大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法

摘要

本发明公开了一种大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法，属于道路工程试验领域。该设计方法以新添加沥青和RAP材料为原料，采用连续级配，以空隙率、高温性能、低温性能、水稳定性能及疲劳性能作为关键设计指标进行设计，混合料设计空隙率不大于4％，沥青含量高于5％，粉胶比为0.8‑1.8。与现有技术相比，按照本发明所述设计方法形成的大掺量再生沥青混合料具有路用性能均衡、具有抗疲劳特点，其中混合料疲劳次数高于100万次，可以提高大掺量再生沥青混合料应用层位，提高路面RAP利用效果及效率，具有极高的推广应用价值。

权利要求

1.大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法，其特征在于：以新添加沥青和RAP材料为原料，或者以新添加沥青、RAP材料和新集料为原料，或者以新添加沥青、RAP材料、新集料和填料为原料，采用连续级配，以空隙率、高温性能、低温性能、水稳定性能及疲劳性能作为关键设计指标进行设计，混合料设计空隙率为1‑4%，沥青含量为5%‑6.5%，粉胶比为1.3‑1.8， 包括以下步骤：a、根据路面层位及设计要求，由最大公称粒径确定再生沥青混合料的类型；

b、根据已经确定的混合料类型，对新添加沥青和RAP材料，或者对新添加沥青、RAP材料和新集料，或者对新添加沥青、RAP材料、新集料和填料进行选择，RAP材料、新集料和填料的重量份配比为：RAP料50‑100份、新集料0‑50份、填料0‑5份；

c、进行材料试验，根据材料试验确定混合料的室内工艺参数，同时按照现有RAP材料最大用量需求、参照同等最大工程粒径的AC类沥青混凝土或者高模量类沥青混凝土级配范围确定合适的混合料级配基本范围，4.75mm筛孔通过率高于30%，0.075mm筛孔通过率范围为

5%‑12%；所述室内工艺参数包括拌和、压实温度；

d、针对选择的级配，采用热拌方式确定新添加沥青的掺量，确定掺量后，拌和混合料，进行成型试验，确定新添加沥青掺量的方法为：

d1、将RAP料，或者RAP料和新集料在140‑160℃条件下加热4h‑6h，保证RAP料，或者RAP料和新集料温度稳定在140℃‑160℃；

d2、将加热后的RAP料，或者RAP料和新集料快速放入室内拌和锅中，然后加入适量新沥青进行拌和；

（1）若级配中添加填料，则先拌和60s‑90s后，添加填料，然后继续拌合，当总拌和时间达到180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌60s‑90s，若仍有花白料则继续添加新沥青，添加量按0.1‑0.5%的质量百分比递增；

（2）若不添加填料，则直接拌和180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌60s‑

90s，若仍有花白料则继续添加新沥青，添加量按0.1‑0.5%的质量百分比递增；

d3，重复步骤d2至无花白料，此时添加的新沥青量即为所采用级配的新添加沥青的最低掺量；

e、测定试件的体积参数，计算空隙率；

f、若空隙率指标不在1‑4%范围内，返回步骤c，重新进行设计；若空隙率指标在1‑4%范围内，则按照确定的级配及沥青用量进行性能试验试件成型，并进行性能试验，性能试验包括冻融劈裂试验、动稳定度试验、低温弯曲梁试验及疲劳试验；

g、判断混合料各性能试验参数是否满足要求，若某项性能不满足要求，则返回步骤f，改变沥青用量后，重新进行试验，或返回步骤c重新进行级配设计；若混合料各项性能均满足试验要求，则完成整个配合比设计过程。

2.根据权利要求1所述的大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法，其特征在于：步骤b中新添加沥青为再生沥青或乳化沥青。

3.根据权利要求1所述的大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法，其特征在于：新沥青添加量按0.3%的质量百分比递增，混合料总拌和时间最低为180s，最大为540s。

4.根据权利要求1所述的大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法，其特征在于：步骤d进行成型试验时，成型方法采用旋转压实法或马歇尔成型法。

