一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法与流程

本申请涉及沥青检测，具体涉及一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法。

背景技术：

1、随着我国沥青路面养护需求的日益提升以及路面再生技术的大力推广，以复拌加铺为主的路面就地热再生养护工程日益得到关注。然而，沥青路面材料加铺层中是否掺有旧料尚无明确有效的工程检测方法。围绕再生沥青混合料中旧料掺量的定量估计开展相关研究是推动路面再生行业标准化的技术保障。

2、围绕热再生沥青混合料的国内外对旧料中沥青老化程度的识别，主要是先用溶液抽提回收老化沥青，然后测试单一沥青的常规性能指标来判别沥青的老化程度。考虑到路面内部老化的不均匀性，单一的沥青常规性能指标并不能很好地评价其老化情况。且相较于单一沥青老化，混合料中沥青老化所受到的影响因素更多，且呈现出非均质性。

3、我国现行规范jtg e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》推荐采用阿布森法和旋转蒸发器法回收旧料中沥青。但旧路面回收材料来源多样，老化程度不一，用于路面再生领域时存在困难。已有的研究表明，对于再生沥青混合料目前还没有评价其技术性能的统一标准。

4、而申请者在研究中发现，通过沥青混合料微观均匀性角度，利用分层抽提回收沥青，通过特征官能团及流变性能构建融合区梯度模型，量化新旧沥青融合区的性能梯度，即可达到再生沥青混合料旧料掺量的定量估算的目的。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供了一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，通过钻取现场芯样并分层抽提沥青胶结料，结合傅里叶红外光谱和动态剪切流变仪测试获取亚砜基指数及复数剪切模量标准差，再与室内制备的不同旧料掺量混合沥青混合料对应的测试结果绘制的掺量-标准差曲线匹配比对，进而确定现场再生沥青混合料的旧料掺量。

2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

3、本申请提供一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，包括以下步骤：

4、s1、钻取现场沥青混凝土芯样，将所述芯样加热至预设温度后打散，得到松散沥青混合料；

5、s2、采用分层抽提方法对所述松散沥青混合料进行抽提处理回收，且抽提过程中按芯样径向划分为内层、中层和外层，得到内层、中层和外层沥青胶结料样品；

6、s3、对所述内层、中层和外层沥青胶结料样品进行傅里叶红外光谱和动态剪切流变仪测试；

7、s4、根据傅里叶红外光谱测试结果计算所述内层、中层和外层沥青胶结料各自的亚砜基指数，并计算亚砜基指数标准差；根据动态剪切流变仪测试结果在20℃条件下得到所述内层、中层和外层沥青胶结料的复数剪切模量，并计算得到复数剪切模量标准差；

8、s5、室内采用和所述现场再生沥青混合料相同的矿料配合比和沥青类型，制备室内沥青混合料；

9、s6、对所述室内沥青混合料进行先短期老化后长期老化，得到室内老化沥青混合料；

10、s7、将所述室内老化沥青混合料与未老化的室内制备沥青混合料进行不同掺量比例混合，形成多组具有不同旧料掺量的混合沥青混合料样品；

11、s8、对每组所述混合沥青混合料样品均重复执行s2至s4的操作，获取每组混合沥青混合料样品对应的亚砜基指数标准差，绘制掺量-亚砜基指数标准差曲线；获取每组混合沥青混合料样品对应的复数剪切模量标准差，绘制掺量-复数剪切模量标准差曲线；

12、s9、结合所述掺量-亚砜基指数标准差曲线和掺量-复数剪切模量标准差曲线，根据s4中测得的亚砜基指数标准差和复数模量标准差确定现场再生沥青混合料的旧料掺量。

13、优选的，s1中，所述芯样的直径为100mm-150mm，所述芯样的深度贯穿再生沥青混合料层且避免跨层，所述加热的温度为60-80℃，所述打散通过人工或橡胶锤。

14、优选的，s2中，所述分层抽提方法为首先称量松散状态的现场沥青混凝土芯样为1000-1200g，依次浸入300-500ml、300-500ml和600-800ml的三氯乙烯溶液中5-10min、5-10min、50-70min；所述回收采用阿布森法回收三次浸出液中的沥青样本。

