专利名称：：热再生沥青混合料沥青膜内外层沥青性能差异检测方法
技术领域：
：本发明是一种用于有效评价热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异的方法，能够准确的反映再生浙青混合料中再生浙青性能的均勻性，从而有效判断再生浙青混合料中老化浙青的再生效果，属于公路浙青路面再生
技术领域：
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背景技术：
：自1988年沈大高速公路建成通车以来，我国高速公路以前所未有的速度发展。截至2008年底，高速公路通车里程已经突破6万公里，位居世界第二位，其中浙青路面占据了90%以上的比例。根据国家高速公路发展规划，我国将在2010年底建成8.5万公里高速公路，在2020年形成完善的国家高速公路网。然而与国外先进国家道路发展状况相比，我国高速公路建设起步较晚，技术基础相对薄弱，受经济迅猛发展需要，在一定程度上造成了技术完善程度相对滞后于建设速度的局面。同时由于交通气候状况以及管理水平与国外有较大差异，我国道路结构形式及使用状况都呈现出比较鲜明的特点。尽管我国浙青路面设计寿命为15年，但是部分路面在运营23年后就出现了不同程度的早期病害，且大部分重交通浙青路面在运营后56年，长的78年就进入大面积维修和改造期。因此，就我国目前的实际状况而言，高速公路在飞速建设的同时，不仅已经进入了一个持续的大规模养护维修期，而且在很长一段时间以内，早期病害的防治也是必须加以重视的。据估算，从现在起我国每年约有12%的浙青面层需要翻修，而常规的维修方法是将旧浙青路面铣刨废弃再加铺新的浙青路面，因此，每年仅路面表层翻修产生的废浙青混合料就达到了约220万吨，而这一数字还将以每年15%的速度增长。这些废弃的旧浙青混合料不仅占用大量的土地，而且还会造成生态环境的污染。与此同时，还需要生产大量的优质新浙青混合料用以替代废弃旧浙青混合料，耗费大量建设资金。而无论是从集料还是从浙青角度，我国浙青路面都具有良好的再生利用价值，因此，如果能实现旧浙青混合料的高效再生利用，仅每年废弃的220万吨表层混合料的应用就可以直接节省材料费达4亿元，不仅能大大节约资源，缓解公路建养资金短缺矛盾，同时能保护生态环境，符合目前可持续性发展的大势所趋。浙青路面热再生技术是通过加热软化、以机械方式翻松(破碎)路面旧料，然后根据设计需要，加入再生剂，新浙青混合料以及需要的外掺添加剂等，进行重新热拌和，并将形成的再生浙青混合料进行摊铺压实，从而达到老化浙青混合料的再利用，消除原有路面病害，恢复路面性能的道路养护维修过程。与传统的养护维修技术相比，热再生技术不仅具有成本节约大，环保系数高的经济环境优势，同时设计得当的再生浙青混合料具有完全不输于新拌浙青混合料的路用性能，因此热再生技术得到了国内外的广泛重视与推广应用，尽管我国热再生技术相对起步较晚，但是现在已经成为路面养护维修的技术研究热点和重点推广应用技术之一。尽管针对热再生技术国内外学者及研究机构都进行了大量针对性的研究，也在实际工程中积累了丰富的工程应用经验，但是对于热再生浙青混合料的使用性能仍然存在一定的争议性，热再生浙青混合料的工程应用成功率仍然低于新拌浙青混合料。而造成这一现象的原因尽管是多方面的，但是对热再生混合料中再生浙青膜性能状态的认识不足就是其关键的基本影响因素之一。即使是再生技术发展较早，技术体系相对成熟完善的美国，在其再生技术指南中也是基于老化浙青能够完全与再生剂和新浙青融合的假定进行再生浙青混合料的性能设计。然而越来越多的相关研究和工程实践均指出，将老化浙青混合料的老化浙青提取后与再生剂或新浙青在加热条件下均勻搅拌后获得的再生浙青试样，与实际工程应用中依靠机械的剪切搅拌力将再生剂或新浙青与老化浙青混合料中在集料表面以浙青膜状态存在的老化浙青进行混溶获取的再生浙青具有相当的差别，因此室内再生浙青性能试验获取的性能并不能完全真实的反映再生浙青混合料中的再生浙青膜性能，这也是造成再生浙青混合料工程应用性能与室内试验设计产生较大差异的主要原因之一。