说明书

大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法

技术领域

[0001] 本发明涉及道路工程领域，具体提供一种大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法。

背景技术

[0002] 厂办热再生是指将回收沥青路面材料(RAP)运至沥青拌和厂(场、站)，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新胶结料、外加剂等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术。

[0003] 调查显示，对废弃沥青混合料的再生利用可节约材料费用53.4％，路面造价降低约25％，沥青节约50％。根据我国的铺筑经验，材料费节省43％～51％，工程造价降低20％～50％，与国外的经验基本一致。有关使用再生料铺筑路面的寿命周期的研究表明，在路面铺筑过程中，使用再生料与用新料相比可降低23％的环境负担。

[0004] 另一方面，目前国内外厂办热再生RAP的掺加总体不足30％，一般保守控制在10％‑25％左右。从实践来看，当RAP的掺量小于20％时厂拌热再生沥青路面的直接投资效益与普通新建路面相比并未体现出优势。但是由于当前技术手段与设计理念的种种限制，导致高掺量RAP再生路面在投入实际应用时受到质疑。

[0005] 截止目前，厂办再生沥青混合料的设计方法理念是基于AC类混合料应用为目标，将RAP中沥青性能恢复到具有同等效果的原生沥青性能，即以恢复RAP沥青性能为目的的设计理念，该方法下所用的空隙率、油石比等关键指标范围均采用常规混合料设计方法，按照常见沥青路面使用层位，空隙率设计指标一般均控制在4％‑6％，油石比均在3.7％‑4.7％之间。该种设计方法下，RAP掺量一般局限在35％以下，当RAP掺量较大的情况下(超过50％)，按照上述常规设计方法所设计的混合料低温、水稳定性及抗疲劳等性能差，路面的耐久性不佳，应用后极易造成路面早期损害，这极大的限制了路面铣刨料的应用，造成大量沥青路面废弃料的堆积及浪费。

发明内容

[0006] 本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法，该方法可以提高RAP利用率，形成的路面具有路用性能均衡、抗疲劳、耐久性好等特点。

[0007] 申请人研究发现，大掺量RAP再生沥青混合料具有以下特点：

[0008] (1)由于RAP料经过长时间使用后，沥青老化，回收沥青的针入度标号低，软化点高，具备高硬质沥青的特点；

[0009] (2)大掺量利用RAP时，由于旧沥青所占比例大，存在较为严重的新旧沥青的融合程度问题，且旧沥青以沥青胶浆的形式存在，其旧沥青的胶结能力不足，因此只有加大沥青新沥青整体用量，才可以解决沥青胶结料的粘结性能；

[0010] (3)由于RAP集料在长时间使用过程中磨损、降级及表面被旧沥青所包裹，集料的棱角性明显低于常规集料；部分旧沥青即使未被激活，但仍不能作为集料看待，它仍然属于粘弹性物质，因此大掺量再生沥青混合料整体更容易被压实，从而达到更小的空隙率；

[0011] (4)RAP料中旧沥青与集料间存在明显的缝隙，如果混合料空隙率太大，水分更容易进入混合料内部，破坏集料与沥青粘结界面，因此较低的空隙率设计可以更加有效防止水分的进入，更有利于提高水稳定性；

[0012] (5)不同于常规沥青混合料，再生沥青混合料在低空隙率设计下的高温性能仍具有达到良好，同时低温、疲劳等性能更好；

[0013] (6)常规设计混合料设计理念认为，当粉胶比超过1.2之后，沥青胶浆的低温性能下降，因此建议在进行沥青混合料设计时，粉胶比不宜超过1.2；但是通过验证试验发现，大掺量再生沥青混合料不同于原生混合料，不应再按照常规混合料的认识去定义；对于大掺量再生混合料在较低的粉胶比情况下，细集料常常无法产生良好的填充效果，低粉胶比使空隙率会变大，空隙率变大导致疲劳性能下降，严重影响混合料耐久性；另一方面，对于大掺量再生混合料，增大粉胶比所带来的空隙率下降会使混合料低温性能提高；

