G210乳化沥青冷再生试验方案最终版.docx
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G210乳化沥青冷再生试验方案最终版
G210乳化沥青冷再生（基层）配合比设计
1、乳化沥青冷再生技术要求
乳化沥青冷再生混合料设计技术要求
试验项目
技术要求
空隙率
9~14
劈裂试验
（15℃）
劈裂强度（MPa）不小于
0.40（基层、底基层）、0.50（下面层）
干湿劈裂强度比（%）不小于
75
冻融劈裂强度比TSR（%）不小于
70
二、确定冷再生矿料级配
检测RAP及新矿料的级配组成，调整各种材料用量确定冷再生配合比的级配组成为RAP:
10~20mm：
0~5mm=70%:
10%:
20%
乳化沥青再生混合料矿料级配计算表
材料
26.5
19.0
9.50
4.75
2.36
0.30
0.075
原材料及配
0~26.5mm
100%
100
97.0
64.7
40.5
25.0
8.8
3.5
0~4.75mm
100%
100
100
100
99.57
77.26
10.00
4.09
9.5~16mm
100%
100
100
100.0
95.3
3.2
1.3
1.0
9.5~19mm
100%
100
90.36
4.8
0.1
0.0
0.0
0.0
矿料比例
0~26.5mm
70.0%
70.00
67.9
45.3
28.3
17.5
6.2
2.4
0~4.75mm
20.0%
20.0
20.0
20.0
19.9
15.5
2.0
0.8
9.5~16mm
0.0%
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
9.5~19mm
10.0%
10.0
9.0
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
合成级配
100.0%
100.00
96.96
65.79
48.25
32.93
8.17
3.25
规范要求级配中值
100.0
95.0
70.0
50.0
35.0
12.0
5.0
规范要求级配范围
下限
100
90
60
35
20
3
2
~
~
~
~
~
~
~
上限
100
100
80
65
50
21
8
三、确定最佳含水量、最大干密度
乳化沥青用量采用4%，水泥用量采用3.0%PC.325水泥
1、检测乳化沥青的残留物含量。
（此次试验中所使用的乳化沥青残留物含量为59%）
2、检测RAP的天然含水量。
（采用风干集料）
3、根据乳化沥青残留物含量计算外加水量。
外加水量=总含水量-乳化沥青的含水量[乳化沥青用量×（1-乳化沥青残留物含量）]
4、根据矿料级配比例配料，每个试件约为4500g左右。
5、根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009采用重型击实仪确定最佳含水量（7.0%）和最大干密度（1.915）。
重型击实试验记录表
1
2
3
4
5
6
乳化沥青
4%（残留物含量59%，4%*41%=1.64%）
水泥
PC.325水泥、3%
含水量
5.5%
6%
6.50%
7%
7.50%
8%
外加水
3.86
4.36
4.86
5.36
5.86
6.36
盘重
600.5
622.5
590
637
590
605.5
盘+湿样
4916.5
4949.5
4936
5098.5
5057
5032.5
湿样
4316
4327
4346
4461.5
4467
4427
湿密度
1.9825
1.9876
1.9963
2.0494
2.0519
2.0335
盘+干样
4669
4693.5
4662.5
4806.5
4753.5
4720
干样重
4068.5
4071
4072.5
4169.5
4163.5
4114.5
最大干密度
1.8689
1.8700
1.8707
1.9153
1.9125
1.8900
最佳含水量
6.08
6.29
6.72
7.00
7.29
7.60
四、确定最佳乳化沥青用量
1、配料
根据级配比例配料（每个油石比采用最佳油石比上限浮动0.5%各一组，共计四组）
各组试验的试件制作数量
乳化沥青用量
干劈裂强度
湿劈裂强度
冻融劈裂强度
密度（蜡封法）
理论密度
4.5%
4
4
8
3
2
5%
4
4
8
3
2
5.5%
4
4
8
3
2
6%
4
4
8
3
2
注：
劈裂强度和密度是制作小马歇尔试件，每个试件约1150g集料（不含水泥、水和乳化沥青）
理论密度每组取集料2000g
2、成型与养生
采用7%含水量，3%PC.325水泥，乳化沥青按4.5%、5.0%、5.5%、6.0%的用量进行试验。
干、湿裂、密度用试件第一次双面击实50次，连同试模一起放入60℃烘箱烘干不少于40h，立即从烘箱取出双面各击实25次后，侧放冷却12h后脱模。
冻融劈裂一次性双面击实50次后侧放冷却12h后脱模。
理论最大密度
沥青用量
编号
干样
样+水+料
桶
桶加水
玻璃板
密度
平均
4.50
1~1
2188.5
7449
629
5708
451.00
2.436
2.394
1~2
2067
7338
621.5
5698.5
2.353
5.00
2~1
2067
7348
629
5708
2.354
2.379
2~2
2062
7354
621.5
5698.5
2.405
5.50
3~1
1874.5
7255.5
629
5708
2.409
2.369
3`2
2075.5
7333.5
621.5
5698.5
2.328
6.00
4~1
2046
7334
629
5708
2.349
2.360
4~2
2030
7323
621.5
5698.5
2.370
检测混合料的最大理论相对密度时，乳化沥青混合料拌和后均匀摊铺，自然风干，按沥青混合料最大理论密度方法检测。
3、检测试件的密度并计算空隙率
测量所有试件的高度。