我国直到2008年4月才推出第一部真正意义上的《公路浙青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)，标志着公路浙青路面再生技术在我国受到越来越广发的重视和推广应用，但同时也说明再生技术在我国起步较晚，应用还不够成熟，还缺乏良好的技术体系。该技术规范本身也指出只是对再生技术提出了比较宽范围内的指导方向，目前还缺乏比较成熟的技术基础，因此，针对我国浙青路面再生技术现状提出针对浙青路面再生技术的试验检测方法不仅是必须的，同时是紧迫的。在老化浙青混合料中，老化浙青通常是以膜状态粘附在集料表面，再生剂或者新浙青在加入后，借助机械的搅拌力与老化浙青进行混溶形成再生浙青混合料。而在热再生浙青混合料中，若再生剂或新浙青与老化浙青无法充分融合，必然会在集料表面形成分层的再生浙青膜，也即再生剂或新浙青较多的存在于再生浙青膜的外层，形成较软的外层浙青，而内层浙青膜仍然是以老化浙青为主，形成较硬的内层浙青。这种状态的存在势必会最终影响再生浙青混合料的总体设计及路用性能。因此，热再生浙青混合料浙青膜性能的分布状态是影响热再生浙青混合料设计及长期路用性能的重要因素，急需一种简单可行的室内试验方法能够针对热再生浙青混合料的再生浙青膜性能均勻性进行试验分析，进而为热再生技术条件的调整和再生浙青混合料路用性能的保障提供有利依据。
发明内容技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法，通过再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能的对比，可以简单方便的判断再生浙青的性能再生均勻性，进而了解再生浙青混合料的实际再生效果。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是步骤1取再生浙青混合料置入网篮中；步骤2将网篮浸入三氯乙烯中，静置2530min后取出，获取浸泡溶液1；步骤3将网篮再次浸入新三氯乙烯中，搅动浸泡2530min后取出，获取浸泡溶液2；步骤4回收浸泡溶液1中的浙青获取再生浙青混合料浙青膜外层浙青，回收浸泡溶液2中的浙青，获取再生浙青混合料浙青膜内层浙青；步骤5取回收获取的内外层浙青分别进行DSR性能试验，获取表征内外层浙青高温性能的GVsinδ指标值；步骤6计算内外层浙青GVsinδ的相对标准偏差RSD，RSD即为表征热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异的特征指标，当RSD(10%时表示热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异较小，满足允许范围，再生效果良好，当RSD>10%时表示热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异较大，超出了允许范围，再生效果不良。所述的步骤1再生浙青混合料取样应依据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定的浙青混合料取样方法(Τ0701-2000)。所述的步骤2应保证混合料完全浸入三氯乙烯溶液中，并应保证混合料静置不受扰动。所述的步骤3应保证混合料完全浸入三氯乙烯溶液中，并应不断搅动以促使混合料中浙青完全溶解进入浸泡溶液。所述的步骤4和步骤5采用《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定的从浙青混合料中回收浙青的阿布森法(Τ0726-1993)或旋转蒸发器法(Τ0727-1993)或其他得到公认的规范浙青回收方法，分别回收获取再生浙青混合料外层浙青和内层浙青。有益效果在再生浙青混合料中，若再生剂或者新浙青无法与老化浙青充分拌和混溶，反映在再生浙青膜上，必然是再生浙青膜的内外分层，即外层含有较多的再生剂或新浙青，形成软浙青层，而内层则主要是老化浙青，形成硬浙青层，不仅没有达到原有的再生目的，甚至会严重影响再生浙青混合料的路用性能。因此，对热再生浙青混合料中再生浙青性能的检测是浙青路面热再生工程质量检验的重要步骤，也是必不可少的质量检验之一。