工程材料与设备器 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 厂拌热再生沥青混合料马歇尔配合比设计方法改进 张永利’，陶清容 （１．乌鲁木齐市城市综合交通项目研究巾心，新疆乌鲁木齐２．重庆鹏方路面Ｔ程技术研究院有限公司，重庆摘８３０００１； ４０００５４） 要：通过对再生沥青混合料的研究，从设汁方法上对其进行了改进，弥补了现有规范的缺陷和不足，使马歇尔设计方 法能更地的应用于厂拌热再生混合料工程中。 关键词：再生沥青混合料；配合比设计；旧矿料掺量 中图分类号：Ｕ ４１４．１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００９—７７６７（２０１８）０ｌ一０２０３—０３ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｒｓｈａｌｌ Ｍｉｘ Ｄｅｓｉｇｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｌａｎｔ－ｍｉｘｅｄ Ｈｏｔ Ｒｅｃｙｃｌｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ Ｍｉｘｔｕｒｅ Ｚｈａｎｇ Ｙｏｎｇｌｉ，Ｔａｏ Ｑｉｎｇｒｏｎｇ 厂拌热再生沥青混合料由回收料（ＲＡＰ）、新集料、 混合料一样，再生沥青混合料必须正确进行材料组成 设计才能确保其优良的路用性能，其不同点主要表现 加了一些。 １）在进行级配分析时，需要测定旧料抽提后的分 ２）沥青含量的检测采用抽提离心法。 ３）在进行沥青老化指标检测时，先用阿布森法或 新沥青和再生剂等材料拌和而成。与传统的热拌沥青 计筛余及其变异程度。 在再生沥青混合料材料配比的方法和涉及的变量增 者微波加热萃取法进行沥青回收试验，以便充分消除 矿粉以及ｊ氯乙烯的影响。试验过程中再对多组旧料 ４）旧集料的物理力学指标测试可以采用抽提离心 渍法测得的旧料最大理论相对密度来计算集料的有 笔者为补充规范在再生混合料设计方面的缺陷 进行测试，以便得出沥青老化指标的变异性。 和不足．将结合实际对现行的马歇尔设计方法进行修 沥青混合料Ｔ程的配比设计。 ｌ对现行马歇尔设计方法的改进 正，以便使其能够更科学、合理地应用于厂拌热再生 法来进行，但对于密度指标测定，则建议采用沥青浸 效合成密度。 根据道路类型、等级、气候条件、交通特点。充分 从总体上讲，应将配合比设计顺序进行一定的调 １．２确定工程设计级配范围 整．即在确定丁程设计级配范同或目标级配范围前应 先检测新、旧矿料等原材料的各项技术指标，再选择 借鉴成功经验，确定工程设计级配范同。再生沥青混合 ＲＡＰ掺量与新沥青标号。而在原材料检测（先）与ＲＡＰ 料级配范围的确定一方面可参考ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４｛公路 掺量以及新沥青选择（后）之间还应进行合成矿料级 沥青路面施工技术规范》…中规定的相应类型的沥青混 配设计。只有在合成矿料级配设计完成后，才能通过 合料级配范围，另一方面以当地成熟级配作为指引．在 ＡＩ经验公式估算得到再生混合料的沥青总量，进而得 未经过大量工程实践获取到再生沥青混合料合理级 到再生沥青混合料总量。因此，逻辑清楚、数学关系严 配之前，再生沥青混合料合成级配应尽量符合拌和站 密的设计步骤如下。 １．１原材料特性分析方法 ． 新拌沥青混合料目标配合比设计级配要求。 １．３选择旧矿料的掺配比例 原材料主要由新添集料、旧料组成。对于新添集料， 《公路沥青路面再生技术规范》ｌ！Ｉ要求的是先确定 按照现行规范要求进行试验选择；对于旧料，需要进 新加的沥青标号和估算的沥青总用量，但是新沥青标 行抽提前、后的级配分析，沥青含量测定，沥青老化指 号的确定又必须预先知道新、旧沥青的比例，估算沥 标检测以及集料性质检测。 青总用量时必须知道新、旧矿料的掺配比例。 Ｚ０１８￣１棚（１一）第３６誊，事荭投ｊＩ：２０３ 器工程材料与设备 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 因此，旧料掺量ｎ、旧矿料掺配比例．