥31.5mm，混合料设计过程中该部分不考虑在内。
RAP筛分结果如表1所示。
表1 RAP筛分结果
筛孔尺寸（mm）
RAP通过率，%

粗（9.5+mm）
细（9.5-mm）
26.5

19

9.5

4.75

2.36

0.3

0.075

2.1.2级配的选择
乳化沥青冷再生料级配组成的主要设计依据是我国2008.7.1实施的《公路沥青路面再生技术规范》（JTJ F41-2008），冷再生混合料的级配根据RAP料筛分情况进行设计和改良。
表2 乳化沥青冷再生料级配组成
筛孔尺寸
（mm）
级配组成，%
合成级配，
%
级配范围，%
粗
（9.5+mm）
细
（9.5-mm）
新石屑
组成比例

-
中值
上限
下限
26.5

100
100
100
19

95.0
100
90
9.5

70.0
80
60
4.75

50.0
65
35
2.36

35.0
50
20
0.3

12.0
21
3
0.075

5.0
8
2

2.2乳化沥青配方配伍性设计
乳化沥青的配伍性设计目的是确保乳化沥青的化学活性与旧料的化学匹配。既能保证乳化沥青合适的破乳速度，保证混合料裹覆充分和施工工作性，也保证其合适的化学凝结时间确保胶结料粘结力的形成，满足开放交通的需要。
a) 拌合试验（室内裹覆试验）
综合旧料、新料（如需要）、活性填料性质、气候和施工条件，备用3-5种乳化沥青配方，对每个配方，按照0.5%的变化量确定5个乳化沥青用量，在各乳化沥青用量下与合成级配的矿料分别进行试拌，观察混合料的工作性、拌合均匀性、与集料裹覆状态及混合料的浆态。最终选择合适配方的乳化沥青。
b) 早期强度试验
根据初步选定的乳化沥青配方，在其推荐液体组合下，成型试件，在预估的施工温度下进行养生，养生结束后立即进行混合料早期强度试验（粘结力试验、磨耗试验和钻芯试验）。相关指标如下：
表3 乳化沥青冷再生混合料早期强度控制指标
试验项目
技术要求
粘结试验（g/cm2） 不小于
185
磨耗试验（%） 不小于
2
钻芯试验（芯样完整性）
完整
配伍性试验的结果是推荐与项目旧料（气候条件）配伍的乳化沥青配方，并给出每个乳化沥青用量对应的预湿水量（液体组合），以及早期强度的液体组合。在此基础上，进一步进行混合料设计。
（三） 混合料配合比设计
3.1 乳化沥青检测
乳化沥青主要采用业主指定的基质沥青、微实维克的专用乳化剂，通过合理的配方设计及性能考察生产出一至两种适宜厂拌乳化沥青冷再生的高品质乳化沥青，要保证乳化沥青的品质，其中：乳化沥青的配方设计、乳化剂的选择、破乳速度是其关键。
采用专用于冷再生的乳化沥青，其检测指标应符合表4。
表4 乳化沥青试验指标和技术要求
检 测 项 目
技术规格
试验方法
破乳速率
慢裂
T 0658
电荷
阳离子（＋）
T 0653
筛上剩余量（1.18mm），％
≤0.1
T 0652
恩格拉粘度，E25
2-30
T 0622
标准粘度C25.3s
10-60
T 0621
蒸发
残留物
残留物含量，％
≥63
T 0651
针入度（25℃），1/10mm
20-100
T 0604
软化点，℃
≥42
T 0606
延度（15℃），cm
≥40
T 0605
溶解度（三氯乙烯），％
≥97.5
T 0607
与粗集料的裹覆性，裹覆面积
≥2/3
T 0654
与粗、细粒式集料拌和试验
均匀
T 0659
常温贮存稳定性
1d，％
5d，％
≤1
≤5
T 0655

3.2 确定混合料级配
3.3 水泥
采用缓凝普通硅酸盐标号为425（或325）水泥试验中水泥含量采用一般为1.0～2 %左右，通过相关试验确定合适的水泥用量。
3.4 试验研究
3.4.1 确定最佳乳化沥青用量
采用马歇尔击实仪50次双面击实试件，将试件连同试模一起侧放在60℃的鼓风烘箱中养生48h，将试模从烘箱中取出，乳化沥青试样应立即放置到马歇尔击实仪上，双面各击实25次，在室温下冷却至少12h，然后脱模。试件按照我国沥青路面再生规范进行路用性能的评价试验。
3.4.2材料组成
试验过程中通过变化乳化沥青含量进行冷再生混合料的性能研究，采用的材料用量如表5所示。
表5 材料组成比例
材料
材料含量（占RAP料的质量比），%
水泥

乳化沥青

水

3.5 性能验证
3.5.1马歇尔试验

试件分成两组，每组3个平行试件，一组浸泡在40℃的恒温水浴中1h后进行马歇尔试验；另一组在25℃恒温水浴中浸泡23h，再放入40℃恒温水浴中1h后测其马歇尔稳定度。
3.5.2劈裂试验
试件分成两组，每组3个平行试件，一组浸泡在15℃恒温水浴中1h后测其劈裂强度；另一组在25℃恒温水浴中浸泡23h，再放入15℃恒温水浴中1h后测其浸水劈裂强度，
3.5.3冻融劈裂试验
将养生好的一组试件以标准的饱水试验方法真空饱水，再放入塑料袋中加入约10ml水，扎紧袋口，将试件放入-18℃的冰箱保持16h，取出试件立即放入60℃的恒温水槽中，撤去塑料袋保温24h。将两组试件全部浸入温度25℃的恒温水槽中2h后进行劈裂试验。
3.6最佳生产工艺确定
采用劈裂强度作为设计控制指标，根据试验结果分析，确定室内试验推荐的最佳乳化沥青用量、水泥含量、预湿水的用量。
（四）小结
乳化沥青冷再生混合料性能的试验结果和技术要求如表6所示。
表6 乳化沥青冷再生料试验结果和技术要求
试验项目
技术要求
马歇尔试验（40℃）
空隙率（％）
9-14
马歇尔稳定度（kN）
≥6.0
浸水马歇尔稳定度（kN）
-
残留稳定度（％）
≥75
劈裂试验（15℃）
劈裂强度（MPa）
≥0.5
浸水劈裂强度（MPa）
-
干湿劈裂强度比（％）
≥75
冻融劈裂试验, TSR（％）
≥70

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