乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量的确定方法

摘要

本发明公开了一种乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量的确定方法，同时根据乳化沥青冷再生混合料的压实曲线中压实度与压实次数的关系，定义了两个评价其压实特性的能量指标：初始压实能量指标PCEI和二次压实能量指标SCEI。该方法主要是通过对在一定范围内不同含水量的乳化沥青冷再生混合料进行旋转压实，绘出压实曲线，并根据公式计算相应的压实能量指标PCEI和SCEI，得到PCEI最大时对应的含水量和SCEI最小时对应的含水量，最后，通过公式计算得出乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量。具体包括：初始压实能量指标PCEI；二次压实能量指标SCEI；最佳含水量的计算。

主权项

一种乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量的确定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)确定含水量范围，绘出压实曲线乳化沥青冷再生混合料的总含水量包括添加的水量、乳化沥青中的含水量以及旧料中的含水量，为了评价含水量对乳化沥青冷再生混合料压实特性的影响，共旋转压实成型五组试件，分别选择占旧沥青混合料的重量百分比为：2.0％,2.5％,3.0％,3.5％,4％作为添加含水重量，乳化沥青冷再生混合料相应的总含水重量分别占旧沥青混合料重量的3.28％,3.78％,4.28％,4.78％,5.28％，通过旋转压实实验，根据试验过程中记录的高度计算得到相应的压实度，分别绘出压实曲线；2)计算初始压实能量指标PCEI和二次压实能量指标SCEI将乳化沥青冷再生混合料的典型压实曲线通过两个指标N_ini和N_des分为三个阶段，N_ini是指压实曲线上对应曲率最大的压实次数，而N_des是指压实曲线上对应达到设计压实度的压实次数；第一阶段是初始自压实阶段，曲线较陡，斜率最大处的压实次数取为N_ini；第二阶段为二次压实阶段，斜率较为缓和，混合料再次压实，直到压实度达到设计压实度的89％时第二阶段终止，第三阶段斜率趋于平稳，近似为直线；定义初始压实能量指标PCEI代表乳化沥青冷再生混合料自压实的性能，PCEI越大，冷再生混合料的自压实性能越好，初始压实过程中需要的额外压实能量越少，具体可以通过计算压实曲线下压实次数从1到N_ini部分的面积得到；定义二次压实能量指标SCEI表示为了得到设计压实度需要的额外压实功，SCEI越小，所需要的额外压实功越少，通过计算压实曲线下从N_ini到N_des压实度增加的部分的面积；PCEI和SCEI的近似计算公式如下:$\mathrm{PCEI}=\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{ini}}-1}{\Sigma }}\frac{{\gamma }_i+{\gamma }_{i+1}}{2}......\left(1\right)$$\mathrm{SCEI}=\underset{N_{\mathrm{ini}}}{\overset{N_{\mathrm{des}}-1}{\Sigma }}\frac{{\gamma }_i+{\gamma }_{i+1}}{2}-(N_{\mathrm{des}}-N_{\mathrm{ini}})\times {\gamma }_{\mathrm{ini}}......\left(2\right)$其中，γ_i：第i次旋转压实对应的压实度；γ_i+1：第i+1次旋转压实对应的压实度；N_ini：压实曲线曲率最大时的压实次数；N_des：达到设计压实度时的压实次数；γ_ini：第N_ini次旋转压实对应的压实度；3)计算最佳含水量通过计算得出的相应的PCEI和SCEI，分别绘出PCEI和含水量，SCEI和含水量的关系图，对应不同的含水量，PCEI的值存在一个峰值，可以得出PCEI最大时对应的含水量，类似地，对应不同的含水量，SCEI的值存在一个谷值，可以据此得出SCEI最小时的含水量，最后，通过如下公式得出最佳含水量，在此最佳含水量下，冷再生混合料拥有最好的初始压实特性，需要的额外压实能量也最小；$M_{\mathrm{opt}}=\frac{1}{2}(M_W+M_C)......\left(3\right)$其中，M_opt：最佳含水量；M_W：PCEI最大时的相应含水量；M_C：SCEI最小时的相应含水量。