[0014] (7)RAP材料级配变异性较大，如果将其级配范围限定在较低范围内，会不利于大掺量再生混合料的推广；在进行混合料级配设计时，级配范围可参照现有级配范围参照AC和高模量类沥青混凝土级配；同时，由于是大掺量沥青混合料再生利用，在很大程度上与常规混合料不同，某些筛孔在级配满足施工和易性、空隙率及路用性能的前提下，可根据实际情况进行调整。

[0015] 基于以上分析认为，大掺量沥青再生混合料由于材料本身的特点，需要采用一种新的设计方法进行设计，抗疲劳再生混合料设计的关键点是空隙率、路用性能及疲劳性能。

[0016] 本发明大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法以新添加沥青和RAP材料为原料，或者以新添加沥青、RAP材料和新集料为原料，或者以新添加沥青、RAP材料、新集料和填料为原料，采用连续级配，以空隙率、高温性能、低温性能、水稳定性能及疲劳性能作为关键设计指标进行设计，混合料设计空隙率不大于4％，沥青含量高于5％，粉胶比为0.8‑1.8时均能够实现良好的路用性能。特别是设计空隙率优选为1.0％‑4.0％，最佳为2.5％‑4.0％；沥青含量优选为4.8％‑6.5％，最佳为4.9％‑6.0％；粉胶比优选为1.0‑1.7，最佳为1.3‑1.7。

[0017] 当RAP掺配比例相对较低或使用的最大工程粒径大于26.5mm时，所述沥青含量有可能会低于5.0％，但是该种状况下，经济优势会明显下降，不宜采用。

[0018] 进一步的，本发明设计方法包括以下步骤：

[0019] a、根据路面层位及设计要求，由最大公称粒径确定再生沥青混合料的类型；

[0020] b、根据已经确定的混合料类型，对新添加沥青和RAP材料，或者对新添加沥青、RAP材料和新集料，或者对新添加沥青、RAP材料、新集料和填料进行选择；

[0021] c、进行材料试验，根据材料试验确定混合料的室内工艺参数，同时按照现有RAP材料最大用量需求、参照同等最大工程粒径的连续级配范围，确定合适的混合料级配基本范围；所述室内工艺参数包括拌和、压实温度；

[0022] d、针对选择的级配确定新添加沥青的掺量，确定后，拌和混合料，进行成型试验；

[0023] e、测定试件的体积参数，计算空隙率；

[0024] f、若空隙率指标不满足要求，返回步骤c，重新进行设计；若满足要求，则按照确定的级配及沥青用量进行性能试验试件成型，并进行性能试验，性能试验包括冻融疲累试验、动稳定度试验、低温弯曲梁试验及疲劳试验，具体指标要求见表1；

[0025] 表1大掺量抗疲劳再生沥青混合料指标要求

[0026]

[0027] g、判断混合料各性能试验参数是否满足要求，若某项性能不满足要求，则返回步骤f，改变沥青用量后，重新进行试验，或返回步骤c重新进行级配设计；若混合料各项性能均满足试验要求，则完成整个配合比设计过程。

[0028] 作为优选，步骤b中新添加沥青为再生沥青或乳化沥青。

[0029] 所述再生沥青可通过以下方法制备：

[0030] (1)称取一定质量的基质沥青，加热至120‑140℃；

[0031] (2)加入一定质量的再生剂，再生剂掺量为基质沥青质量的8‑10％；

[0032] (3)120‑140℃下搅拌30min，即可得到再生沥青。

[0033] 所述乳化沥青优选为慢裂型乳化沥青。

[0034] 很多情况下，新添加沥青胶结料和RAP材料即可构成本发明再生沥青混合料的主要原料，但是，有时还可以添加一定比例新集料，或者是一定比例的新集料和填料。按质量份计，各原料的质量配比为：RAP料50‑100份、新集料0‑50份、填料0‑5份，优选为RAP料65‑85份、新集料15‑33份、填料0‑2份。