然而，传统的浙青混合料浙青检测方法是将再生浙青完全提取回收出来再进行性能试验，这一过程实际上相当于将再生剂或新浙青与老化浙青再次进行了充分拌和混溶，无法真实的反映再生浙青混合料中再生浙青膜的真实存在状态，因而检测获得的再生浙青性能是不准确的，这也是造成浙青路面热再生工程质量检验无法达到预期目的的重要原因，进而造成热再生浙青混合料的实际使用性能与设计性能产生较大偏差。本发明提供的热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法，不仅可以良好的分析热再生浙青混合料的再生浙青性能，同时可以判断再生浙青性能的均勻性，进而可以了解热再生技术的实际实施效果。针对再生浙青混合料本身固有的技术特征，良好的克服了传统检测方法的不足，为热再生浙青混合料中再生浙青性能以及再生浙青膜的层状差异性分析提供了有效实现手段，进而能够为再生工艺调整及其性能研究提供良好的参考依据。总之，本发明提出的检测方法，试验数据准确可靠，试验方法简便可行，易于实现，具有非常良好的推广应用价值。本发明试验方法不仅通过大量室内试验进行了有效验证，同时已经将该方法应用于多条高速公路的浙青路面热再生养护维修中，如宁宿徐(南京_宿迁-徐州)高速公路江苏省宿迁段的浙青路面热再生养护维修工程，对再生过程中的热再生浙青混合料浙青膜性能内外层差异进行了检测了分析，并依据试验结果对热再生施工工艺条件进行了优化设计，有效的提高了养护维修工程再生浙青路面使用质量，验证了本发明试验方法的合理性、可靠性和实用性。图1为热再生浙青混合料中老化浙青与再生剂或新浙青拌和混溶不均勻时造成的浙青膜内外分层示意图。图2为本发明提供的热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法试验流程图。图3为本发明提供的热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法的应用实例中模拟未改进的热再生施工工艺条件的浙青试验结果图。图4为本发明提供的热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法的应用实例中模拟改进的热再生施工工艺条件的浙青试验结果图。具体实施例方式如图1所示，在再生浙青混合料中，若再生剂或新浙青无法与旧浙青充分拌和混溶，反映在再生浙青膜上，必然是集料(3)表面的再生浙青膜的内外分层，即外层(1)含有再生剂或新浙青和部分老化浙青形成较软的再生浙青层，而内层(2)则主要是粘度较大没有获得再生的老化浙青形成硬浙青层，不仅没有达到原有的再生目的，甚至会严重影响再生浙青混合料的路用性能。然而目前的热再生浙青混合料设计中由于缺乏针对这一现象的测试分析方法，因此均是假定再生剂与老化浙青充分混溶，这也是造成热再生浙青混合料设计不准确，进而影响再生浙青混合料使用质量的重要原因之一。因此，本发明提供了一种热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法。本发明提供的热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法其设计思路是对热再生浙青混合料的再生浙青膜进行分层回收，分别获取外层浙青和内层浙青，进而通过浙青性能试验测试相应的浙青性能；通过内外层浙青性能的对比就可以判断再生浙青膜的浙青性能层状差异状况，若内外层浙青性能基本相当，则表明再生剂或新浙青与老化浙青拌和比较均勻，再生效果较好；而如果二者性能差异较大，则表明再生剂或新浙青没有与老化浙青充分拌和，则需要对再生条件进行相应的改进以保障再生效果。通过试验方法设计可以达到以下两个目的①不仅可以判断再生剂或新浙青与老化浙青的混溶情况，同时可以了解再生浙青的性能，进而可以对比分析不同再生剂或新浙青对老化浙青的再生效果，有利于再生剂或新浙青的选择。②可以对比分析不同再生工艺条件对热再生浙青混合料再生效果的影响，进而为再生工艺条件的设计与调整提供有利依据。应用实例本发明的试验测试方法已经得到了实体工程的有效验证。宁宿徐(南京-宿迁-徐州)高速公路江苏省宿迁段在国内首次将现场热再生技术应用于SMA浙青路面的养护维修工程。