一種基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法
2023-07-05 01:22:16
一種基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法
【專利摘要】本發明提供的基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法，包括如下步驟：(1)測定早期強度；(2)測定運輸穩定性；(3)測定整體性；(4)乳化劑優選條件為：A.黏聚力大於180g/cm2早期強度合格，且越大越適用於快速開放交通；B.乳化瀝青冷再生混合料從生產到施工碾壓所需的時間小於該可工作時間，運輸穩定性合格；C.能取出完整芯樣為整體性合格。本發明提供的試驗方法可以優選不同施工及應用條件的冷再生用乳化劑。
【專利說明】-種基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法
【技術領域】
[0001] 本發明是一種用於優選冷再生用乳化劑的方法，尤其是一種較易解決優選冷再生 用單體乳化劑或復配乳化劑的方法，屬於公路漸青路面性能測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 漸青路面的設計使用年限一般為8到15年，從現在算起，每年將有約10%的漸青 路面進入養護或重建周期，每年由此產生的廢舊漸青路面材料將達到上百萬噸。若能把該 些廢舊漸青路面材料回收後進行再生循環利用，每年將節約至少數億元的材料費用，而且 隨著基礎設施的不斷建設，該個數據還在W每年約15 %的速度不斷增長。
[0003] 乳化漸青冷再生技術是將原有路面的舊面層進行就創、破碎、篩分後，通過對回收 舊路材料進行分析，加入一定量的乳化漸青，並根據原有路面材料的特點和工程實際需要， 可W加入一定數量的新集料後進行充分拌和，將再生後的混合料攤鋪在具有符合規範要求 強度和平整度的道路基層上，進行碼壓，使其達到漸青路面性能要求的混合料結構層施工 工藝。
[0004] 乳化漸青冷再生技術可W消耗大量舊料，可W減少回收舊料的堆放，減少由於舊 料堆放造成的環境汙染及佔用±地；乳化漸青冷再生技術可W節約大量的砂石料等不可再 生資源，減少因石料開採對環境的破壞，有助於礦山生態恢復和環境保護，有利於循環經濟 發展；乳化漸青冷再生混合料在常溫下生產、施工，減少因加熱所消耗的能源，減少二氧化 碳排放，減少漸青煙等有毒氣體排放，符合目前節能減排、低碳環保的發展趨勢。
[0005] 在常溫條件下儲存時，乳化漸青是具有良好流動性的液態息浮混合物，即漸青的 顆粒在重力和表面電荷的排斥力共同作用下息浮在水中。在漸青顆粒互相碰撞的過程中， 也會出現少量的顆粒接觸團聚的現象，但是，由於該種團聚現象出現的很少，不會影響乳化 漸青的質量和使用效果。乳化漸青與RAP料拌和時，由於乳化漸青顆粒表面的電荷與石料 表面的電荷發生了中和反應，漸青顆粒的電荷沒有完全消失，還沒有牢固地結合成具有強 度的漸青膜，該就是石料（包括回收料）和乳化漸青剛剛拌和成冷再生混合料時的狀態。該 種狀態存在的時間長短，與集料的性質有關，更重要的是乳化劑的類型。在採用慢裂慢凝型 的乳化劑時，該一狀態有時會保持幾天時間，設計者可W通過調節乳化劑的配方來調節該 一過程的長短。經過壓路機的碼壓，在水份完全蒸發和漸青顆粒電荷完全中和後，漸青顆粒 進一步結合，部分漸青已經完全連接成漸青膜，此時，冷再生混合料的強度已經達到開放交 通的要求，但是還沒有達到最大強度。經過二次攤鋪的高溫作用和一段時間的交通碼壓，漸 青的顆粒會進一步結合，形成完全固態的堅實漸青膜，該時混合料強度達到了最大值，而且 混合料結構也變得相當的穩定。乳化漸青冷再生混合料是一個乳化漸青一水一集料所 形成的平衡體系，該體系的穩定平衡、平衡打破、初期強度形成、強度逐漸提高主要與單體 乳化劑或復配乳化劑性質有關。
