[發明專利]一種基于新舊瀝青融合程度模型的再生瀝青混合料設計方法

在審

• 申請號: 202010081949.4
• 申請日: 2020-02-06
• 公開（公告）號: CN111268942A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 肖飛鵬;查莫得;侯向導;項遷;勇達拉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;G01N21/3563;G01N33/42
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種基于新舊瀝青融合程度模型的再生瀝青混合料設計方法，其特征在于，對不同拌和條件(時間、溫度)下，再生瀝青混合料中新舊瀝青的融合程度進行測定，得到了新舊瀝青融合程度模型的數學表達式，從而保證在混合料設計過程中可以通過模型計算，調整新瀝青用量或拌和工藝，以保證混合料有效瀝青含量與最佳瀝青用量相等。通過本發明給出的新舊瀝青融合程度模型，可以對再生瀝青混合料的配合比設計和拌和工藝進行控制，保證有效瀝青含量等于最佳瀝青用量，實現廢舊瀝青路面材料高效再生。

技術領域

本發明涉及道路工程、機場跑道等熱再生瀝青路面技術領域，具體涉及到一種熱再生瀝青混合料配合比設計過程中通過控制新瀝青用量和拌和工藝，保證有效瀝青含量等于設計最佳瀝青用量的方法。

背景技術

我國高等級公路普遍采用瀝青鋪面占比超過80％，在公路運營過成中，瀝青材料在陽光、雨水、行車荷載等自然環境因素的作用下，發生老化作用，進而出現功能性病害。我國每年有超過10％的瀝青路面需要進行維修和養護，產生的廢舊瀝青混合料數量達2000萬噸，并且這一數量還在以每年15％的速率增長。一方面，堆放廢舊瀝青混合料占用大量的土地資源，而且容易造成嚴重的環境污染問題；另一方面，廢舊瀝青混合料中的石料和瀝青均為不可再生資源。通過瀝青路面再生技術，實現廢舊瀝青混合料循環利用，不僅可以解決廢舊材料處理問題，還實現了資源化利用目的。美國、日本以及歐洲等發達國家很早就開始了廢舊瀝青混合料再生技術的研究，目前其瀝青路面廢舊材料綜合回收利用率已經超過75％。近年來，隨著我國綠色發展觀念的持續深入，再生瀝青混合料的研究和應用也日益廣泛。

瀝青路面回收料(RAP)主要由被舊瀝青包裹的集料組成，RAP和新集料、新瀝青等材料在一定溫度下進行一定時間的拌和形成再生瀝青混合料。拌和過程中，部分舊瀝青與新瀝青發生互融，發生互融的舊瀝青成為再生瀝青混合料中有效瀝青的一部分，未發生互融的舊瀝青仍被視為集料的一部分。因此新舊瀝青融合程度反映了RAP的再生水平，也直接影響了配合比設計過程中新瀝青的摻量和再生瀝青混合料的路用性能。然而，再生瀝青混合料實際生產過程中，RAP中的舊瀝青通常按照與新瀝青發生完全互融或完全不發生互融計算，兩種計算方法都與真實情況不符，因此，測定并控制新舊瀝青互融程度，保證有效瀝青含量與設計最佳瀝青用量一致，對再生瀝青混合料配合比設計至關重要。

目前，國內外研究人員在新舊瀝青融合程度方面進行了一些研究，包括采用針入度指數、工業CT、試件切片圖像分析、紅外光譜特征官能團含量等方法對再生瀝青混合料中新舊瀝青融合程度進行測定。

例如，再生瀝青混合料中，新舊瀝青具有不同的紅外光譜特征，新舊融合后的瀝青羰基指數與其中的舊瀝青含量存在良好的線性相關關系，如圖1所示?；诖耍袊?a title="鉆瓜專利網">專利CN110609008A公開了一種利用紅外光譜快速檢測再生瀝青混合料中RAP含量的方法，該專利通過傅里葉變換紅外光譜測試，以羰基指數I_C＝O、亞砜基指數I_S＝O以及I_C＝O+I_S＝O為評估指標，可以實現對再生瀝青混合料中RAP摻量的快速檢測。但對新舊瀝青融合程度無法進行定量評估。中國專利CN106018181A公開了一種測定熱再生瀝青混合料新舊瀝青融合程度的試驗方法，該專利采用磁鐵礦礦石作為標記材料，以磁鐵礦集料裹附瀝青的針入度參數作為評價指標，可以實現對再生瀝青混合料中新舊瀝青融合程度的快速測定。但該發明只能用于測定新舊瀝青融合程度，無法用于指導拌和溫度、拌和時間以及新瀝青摻量等參數的綜合決策。由于新舊瀝青融合程度受拌和溫度、拌和時間等因素的影響，通過綜合控制拌和溫度、拌和時間以及新瀝青添加量實現最佳瀝青含量的配合比設計方法仍然空白。

發明內容