15、优选的，s4中，所述亚砜基指数的计算方法具体如下：

16、

17、式中：为亚砜基指数；

18、为波数1030附近的吸收峰面积；

19、为沥青所有特征峰面积的总和。

20、优选的，s6中，所述短期老化方法为将所述松散沥青混合料先置于135-140℃的通风烘箱内加热4-5h，所述长期老化方法为短期老化样品马歇尔成型后置于85-90℃的通风烘箱中加热4-6d。

21、优选的，s7中，旧料控制掺量设置为0%、10%、20%、30%、60%、100%，与新料进行混合并分别设为a、b、c、d、e、f六组，进行变掺量再生沥青混合料拌和。优选的，s8中，所述掺量-亚砜基指数标准差曲线的绘制方法为：获取每组混合沥青混合料样品对应的亚砜基指数标准差，以混合沥青混合料样品的旧料掺量为横坐标、对应的亚砜基指数标准差为纵坐标，绘制掺量-亚砜基指数标准差曲线；所述掺量-复数剪切模量标准差曲线的绘制方法为：获取每组混合沥青混合料样品对应的复数剪切模量标准差，以混合沥青混合料样品的旧料掺量为横坐标、对应的复数剪切模量标准差为纵坐标，绘制掺量-复数剪切模量标准差曲线。

22、优选的，s9中，所述现场再生沥青混合料的旧料掺量的确定方法为：

23、采用线性插值法，基于掺量-亚砜基指数标准差曲线确定亚砜基指数标准差对应的掺量c1；

24、采用线性插值法，基于掺量-复数剪切模量标准差曲线确定复数剪切模量标准差对应的掺量c2；

25、计算c1和c2平均值得到旧料掺量。

26、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

27、本申请提供一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法。现有技术中由于缺乏含旧料再生沥青混合料融合区特征的系统研究，实践过程中尚无有效的旧料识别技术，本发明基于界面融合区特征识别和表征的掺量反演，提出一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，为获取路面养护工程中旧料的旧料掺量提供技术支撑；与传统老化评价方法相比，本发明分析了旧料中胶结料在微观尺度的老化梯度，采用分步抽提回收方法，构建新旧沥青融合区三层结构梯度模型，基于dsr进行流变性能测试，构建新旧沥青融合区三层梯度模型，结合ftir测试所得亚砜指数以及复数剪切模量，计算三者变化率与产量之间的变化关系，明确混合沥青不同层位老化情况且其微观均匀性同样得到体现；和传统表征沥青老化的指标相比，通过对特征官能团及流变性能测试，量化混合沥青老化程度，实现对成分未知的掺量反演。

1.一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s1中，所述芯样的直径为100mm-150mm，所述芯样的深度贯穿再生沥青混合料层；所述加热的温度为60-80℃、时间为100-120min，所述打散通过橡胶锤。

3.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s2中，所述分层抽提方法为首先称量松散状态的现场沥青混凝土芯样为1000-1200g，依次浸入300-500ml、300-500ml和600-800ml的三氯乙烯溶液中5-10min、5-10min、50-70min。

4.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s2中，所述回收采用阿布森法回收三次浸出液中的沥青样本。

5.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s4中，所述亚砜基指数的计算方法具体如下：

6.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s6中，所述短期老化方法为将所述松散沥青混合料先置于135-140℃的通风烘箱内加热4-5h。

7.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s6中，所述长期老化方法为短期老化样品马歇尔成型后置于85-90℃的通风烘箱中加热4-6d。

8.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s7中，旧料控制掺量设置为0%、10%、20%、30%、60%、100%，与新料进行混合并分别设为a、b、c、d、e、f六组，进行变掺量再生沥青混合料拌和。

9.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s8中，所述掺量-亚砜基指数标准差曲线的绘制方法为：获取每组混合沥青混合料样品对应的亚砜基指数标准差，以混合沥青混合料样品的旧料掺量为横坐标、对应的亚砜基指数标准差为纵坐标，绘制掺量-亚砜基指数标准差曲线；所述掺量-复数剪切模量标准差曲线的绘制方法为：获取每组混合沥青混合料样品对应的复数剪切模量标准差，以混合沥青混合料样品的旧料掺量为横坐标、对应的复数剪切模量标准差为纵坐标，绘制掺量-复数剪切模量标准差曲线。

10.根据权利要求1所述的一种适用于现场的再生沥青混合料旧料掺量检测方法，其特征在于，s9中，所述现场再生沥青混合料的旧料掺量的确定方法为：