相比于普通热拌浙青混合料，SMA混合料具有特殊的材料组成(骨架结构突出，浙青含量大，细料含量大和使用纤维)，因此对生产的拌和条件(拌和温度，拌和时间等)要求相对更加苛刻。由于没有成熟的经验或技术措施可以借鉴和应用，现有的现场热再生设备能否实现老化SMA浙青混合料的有效再生，必须慎重考虑和事先研究确定。因此，依据本发明的试验测试方法对不同现场热再生工艺条件下获取的再生浙青混合料的浙青膜内外层性能差异进行了检测分析，并依据本发明检测方法的试验结果对现场热再生施工工艺条件进行了优化设计，目前该养护维修工程再生SMA浙青路面使用情况良好。在养护工程试验段修筑前，在宿宁方向桩号为K153+700，K153+800和K153+900的三个典型断面进行了旧路面取料，以进行重复性对比试验。针对旧路面取料，在室内模拟未改进的现场热再生施工工艺条件(旧路面取料保温120°C，再生拌和时间1.5min)和改进的现场热再生施工工艺条件(旧路面取料保温135°C，再生拌和时间3min)进行了再生浙青混合料的生产，并且在生产过程中分别使用了两种再生剂A和B以对比分析再生剂的作用效果，为工程选用再生剂提供依据。针对不同断面获取的路面取料以及对应于不同生产工艺条件和不同再生剂获取的每种热再生浙青混合料，均按照本发明的试验方法步骤进行了如下试验该方法包括如下步骤步骤1取再生浙青混合料150(T2000g，置入网篮中；步骤2将网篮浸入150(T2000ml三氯乙烯中，静置2530min后取出，获取浸泡溶液1；步骤3将网篮再次浸入150(T2000ml新三氯乙烯中，搅动浸泡2530min后取出，获取浸泡溶液2；步骤4回收浸泡溶液1中的浙青获取再生浙青混合料浙青膜外层浙青，回收浸泡溶液2中的浙青，获取再生浙青混合料浙青膜内层浙青；步骤5取回收获取的内外层浙青分别进行DSR性能试验，获取表征内外层浙青高温性能的GVsinδ指标值；步骤6计算内外层浙青GVsinδ的相对标准偏差RSD，RSD即为表征热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异的特征指标，当RSD(10%时表示热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异较小，满足允许范围，再生效果良好，当RSD>10%时表示热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异较大，超出了允许范围，再生效果不良。相应的试验结果如表1，图3和图4所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如图3所示是原路面浙青混合料(No)，以及在未改进的现场热再生施工工艺条件下使用再生剂A的再生浙青混合料(A)，使用再生剂B的再生浙青混合料(B)各自的浙青膜内层浙青(I)和外层浙青(0)的车辙因子G*/sinS对比试验结果。结合表1的试验数据可以看出，原路面浙青混合料的内外层浙青车辙因子G*/sinδ基本相当，RSD只有2.7%，小于10%的允许范围；而使用再生A和B后，再生剂A再生浙青混合料和再生剂B再生浙青混合料的内外层浙青车辙因子G*/sinδ均出现较大的差异，RSD分别为40.3%和37.8%,远远超出10%的允许范围，且外层浙青G*/sinS明显小于内层浙青，说明再生剂较多的存在于外层浙青中，没有和老化浙青进行充分的混溶，进而造成再生浙青膜内外层性能差异较大，再生效果较差。如图4所示是原路面浙青混合料(No)，以及在改进的现场热再生施工工艺条件下使用再生剂A的再生浙青混合料(A)，使用再生剂B的再生浙青混合料(B)各自的浙青膜内层浙青(I)和外层浙青(0)的车辙因子G*/sinS对比试验结果。