[0035] RAP料和新集料的具体粒径可根据所用路面结构层及实际级配需求进行选择，可以选一档或几档且规格可不同。包括粗料(粒径为10mm‑20mm)、中料(粒径为5mm‑10mm)和/或细料(粒径为0mm‑5mm)。

[0036] 所述填料优选为矿粉、水泥、生石灰等粉料。

[0037] 进一步的，在设计过程中还可以添加其它添加剂，如高模量剂，以提升混合料模量；抗凝冰剂，以提升混合料抗凝冰能力。

[0038] 作为优选，步骤c中混合料级配基本范围可参照同等最大工程粒径的AC类沥青混凝土或者高模量类沥青混凝土级配范围。由于是大掺量再生利用，在很大程度上与常规混合料不同，某些筛孔在级配满足施工和易性、空隙率及路用性能的前提下，可根据实际情况进行调整，但是4.75mm筛孔通过率应大于30％(优选为30％‑70％)，0.075mm通过率可控制为5％‑12％(优选为7％‑11％)。特别是进行全再生混合料设计时，4.75mm筛孔通过率应大于40％，优选为40％‑65％。

[0039] 混合料沥青含量可以采用道路工程常规方式，按照确定的级配进行混合料的室内沥青含量的确定。作为优选，步骤d采用热拌方式确定新添加沥青的掺量：

[0040] d1、将RAP料，或者RAP料和新集料在140‑160℃条件下加热4h‑6h，保证RAP料，或者RAP料和新集料温度稳定在140℃‑160℃；

[0041] d2、将加热后的RAP料，或者RAP料和新集料快速放入室内拌和锅中，然后加入适量新沥青进行拌和；

[0042] (1)若级配中添加填料，则先拌和60s‑90s后，添加填料，然后继续拌合，当总拌和时间达到180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌60s‑90s，若仍有花白料则继续添加新沥青，添加量按0.1‑0.5％的质量百分比递增；

[0043] (2)若不添加填料，则直接拌和180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌60s‑90s，若仍有花白料则继续添加新沥青，添加量按0.1‑0.5％的质量百分比递增；

[0044] d3，重复步骤d2至无花白料，此时添加的新沥青量即为所采用级配的新添加沥青的最低掺量。

[0045] 进一步的，新沥青添加量优选按0.3％的质量百分比递增。为了使混合料达到拌合均匀且无花白料状态，步骤a1的拌和温度优选为150℃‑160℃，特别是150℃‑155℃；步骤a2的总拌和时间最低为180s，最长为540s。

[0046] 再生混合料沥青含量为旧沥青与新添加沥青总质量之和占混合料质量的百分比，其中当新沥青为乳化沥青时，新沥青质量是指乳化沥青残留蒸发物的固体质量。

[0047] 作为优选，步骤d进行成型试验时，成型方法采用旋转压实法或马歇尔成型法。以乳化沥青为胶结料时，试验温度优选为110‑120℃；以再生沥青为胶结料时，试验温度优选为130‑160℃

[0048] 和现有技术相比，本发明的大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计方法具有以下突出的有益效果：

[0049] (一)RAP掺量高达50％以上，甚至可以实现100％全再生料，有效提高RAP利用率；

[0050] (二)首次提出以更低的设计空隙率(1％‑4％)、高油石比、高粉胶比进行大掺量抗疲劳再生沥青混合料设计，更新了厂办再生沥青混合料的设计理念，设计出的混合料能满足路面设计要求，形成的混合料直接用于路面面层，提高了路面铣刨料的利用效果；

[0051] (三)采用该设计方法设计的再生沥青混合料，RAP掺量大，路面性能均衡，解决了目前常规厂办大掺量再生沥青混合料抗水损害能力、疲劳性能等性能不足的缺点。