[0006] 乳化漸青的生產是乳化漸青冷再生技術的基礎，乳化劑的優選則是乳化漸青冷再 生混合料性能及工程應用效果的保證。冷再生用乳化漸青不僅應滿足乳化漸青性能指標， 還應滿足工程中的需要。如；當工程不同時，所用RAP及礦料性質不同，乳化漸青與礦料應 具有較好的裹覆效果；當施工現場與混合料生產廠之間距離較遠時，乳化漸青冷再生混合 料在長距離運輸後應仍具有較好的工作性及和易性（可壓實性），即乳化漸青冷再生混合 料在卸料、攤鋪、壓實的過程中具有較好的流動性；當乳化漸青冷再生技術應用於城市道路 時，由於無法封閉交通養生，須快速開放交通，乳化漸青冷再生混合料應具有較高的早期強 度；當養生期間的天氣狀況為陰天、下雨，或道路兩側有房屋及樹木遮擋時，乳化漸青冷再 生混合料強度應增長較快，即水分散失較慢時，養生後的混合料應具有較好的整體性。由於 上述工程條件的限制，導致乳化漸青雖然滿足了規範所規定的技術指標，但在實際應用時 卻經常無法滿足實際需求而導致施工無法正常進行或路面使用性能下降，因此，上述技術 難點及工程條件是乳化劑優選中亟需考慮的關鍵因素。
[0007] 然而，目前還沒有針對生產、施工中的技術難點，有針對性的優選乳化劑的方法。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是提供一種用於優選冷再生用單體或復配乳化劑的方法，可W針對 生產、施工中的技術難點，有針對性的優選乳化劑，從而驗證乳化漸青配方，該方法簡單易 行，解決了當前無基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法的問題。
[000引技術方案：
[0010] 在乳化漸青冷再生技術應用的各個環節中，存在一定的技術難點，需要乳化漸青 混合料滿足不同的性能要求，從而保證乳化漸青冷再生技術的順利實施。因此，如表1所 示，本發明針對生產、施工及使用過程中的技術難點，分別提出乳化漸青冷再生混合料相應 的性能要求及評價方法。
[0011] 基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法，包括如下步驟；（1)測定早期強度， (2)測定運輸穩定性，（3)測定整體性，（4)乳化劑特性優選；
[0012] 所述早期強度的測定方法為：（11)按照目標配合比設計結果拌制乳化漸青冷再 生混合料，採用旋轉壓實成型製備圓柱形試件，
[001引將所成型試件在溫度為20。相對溼度90%的恆溫恆溼養護箱中養生化，養 生結束後參照鄭州大學碩±學位論文《高性能乳化漸青廠拌冷再生混合料設計方法研究》 立即進行黏聚力試驗測定；
[0014] 所述運輸穩定性的測定方法為：
[0015] (21)按照目標配合比設計結果拌制乳化漸青冷再生混合料A，取部分A料製成成 型試件1，計時開始為零，餘下A料塑膠袋密封待用，
[0016] (22)每間隔S時間，採用相同的方法，製備相同質量的試件2、3、4......，
[0017] (23)至製作完成n個試件時的總成型時間大於實際工程運輸時間或試件高度大 幅增加時停止，
[0018] (24)將所成型試件1、2、3、4……及未成型的餘下A料放入通風烘箱中養生，所述 養生為在6(TC通風烘箱中靜置4她，
[0019] (25)將養生後的試件1、2、3、4……取出，待冷卻至室溫後通過水中重法分別測定 其毛體積密度P。;將養生後的餘下A料取出並測試其理論最大相對密度P，
[0020] (26)計算試件空隙率V。，V。= (1- P。/ P ) X 100,並繪製試件空隙率隨成型時間 變化曲線，根據《公路漸青路面再生技術規範》要求，乳化漸青冷再生混合料空隙率範圍為 9?14%，因此從曲線上讀取試件空隙率<86%的成型時間最大值，為乳化漸青冷再生混合 料可工作時間S"，所述n為1、2、3、4……；
[0021] 所述整體性測定方法為：
[0022] (31)按照目標配合比設計結果拌制乳化漸青冷再生混合料，旋轉壓實成型製備圓 柱形試件，試件高度與工程中所鋪築乳化漸青冷再生層厚度相等，
[0023] (32)將成型好的試件四周及一個端面用塑料薄膜包裹，另一個端面裸露，W模擬 路面中混合料與環境的接觸狀態，將包裹好的試件放入2(TC，相對溼度90%的環境箱中養 生7化，
[0024] (33)將養生好的試件鑽芯取樣；