ｓ 和再生混 合料沥青总量 。有如下关系： Ｐ，一！ 二 ２ 一！ 二 ！ 一ｐ一 １００一 …１００（１００一 ） （１００一 ）（１００一ｒ） ｌＯ０（１Ｏ０一 ｌ，） 一 旧料质量 旧矿料质量＋ｌＨ沥青质量 一再生混合料质量 旧矿料质量＋新加矿料质量＋ ，’ 旧矿料质量 ２）ＲＡＰ占总混合料质量的百分率 １００（１００－ｒ） （１００－ｒ） ”：＝ ｌ一 旧矿料质量＋新加矿料质量 （１００一 ）（１００一ｒ） １Ｏ０一 ， 由于沥青含量在旧料中以及再生混合料中均不 大．所以在实际应用中用旧料掺量代替旧矿料掺量在 配比设计中并不会带来显著差异，但正因为如此，也反 映出规范对于配合比设计程序的叙述不严谨，或者因 为规范上的晦涩．误导工程人员采用了不尽科学的计 １００一 ｂ １００一 ｃ Ｉ３）新矿料占总混合料质量的百分率 一念。 ４）新沥青占总沥青比率的百分率 １ＯＯＰ，ｄ ．算方法进行数学上要求严密的沥青混合料设计工作。 因此．在确定目标级配后的第ｌ步不是确定ＲＡＰ 掺量．而是确定旧矿料掺配比例。也就是说先确定的比 一Ｐｈ 。 在此基础上折算新沥青用量，并以该值为中值。选 ５为步长，将新沥青加入旧料与新 例值仅与新、旧矿料的质量组成相关，而不与沥青相 择新沥青标号，以０．关，这才是真正意义的所在，而不存在其他变量的干 集料预混的混合料中，添加矿粉，再拌和成型不同新加 扰和不致于出现前后矛盾的级配设计 ， 沥青用量下的混合料试件，即可按照ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４ 旧矿料掺配比例的确定和配比设计还应该考虑 《公路沥青路面施工技术规范》的马歇尔方法确定最佳 新沥青用量。 以下几方面的因素： １）在矿料配比设计中，旧矿料的掺配比例首先应 １．５选择新沥青标号 厂拌热再生混合料再生沥青的目标标号可根据 考虑旧矿料的分计筛余量及其变异性，以便确定一个 在级配上可行的掺配比例。 公路等级、混合料使用的层位、工程所处的气候条件、 设计车速等条件，选取与当地同等条件的道路 ２）旧矿料掺量的拟定还应考虑实际的再生设备配 交通量、Ｆ４１－－２００８ 置情况，比如再生环的添加。由于受旧料的受热程度 沥青标号作为目标标号。具体方法参见ＪＴＧ 以及提升过筛方式的限制，使添加比例不宜超过３０％， 《公路沥青路面再生技术规范》中的规定。对于第二烘干滚筒，添加比例不宜超过５０％。 似的旧料掺量）下混合料路用性能变化规律得出的结 １．６马歇尔试验 ３）参考室内试验结果，即不同旧矿料掺量（或者近 １．６．１拌和与成型温度 根据再生沥青（新沥青、老化沥青和再生剂）的黏 论可知，在未添加再生剂情况下旧料掺量不超过３０％， 温曲线确定混合料的拌和与成型温度。新集料加热温度 宜高出拌和温度ｌＯ～１５ ｏＣ，如缺乏黏温曲线时可参考 在有再生剂添加的情况下旧料掺量不超过５Ｏ％。 ｖ４ｏ－－２ｏｏ４＜＜公路沥青路面施工技术规范》中Ｂ．５．２ ４）将粗、细回收料中的矿料分别作为再生沥青混 ＪＴＧ 合料中的一种矿料进行矿料配合比设计。 １．４确定总沥青用量、旧料掺量与新旧沥青比例 中的方法执行。 １．６．２马歇尔试件制备方法 根据新、旧矿料掺量情况按照分档级配曲线合成再 １）在采用再生环工艺施工．或者旧料掺量≤ｌ５％ 将ＲＡＰ置于烘箱中加热至１ １０ ｃ【＝，加热时间 生混合料级配，测定各筛孑Ｌ的通过率以及累计筛余量。 的情况下，结合工程材料特性、气候特点、交通量等条件，根 不宜超过２ ｈ，以避免ＲＡＰ进一步老化。在采用第二烘 据ＪＴＧ Ｆ４ｌ一２ｏ０８《公路沥青路面再生技术规范》【，】中的 干滚筒或者旧料掺量Ｉ＞３０％的情况下。建议采用ｌ３０℃ 公式，结合当地的工程经验估算 ，。 当 确定后，再根据前面测试得到的旧沥青含量 ，、的预热温度，加热时间不宜超过２ ｈ。 ２）再生混合料拌和时的投料顺序为：①无再生剂 然后加入新沥青，最后加入单独加热的矿粉。继续拌和 至均匀为止，总拌和时间一般为３ ｍｉｎ（应尽量延长混 新矿料占总矿料的比例ｒ（１—５ ），可用以下公式计 添加时，将ＲＡＰ和粗、细集料倒人预热的拌和机预拌， １）新沥青占总混合料质量的百分率 算各设计参数： ２０４辛荭故木２０１８ Ｎｏ．