附图说明

[0052] 附图1是本发明基本流程图；

[0053] 附图2是实施例一、三全再生(100％RAP)沥青混合料级配图；

[0054] 附图3是实施例一乳化沥青含量确定流程图；

[0055] 附图4是实施例一全再生混合料与常规AC、SMA的DA、SA、VV及Fb等4种体积指标对比图；

[0056] 附图5是实施例二、四74％RAP再生沥青混合料级配图；

[0057] 附图6是实施例二再生沥青含量确定流程图；

[0058] 附图7是实施例三乳化沥青含量确定流程图；

[0059] 附图8是实施例四再生沥青含量确定流程图；

[0060] 附图9是实施例1、2混合料及常规混合料汉堡试验曲线；

[0061] 附图10是实施例3、4混合料及常规混合料汉堡试验曲线。

[0062] 附图11是实施例1、2混合料疲劳试验曲线；

[0063] 附图12是实施例3、4混合料疲劳试验曲线。

具体实施方式

[0064] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

[0065] 实施例一：

[0066] 以乳化沥青作为新添加沥青胶结料，进行100％再生沥青混合料的设计，设计步骤如附图1所示。

[0067] 【级配类型选择】

[0068] 按照路面结构设计要求，大掺量再生混合料将用于路面中面层，同等交通量及设计下多采用AC‑16型沥青混合料，因此根据同等最大公称粒径将进行最大公称粒径为16mm的大掺量再生混合料的设计。

[0069] 【原材料选择及检测】

[0070] 乳化沥青采用慢裂乳化沥青。

[0071] RAP集料采用粗料(10‑20mm)、中料(5‑10mm)及细料(0‑5mm)三种规格，其质量配比为粗料:中料:细料＝65:12:23。

[0072] 对乳化沥青进行检测，测定固含量等指标；对RAP集料进行抽提试验，测定级配及残留沥青含量等指标，试验结果见表2、表3、表4。

[0073] 表2乳化沥青检测结果

[0074]

[0075]

[0076] 表3RAP沥青残留含量

[0077]

[0078] 表4RAP集料筛分结果

[0079] 筛孔，mm 粗 中 细19 100.0 100.0 100.0
16 100.0 100.0 100.0
13.2 90.4 100.0 100.0
9.5 54.9 99.7 100.0
4.75 18.5 48.3 99.4
2.36 14.6 22.3 73.9
1.18 12.6 18.4 57.0
0.6 10.4 14.8 39.9
0.3 9.0 12.8 31.9
0.15 7.1 10.1 22.3
0.075 6.0 8.5 17.2

[0080] 【级配范围的确定】

[0081] 根据原材料检测结果，结合项目实际情况及需求进行室内沥青混合料的设计。

[0082] 本实施例为全再生利用，采用的级配参照AC‑16型级配，全再生混合料级配见附图2及表5。

[0083] 表5全再生‑16级配

[0084] 筛孔尺寸 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075全再生‑16 100.0 93.8 70.6 40.7 29.2 23.5 17.7 14.7 11.0 8.9
AC‑16上限 90.0 76.0 60.0 34.0 20.0 13.0 9.0 7.0 5.0 4.0
AC‑16下限 100.0 92.0 80.0 62.0 48.0 36.0 26.0 18.0 14.0 8.0

[0085] 设计级配中，13.2mm、0.075mm筛孔通过率超出常规AC‑16级配范围，但是由于该级配下RAP材料的利用率最高，因此仍采用该级配进行混合料的设计。

[0086] 【新沥青用量的确定】

[0087] 如附图3所示，以热拌方式确定乳化沥青用量的具体步骤如下：

[0088] (1)将RAP料放置155℃的烘箱中加热4.5h；

[0089] (2)将RAP料从烘箱中取出，迅速放入拌合锅中，加入常温乳化沥青进行拌和，拌和90s后，添加填料；若无需添加填料，则继续拌合，拌和180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌90s，这时若仍有花白料则继续添沥青，添加比例按0.3％递增，重复上述步骤直至无花白料，此时添加的乳化沥青量即为乳化沥青最低掺量；