结合表1的试验数据可以看出，经过再生工艺条件改进后，无论是再生剂A还是再生剂B的再生浙青混合料，内外层浙青车辙因子G*/sinδ的差异尽管没有达到原路面浙青混合料老化浙青内外层性能的均勻程度，但是较原有工艺条件下均明显减小，再生剂A的再生浙青混合料(A)的RSD由之前的40.3%减小为10.3%，而再生剂B的再生浙青混合料(B)的RSD则由之前的37.8%减小至18%，说明再生工艺条件的改进起到了明显的促进再生剂与老化浙青拌和混溶的效果，使得再生浙青混合料的再生浙青膜性能趋于均勻；同时可以看出，再生剂A再生浙青混合料的浙青膜内外层性能差异小于再生剂B再生浙青混合料，已经基本达到了10%的允许值，说明再生剂A与老化浙青混合更加均勻，再生浙青膜内外层浙青性能差异更小。基于本发明试验方法的试验结果总结，结合该工程的其他室内试验研究结果，最终确定了改进的现场热再生施工工艺条件，并选择了再生剂A作为工程应用再生剂，并进行了试验段的修筑。实体工程应用实例表明，本发明提供的热再生浙青混合料浙青膜内外层浙青性能差异检测方法，数据准确可靠，操作方便可行，易于实现，能够准确检测热再生浙青混合料浙青膜性能的均勻性，有效判断不同再生工艺条件以及再生剂对再生效果的影响，从而为浙青路面热再生技术的成功实施提供可靠依据。因此，本发明的试验检测方法具有非常良好的应用推广价值。权利要求一种热再生沥青混合料沥青膜内外层沥青性能差异检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤1取再生沥青混合料置入网篮中；步骤2将网篮浸入三氯乙烯中，静置25～30min后取出，获取浸泡溶液1；步骤3将网篮再次浸入新三氯乙烯中，搅动浸泡25～30min后取出，获取浸泡溶液2；步骤4回收浸泡溶液1中的沥青获取再生沥青混合料沥青膜外层沥青，回收浸泡溶液2中的沥青，获取再生沥青混合料沥青膜内层沥青；步骤5取回收获取的内外层沥青分别进行DSR性能试验，获取表征内外层沥青高温性能的G*/sinδ指标值；步骤6计算内外层沥青G*/sinδ的相对标准偏差RSD，RSD即为表征热再生沥青混合料沥青膜内外层沥青性能差异的特征指标，当RSD≤10％时表示热再生沥青混合料沥青膜内外层沥青性能差异较小，满足允许范围，再生效果良好，当RSD＞10％时表示热再生沥青混合料沥青膜内外层沥青性能差异较大，超出了允许范围，再生效果不良。2.如权利要求1所述的热再生浙青混合料浙青膜内外层性状差异检测方法，其特征在于所述的步骤1再生浙青混合料取样应依据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定的浙青混合料取样方法(Τ0701-2000)。3.如权利要求1所述的热再生浙青混合料浙青膜内外层性状差异检测方法，其特征在于所述的步骤2应保证混合料完全浸入三氯乙烯溶液中，并应保证混合料静置不受扰动。4.如权利要求1所述的热再生浙青混合料浙青膜内外层性状差异检测方法，其特征在于所述的步骤3应保证混合料完全浸入三氯乙烯溶液中，并应不断搅动以促使混合料中浙青完全溶解进入浸泡溶液。5.如权利要求1所述的热再生浙青混合料浙青膜内外层性状差异检测方法，其特征在于所述的步骤4和步骤5采用《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定的从浙青混合料中回收浙青的阿布森法(Τ0726-1993)或旋转蒸发器法(Τ0727-1993)或其他得到公认的规范浙青回收方法，分别回收获取再生浙青混合料外层浙青和内层浙青。全文摘要本发明提供的热再生沥青混合料沥青膜内外层沥青性能差异检测方法，其特征在于包括以下步骤步骤1取再生沥青混合料置入网篮中；步骤2浸入三氯乙烯溶液中，静置后取出，获取浸泡溶液1；步骤3再次浸入新三氯乙烯溶液中，搅动浸泡后取出，获取浸泡溶液2；步骤4分别回收浸泡溶液1和2中的沥青，获取再生沥青混合料沥青膜外层沥青和内层沥青；步骤5取回收获取的内外层沥青分别进行DSR试验获取G*/sinδ；步骤6计算内外层沥青G*/sinδ的相对标准偏差RSD。本发明提供的试验方法能够有效解决目前沥青路面热再生混合料中再生剂或新沥青与老化沥青实际拌和状态无法准确评价的难题，从而为热再生工艺条件的设计及质量评价提供有利依据。文档编号G01N33/42GK101819197SQ201010121200公开日2010年9月1日申请日期2010年3月10日优先权日2010年3月10日发明者袁浩,赵永利,马涛,黄晓明申请人:东南大学