采用蜡封法检测各组马歇尔试件的密度和空隙率（9~14%）。
蜡封法检测空隙率的方法与步骤如下：
1）选择适宜的浸水天平或电子秤，最大称量应不小于试件质量的1.25倍，且不大于试件质量的5倍。
2）称取干燥试件的空中质量（ma），根据选择的天平感量读数，准确至0.1g、0.5g或5g，当为钻芯法取得的非干燥试件时，应用电风扇吹干12h以上至恒重作为空中质量，但不得用烘干法。
3）将试件置于冰箱中，在4℃～5℃条件下冷却不少于30min。
4）将石蜡熔化至其熔点以上5.5℃±0.5℃。
5）从冰箱中取出试件立即浸入石蜡液中，至全部表面被石蜡封住后迅速取出试件，在常温下放置30min，称取蜡封试件的空中质量（mp）。
6）挂上网篮，浸入溢流水箱中，调节水位，将天平调平或复零。
将蜡封试件放入网篮浸水约1min，读取水中质量（mc）。
7）如果试件在测定密度后还需要做其它试验时，为便于除去石蜡，可事先在干燥试件表面涂一薄层滑石粉，称取涂滑石粉后的试件质量（ms），然后再蜡封测定。
8）用蜡封法测定时，石蜡对水的相对密度按下列步骤实测确定：
（1）取一块铅或铁块之类的重物，称取空中质量（mg）；
（2）测定重物的水中质量（m´g）；
（3）待重物干燥后，按上述试件蜡封的步骤将重物蜡封后测定其空中质量（md）及水中质量（m´d）；
γp=
式中：
γp——在常温条件下石蜡对水的相对密度；
mg——重物的空中质量，g；
m´g——重物的水中质量，g；
md——蜡封后重物的空中质量，g；
m´d——蜡封后重物的水中质量，g。
γf=
式中：
γf——由蜡封法测定的试件毛体积相对密度；
ma——试件的空中质量，g；
mp——蜡封试件的空中质量，g；
mc——蜡封试件的水中质量，g。
马歇尔密度（蜡封法）
蜡密度
空重
水中重
蜡封空中重
蜡封水中重
密度
1010
864.2
1141.4
860.5
0.973
空中重
蜡封空中重
蜡封水中重
密度
密度平均
VV
VV平均
6
1~1
1030.8
1063.9
532.8
2.110
2.096
10.577
11.18
1~2
1038.2
1060.1
534.3
2.110
10.584
1~3
1046.2
1074.8
535.4
2.068
12.372
5.5
2~1
1034.4
1075.8
547.2
2.128
2.101
10.153
10.94
2~2
1034.7
1067.5
537.6
2.085
11.964
2~3
1018.6
1051.1
530.5
2.091
11.734
5
3~1
1026.5
1065.9
532.6
2.083
2.088
12.457
12.26
3~2
1028.6
1062.2
538.6
2.103
11.608
3~3
1033.3
1068.1
534.8
2.077
12.715
4.5
4~1
1033.4
1071.7
526
2.041
2.053
14.756
14.26
4~2
1022.1
1052.9
525.8
2.063
13.835
4~3
1029.7
1064.2
527.6
2.055
14.181
4、检测劈裂强度
劈裂（干劈裂）强度检测在试件冷却后脱模，室温15℃静置2h后直接检测强度。
（基层、底基层不小0.40MPa）（下面层不小于0.50MPa）。
浸水劈裂（湿劈裂）强度检测在试件脱模后放入25℃恒温水浴23h，后放入15℃恒温水浴1h后检测劈裂强度。
湿劈裂强度与干劈裂强度的比值为干湿劈裂强度比，且不小于75%。
劈裂（干劈裂）强度
乳化沥青含量（%）
4.5
5
5.5
6.0
干劈裂（MPa）
0.48
0.49
0.45
0.44
湿劈裂（MPa）
0.38
0.44
0.37
0.36
干湿劈裂强度比（%）
78.84
89.17
82.94
80.53
确定最佳乳化沥青用量为5.5%（折合纯沥青3.3%）
冻融劈裂，将8个试件（50次）分成两组，各自测量高度，一组用于冻融，一组用于对比，冻融的采用理论密度仪抽真空15min后加入10ml水，放入-18℃冷冻箱冻16h~17h，取出后放入60℃水中24h，随后和对比的一组同时放入放入25℃恒温水浴2h后检测劈裂强度。
进行对比后得到冻融劈裂强度比大于70%。
经实测此乳化沥青冷再生混合料配合比冻融劈裂强度比为78.4%符合规范要求。
冻融劈裂强度比
乳化沥青用量%
4.5
5.0
5.5
6.0
冻融劈裂强度比%
70.74
78.44
78.08
72.22
五、结论与建议
1、结论
通过现场取样、试验确定乳化沥青冷再生混合料配合比矿料比例为：
RAP：
9.5~19mm：
0~4.75mm=70:
10:
20，水泥（PC.325）用量为矿料质量（外掺）的3%，最佳含水量为7.0%（包括外加水量和乳化沥青中的水量），最佳乳化沥青用量为5.5%（最佳乳化沥青用量为乳化沥青用量与矿料和水泥用量总和的比值，折合成纯沥青为3.3%）。
2、建议
1）乳化沥青用量应根据乳化沥青残留物含量进行调整，宜控制纯沥青为3.3%左右，实际用水量宜根据试验确定的最佳用水量与环境因素进行调整。
2）以上结果为现场取样试验结果，由于材料不断变化，建议铺筑前应重新进行原材料筛分、如变化较大时应根据《公路沥青路面再生技术规范》JTGF41-2008乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围及目标配合比级配范围进行优化调整。
3）施工时、每天检测RAP天然含水
量、乳化沥青残留物含量。
根据试验确定的总含水量、乳化沥青的残留物含量、RAP天然含水量调整外加水的用量，确保拌合均匀不离析
4）考虑到本项目是重载交通路段，水泥剂量目前暂定为3.0%，且采用的是PC32.5水泥，正式施工前可考虑PO42.5水泥，水泥剂量也要根据室内室内试验结果来调整。
西安公路研究院
2014.6.2
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