[0090] (3)通过步骤(2)进行试拌，最终确定乳化沥青最低掺量为2.5％。按照乳化沥青的残留蒸发物固体含量，计算得到混合料的沥青含量为5.34％。

[0091] 另外，步骤(2)拌合完成后，当沥青混合料温度稳定为115±5℃时，便可以进行乳化沥青再生混合料的试件制作。

[0092] 【试件的制作并测定体积指标】

[0093] 按照规范要求的马歇尔成型方法进行击实试验，击实次数为双面各击实75次，击实温度参数见附图3(115℃)，具体试验结果见表6。

[0094] 表6混合料体积试验数据

[0095]

[0096]

[0097] 按照公路相关技术规范计算空隙率，经过测定得到，在所确定的级配及沥青用量下，马歇尔试件的空隙率为3.5％，满足设计要求，确定采用该级配及沥青含量及进行混合料性能指标验证。

[0098] 【性能试验】

[0099] 再生混合料性能试验包括高温稳定性、水稳定性、低温性能及疲劳性能，具体试验指标及试验方法见表7，其中疲劳试验曲线见附图11。

[0100] 表7混合料体积及性能试验结果

[0101]

[0102] 【取芯验证】

[0103] 对上述成型的路面取芯，进行汉堡试验测定其路用性能，经测定在50℃、0.7MPa、20000次碾压条件下，混合料的轮辙变形仅为5.3mm，且无剥落拐点，远小于相关技术规范要求的12.7mm，性能优良(见附图9)。

[0104] 【可行性说明】

[0105] 现有技术中级配类型多为AC、SMA类混合料，一般性能良好的AC类混合料设计空隙率多设计为4.0％‑5.0％，有效沥青膜厚度为7‑11μm；性能良好的SMA类混合料设计空隙率多为3.5％‑4.5％，其沥青膜厚度为6‑8μm。通过对比VV、DA、Fb、SA等4项体积指标(见附图4)，可看出本实施例乳化沥青全再生混合料具有以下特点：(1)混合料集料比表面积(SA)介于AC与SMA类之间；(2)沥青膜厚度(DA)为7.13μm，更加接近于SMA；(3)粉胶比(Fb)为1.67，已达到SMA混合料粉胶比(Fb)范围。

[0106] 上述结果说明，全再生混合料的级配设计组成不同于AC、SMA类混合料，它具备自己独特的特点，采用更低的设计空隙率，同时提高沥青含量、粉胶比，能够得到具有良好路用性能的再生混合料。

[0107] 实施例二：

[0108] 以乳化沥青作为新添加沥青胶结料，进行74％再生沥青混合料的设计，设计步骤如附图1所示。

[0109] 【原材料选择及检测】

[0110] 本实施例中，采用的RAP、乳化沥青等与实施例一中的相同，区别在于添加有新集料、填料。RAP、集料及填料筛分结果见表8。

[0111] 表8RAP、集料及填料筛分结果

[0112]

[0113] 【级配范围的确定】

[0114] 原料比例、组成、级配见表9、表10、表11、附图5。

[0115] 表9大掺量(74％RAP)温拌再生混合料原料比例

[0116] 种类 RAP 新集料 填料比例(％) 74 25 1

[0117] 表10大掺量(74％RAP)温拌再生混合料各档料组成情况

[0118]

[0119] 表11 74％RAP掺量温拌AC‑20级配

[0120] 筛孔尺寸 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075AC‑20 100.0 93.6 85.4 76.2 60.0 32.4 20.7 17.0 13.3 11.4 8.9 7.3AC‑20上限 100 100 92 80 72 56 44 33 24 17 13 7
AC‑20下限 100 90 78 62 50 26 16 12 8 5 4 3

[0121] 【新沥青用量的确定】

[0122] 如附图6所示，以热拌方式确定沥青含量的具体步骤如下：

[0123] (1)将新集料、RAP料放置155℃的烘箱中加热4.5h；

[0124] (2)将新集料、RAP料从烘箱中取出，迅速加入到拌合锅中，加入常温乳化沥青进行拌和，拌和90s后添加矿粉(填料)，然后继续拌合；当总拌和时间达到180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌90s，这时若仍有花白料则继续添沥青，添加比例按0.3％递增，重复上述步骤直至无花白料，此时添加的乳化沥青量即为乳化沥青掺量；