[0025] 所述乳化劑優選條件為同時滿足；A、黏聚力大於180g/cm2早期強度合格，且越大 越適用於快速開放交通；B、乳化漸青冷再生混合料從生產到施工碼壓所需的時間小於該可 工作時間，運輸穩定性合格；C、能取出完整芯樣為整體性合格。
[0026] 所述步驟（11)中圓柱形試件直徑為150mm，混合料質量為3kg，試件高度為 75 + 2mm〇
[0027] 所述才合料A為45kg，部分A料為化g，S時間為30分鐘。
[0028] 所述試件1、2、3、4……採用旋轉壓實法製備，旋轉次數為20次，採用端面直徑為 IOOmm的試模。
[0029] 所述步驟（31)中圓柱形試件直徑為150mm。
[0030] 本發明提供的試驗方法可W優選不同施工及應用條件的冷再生用乳化劑。
[0031] 本發明的優選原理W及方案詳述：
[0032] 表1乳化漸青冷再生實施過程中技術難點及評價方法
【權利要求】
1. 基於混合料性能的冷再生用乳化劑優選方法，包括如下步驟：（1)測定早期強度， (2)測定運輸穩定性，（3)測定整體性，（4)乳化劑特性優選。 所述早期強度的測定方法為： (11) 按照目標配合比設計結果拌制乳化浙青冷再生混合料，採用旋轉壓實成型製備圓 柱形試件， (12) 將所成型試件在溫度為20°C，相對溼度90%的恆溫恆溼養護箱中養生4h，養生結 束後參照鄭州大學碩士學位論文《高性能乳化浙青廠拌冷再生混合料設計方法研究》立即 進行黏聚力試驗測定； 所述運輸穩定性的測定方法為： (21) 按照目標配合比設計結果拌制乳化浙青冷再生混合料A，取部分A料製成成型試 件1，計時開始為零，餘下A料塑膠袋密封待用， (22) 每間隔S時間，採用相同的方法，製備相同質量的試件2、3、4......， (23) 至製作完成η個試件時的總成型時間大於實際工程運輸時間或試件高度大幅增 加時停止， (24) 將所成型試件1、2、3、4……及未成型的餘下Α料放入通風烘箱中養生，所述養生 為在60°C通風烘箱中靜置48h， (25) 將養生後試件1、2、3、4……取出，待冷卻至室溫後通過水中重法分別測定其毛體 積密度Pn;將養生後的餘下A料取出並測試其理論最大相對密度P， (26) 計算試件空隙率Vn，Vn = (1- P n/ P ) X 100,並繪製試件空隙率隨成型時間變化 曲線，根據《公路浙青路面再生技術規範》要求，乳化浙青冷再生混合料空隙率範圍為9? 14%，因此從曲線上讀取試件空隙率〈86%的成型時間最大值，為乳化浙青冷再生混合料可 工作時間S w，所述η為1、2、3、4……； 所述整體性測定方法為： (31) 按照目標配合比設計結果拌制乳化浙青冷再生混合料，旋轉壓實成型製備圓柱形 試件，試件高度與工程中所鋪築乳化浙青冷再生層厚度相等， (32) 將成型好的試件四周及一個端面用塑料薄膜包裹，另一個端面裸露，以模擬路面 中混合料與環境的接觸狀態，將包裹好的試件放入20°C，相對溼度90%的環境箱中養生 72h, (33) 將養生好的試件鑽芯取樣； 所述乳化劑優選條件為同時滿足：A、黏聚力大於180g/cm2早期強度合格，且越大越適 用於快速開放交通；B、乳化浙青冷再生混合料從生產到施工碾壓所需的時間小於該可工作 時間，運輸穩定性合格；C、能取出完整芯樣為整體性合格。
2. 根據權利要求1所述優選方法，所述步驟（11)中圓柱形試件直徑為150_，混合料 質量為3kg，試件高度為75 ± 2mm。
3. 根據權利要求1所述優選方法，所述混合料A為45kg，部分A料為lkg，S時間為30 分鐘。
4. 根據權利要求1所述優選方法，所述試件1、2、3、4……採用旋轉壓實法製備，旋轉次 數為20次，採用端面直徑為100mm的試模。
5. 根據權利要求1所述優選方法，所述步驟（31)中圓柱形試件直徑為150mm。
【文檔編號】G01N33/42GK104237491SQ201410532266
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月10日 優先權日:2014年10月10日
【發明者】柳浩 , 楊麗英, 董雨明, 王建國, 王真, 李振, 李恩光, 王寶新 申請人:北京市政路橋建材集團有限公司, 北京正達坤順技術檢測有限公司