１（Ｊａｎ．）Ｖｏ１．３６ Ｔ程材料与设备器 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ 拌时间，９０ ｓ左右即可）；采用再生环工艺时应尽量延长 沥青用量（或新油石比），并采用车辙、浸水马歇尔、冻 湿拌时间：采用第二烘干滚筒工艺时应尽量延长干拌 融劈裂、低温弯曲等试验进行最佳新沥青用量（或新 时间。②有再生剂添加时，将ＲＡＰ和再生剂倒入预热 油石比）条件下混合料性能检验。 的拌和机预拌，然后加入新集料和新沥青，最后加入 ２ 结论 单独加热的矿粉，继续拌和至均匀为止，总拌和时间 一厂拌热再生沥青混合料配合比设计应重点注意 以下几点： 般为３ ｒａｉｎ。 ３）其他制备方法与热拌沥青混合料相同。 １．６．３确定沥青混合料的最大理论相对密度 １）ＲＡＰ掺配比例是在合成级配基础上计算得到 的，无法在合成级配和沥青总量未知的情况下事先拟 首先确定合成矿料的有效密度，即实测各档新矿 定，因此开始计算的值为旧矿料掺量或者新矿料掺量 料的有效密度ｙ ，再根据旧矿料合成有效密度 ，合 （占总矿料比例）。 成计算出任意新、旧矿料掺配比例下的新、旧矿料合 成有效密度 、： ｙ ＝ ×ｒ＋７ Ｘ（１一ｒ）。 ２）在ＲＡＰ试验中，除得到旧矿料合成级配外，还 应考虑旧矿料分计筛余量的变异性：旧沥青检测项目 除沥青含量和老化性能外，还应补充其变异性；另外， 旧集料有效合成理论密度可以通过浸渍法测定ＲＡＰ 式中：ｒ为新矿料质量占新、旧矿料总质量的比例。 南于在规范中并没有考虑合成沥青的密度．这样 最大理论密度进行计算而得到．以减少离心抽提法沥 会对体积指标计算造成一定的影响，因此应根据新、旧 青不能除尽以及溶剂对矿料的影响 沥青的比例及各自密度（新沥青为 确定合成沥青的相对密度： 旧沥青为 ） ３）沥青结合料测定时，应考虑新、旧沥青的合成效 应，即通过新、旧沥青的比例，将新沥青与旧沥青的密 度进行加权平均后。再进行后续的再生混合料最大理 论密度计算或者有效沥青含量计算。 ４）矿料级配设计中应充分考虑旧料级配和沥青含 ＩＩ＝ｙｎｈＸＯ／＋Ｔｄ，Ｘ（１一ＯＬ）。 式中：Ｏｌ为新矿料质量占新、旧矿料总质量的比例。 可以采用浸渍法实测再生沥青混合料的最大理 论有效密度．也可以按现行规范要求计算各个不同沥 量的变异性，并考虑拌和站的实际生产丁艺和效率，以 青用量或者油石比下再生沥青混合料的最大理论相 及相关研究对于不同旧料掺量下再生混合料性能的 对密度。 指导性试验结果。 １．６．４确定矿料的合成毛体积相对密度 ５）在混合料成型时，应根据旧料掺量大小以及实 按现行规范要求分别计算沥青混合料试件的空隙 际生产的再生工艺，合理选择旧料预拌温度和混合料 率、矿料间隙率、有效沥青的饱和度等体积指标，取１位 拌和时间 小数．进行体积组成分析。其中矿料的合成毛体积相 对密度为： ｙ 。＝ ， ｘｒ＋Ｔａ．Ｘ（１一ｒ）。 ６）在进行最大理论密度实测时，可同步采用浸渍 法，并将其结果与ＲＡＰ浸渍法得出的旧料合成有效密 度计算得到的最大理论密度进行试验对比，选取结果 式中：ｒ为新矿料质量占新、旧矿料总质量的比例；ｙ ．为 差异最小的实测最大理论密度值进行空隙率体积指 实测各档新矿料的毛体积相对密度；ｙ ，为通过旧料合 标的判定 成有效密度计算得到的旧料合成毛体积相对密度。 １．６．５试验方法 参考文献： 【ｌ】交通部公路科学研究所．公路沥青路面施Ｔ技术规范：ＪＴＧ Ｆ４０－２００４［￥１．北京：人民交通出版礼．２００５． 用马歇尔试验方法测定稳定度和流值。 １．７确定最佳新沥青用量 以油石比或沥青用量为横坐标，以马歇尔试验的 【２］交通部公路科学研究院．公路沥青路面冉生技术觇范：ＪＴＧ 各项指标为纵坐标，将试验结果点入图中，连成圆滑曲 线．按ＪＴＧ Ｆ４０－－２００４（公路沥青路面施工技术规范》［ Ｉ 中Ｂ．６的方法确定最佳新沥青用量（或新油石比）。 １．８配合比设计检验 Ｆ４１－２００８［Ｓ］．北京：人民交通出版社．２００８． 收稿日期：２０１７—０８一ＯＩ 作者简介：张永利，男．高级工程师，学士，主要从事市政一ｒ程技术应 用研究工作 再生沥青混合料按马歇尔试验方法确定最佳新 ２０１８ ｇ－￣１期（１一）第３６誊啼荭技术２０５