[0125] (3)通过步骤(2)进行试拌，最终确定乳化沥青用量为3.5％。按照乳化沥青的残留蒸发物固体含量，计算得到混合料的沥青含量为5.04％。

[0126] 另外，步骤(2)拌合完成后，当沥青混合料温度稳定为115±5℃时，便可以进行乳化沥青再生混合料的相应试件的制作。

[0127] 【试件的制作并测定体积指标】

[0128] 按照规范要求的马歇尔成型方法进行击实试验，击实次数为双面各击实75次，击实温度参数见附图6(115℃)。具体试验结果见表12：

[0129] 表12体积试验结果

[0130]

[0131] 按照公路相关技术规范计算空隙率，经过测定得到，在所确定的级配及沥青用量下，马歇尔试件的空隙率为3.9％，满足设计要求，确定采用该级配及沥青含量及进行混合料性能指标验证，即确定油石比为5.04％、粉胶比Fb为1.45。

[0132] 【性能试验】

[0133] 乳化沥青再生混合料性能试验包括高温稳定性、水稳定性、低温性能及疲劳性能，具体试验指标及试验方法见表13，其中疲劳试验曲线见附图11。

[0134] 表13混合料体积及性能试验结果

[0135]

[0136] 【取芯验证】

[0137] 对上述成型的路面取芯，进行汉堡试验测定其路用性能，经测定在50℃、0.7MPa、20000次碾压条件下，混合料的轮辙变形仅为5.2mm，且无剥落拐点，远小于相关技术规范要求的12.7mm，性能优良(见附图9)。

[0138] 实施例三：

[0139] 以再生沥青作为新添加沥青胶结料，进行100％再生沥青混合料的设计，设计步骤如附图1所示。

[0140] 【级配类型选择】

[0141] 按照路面结构设计要求，大掺量再生混合料将用于路面中面层，同等交通量及设计下多采用AC‑16型沥青混合料，因此根据同等最大公称粒径将进行最大公称粒径为16mm的大掺量再生混合料的设计。

[0142] 【原材料的选择】

[0143] 本实施例中，采用的RAP等与实施例1中的相同，区别在于采用的胶结料为再生沥青，再生沥青的制备流程如下：

[0144] (1)称取约2000g基质沥青，加热至130℃；

[0145] (2)加入一定质量的芳烃类再生剂，掺加量为基质沥青质量的10％；

[0146] (3)130℃下搅拌30min，得到温再生沥青。

[0147] 【级配范围的确定】

[0148] 级配范围采用与实施例一相同的级配范围，见附图2、表5。

[0149] 【新沥青用量的确定】

[0150] 如附图7所示，以热拌方式确定再生沥青用量的具体步骤如下：

[0151] (1)将RAP料放置155℃的烘箱中加热4.5h；

[0152] (2)将再生沥青加热至120‑130℃，备用。

[0153] (3)将RAP料从烘箱中取出，迅速放入拌合锅中，加入120℃‑130℃再生沥青进行拌和，拌和90s后，添加填料；若无需添加填料，则继续拌合，拌和180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌90s，这时若仍有花白料则继续添沥青，添加比例按0.3％递增，重复上述步骤直至无花白料，此时添加即为再生沥青最低掺量；

[0154] (4)通过步骤(2)进行试拌，最终确定新沥青最低掺量为1.23％，计算得到混合料的沥青含量为5.01％。

[0155] 另外，步骤(2)拌合完成后，当沥青混合料温度稳定为130‑160℃时，便可以进行再生混合料的试件制作。

[0156] 【试件的制作并测定体积指标】

[0157] 按照规范要求的马歇尔成型方法进行击实试验，击实次数为双面各击实75次，击实温度参数见附图7(150℃)。具体试验结果见表14：

[0158] 表14混合料体积试验数据

[0159]

[0160] 按照公路相关技术规范计算空隙率，经过测定得到，在所确定的级配及沥青用量下，马歇尔试件的空隙率为3.1％，满足设计要求，确定采用该级配及沥青含量及进行混合料性能指标验证，即确定油石比为5.01％、粉胶比Fb为1.75。

[0161] 【性能试验】

[0162] 再生混合料性能试验包括高温稳定性、水稳定性、低温性能及疲劳性能，具体试验指标及试验方法见表15，其中疲劳试验曲线见附图12。

[0163] 表15混合料体积及性能试验结果

[0164]

[0165]

[0166] 【取芯验证】

[0167] 对上述成型的路面取芯，进行汉堡试验测定其路用性能，经测定在50℃、0.7MPa、20000次碾压条件下，混合料的轮辙变形仅为4.1mm，且无剥落拐点，远小于相关技术规范要求的12.7mm，性能优良(见附图10)。

[0168] 实施例四：

[0169] 以再生沥青作为新添加沥青胶结料，进行74％再生沥青混合料的设计，设计步骤如附图1所示。

[0170] 【级配类型选择】

[0171] 按照路面结构设计要求，大掺量再生混合料将用于路面中面层，同等交通量及设计下多采用AC‑20型沥青混合料，因此根据同等最大公称粒径将进行最大公称粒径为19.5mm的大掺量再生混合料的设计。

[0172] 【原材料的选择】

[0173] 本实施例中，采用的RAP等与实施例2中的相同，区别在于采用的胶结料为再生沥青，再生沥青的制备流程如下：

[0174] (1)称取约2000g基质沥青，加热至130℃；

[0175] (2)加入一定质量的芳烃类再生剂，掺加量为基质沥青质量的9％；

[0176] (3)130℃下搅拌30min，得到温再生沥青。

[0177] 【级配范围的确定】

[0178] 级配范围采用与实施例二相同的级配范围，见表附图5、表11。

[0179] 【新沥青用量的确定】

[0180] 如附图8所示，以热拌方式确定再生沥青用量的具体步骤如下：

[0181] (1)将铣刨料(RAP)放置155℃的烘箱中加热4.5h；

[0182] (2)将再生沥青加热至120‑130℃，备用。

[0183] (3)将RAP料从烘箱中取出，迅速放入拌合锅中，加入常温120℃‑130℃沥青进行拌和，拌和90s后，添加填料；若无需添加填料，则继续拌合，拌和180s后观察混合料状态，若有花白料则继续搅拌90s，这时若仍有花白料则继续添沥青，添加比例按0.3％递增，重复上述步骤直至无花白料，此时即为再生沥青最低掺量；

[0184] (4)通过步骤(2)进行试拌，最终确定新沥青最低掺量为1.28％。按照乳化沥青的残留蒸发物固体含量，计算得到混合料的沥青含量为5.06％。

[0185] 另外，步骤(2)拌合完成后，当沥青混合料温度稳定为130‑160℃时，便可以进行再生混合料的试件制作。

[0186] 【试件的制作并测定体积指标】

[0187] 按照规范要求的马歇尔成型方法进行击实试验，击实次数为双面各击实75次，击实温度参数见附图8(150℃)。具体试验结果见表16：

[0188] 表16混合料体积试验数据

[0189]

[0190] 按照公路相关技术规范计算空隙率，经过测定得到，在所确定的级配及沥青用量下，马歇尔试件的空隙率为3.1％，满足设计要求，确定采用该级配及沥青含量及进行混合料性能指标验证，即确定油石比为5.06％、粉胶比Fb为1.44。

[0191] 【性能试验】

[0192] 再生混合料性能试验包括高温稳定性、水稳定性、低温性能及疲劳性能，具体试验指标及试验方法见表17，其中疲劳试验曲线见附图12。

[0193] 表17混合料体积及性能试验结果

[0194]

[0195] 【取芯验证】

[0196] 对上述成型的路面取芯，进行汉堡试验测定其路用性能，经测定在50℃、0.7MPa、20000次碾压条件下，混合料的轮辙变形仅为6.3mm，且无剥落拐点，远小于相关技术规范要求的12.7mm，性能优良(见附图10)。