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【摘 要】集料实测密度是沥青混合料配合比设计的重要影响指标，其测试的准确性会直接影响合成热拌沥青混合料的最大理论密度及VMA等关键体积指标结果的准确性，特别是在进行沥青混合料再生配合比设计时，用到的是老旧沥青路面铣刨料，铣刨料中的集料增加了分离回收的过程，导致其与原始状态的集料并不完全一致。本文通过采用溶剂抽提法和燃烧炉法回收后的集料与原始集料进行相对密度测试和比较分析，阐明了集料表观密度和毛体积密度在两种方法进行分离回收前后的变化规律，提出了再生沥青混合料配合比设计时集料分离回收方法的适用范围。
【关键词】铣刨料；集料密度；燃烧炉法；抽提法
Comparison research of aggregate density variation before and after extraction test for the milling material of asphalt mixture
Lu Jian，Hu Xing-guo，Wang Li-cheng
（Jiangsu Transportation Research Institute Co.，Ltd Nanjing Jiangsu 210017）
【Abstract】The measured density of aggregate is an important index for asphalt mixture design， and the accuracy of it will directly affect the key volume indexes results like maximum theoretical density and VMA of hot asphalt mixture. Especially in recycling asphalt mixture design， it needs the separation recycling process for the aggregate of the milling material used of old asphalt pavement， and this will not exactly the same as the new aggregate. In this paper， the relative density test and comparison analysis for new aggregate and recycled aggregate by using solvent extraction method and combustion furnace method has been done， it shows the changes of apparent density and bulk density of aggregate before and after the separation recycling in two methods and puts forward the application scope of aggregate separation and recovery methods in recycled asphalt mixture design.
【Key words】Milling material；Aggregate density；Combustion furnace method；Extraction method
1. 引言
（1）沥青路面再生作为目前公路建设行业资源再生利用的一种重要手段，对促进我国循环经济发展和可持续发展起到了非常积极的作用。在利用铣刨料进行沥青路面再生配合比设计时，铣刨料中所含集料的密度是设计过程的关键指标之一，它的取值准确性会直接影响热拌沥青混合料的最大理论密度及VMA等关键体积指标。
（2）一般情况，铣刨料中的集料是通过燃烧试验或溶剂抽提试验分离沥青后得到，无论是燃烧法还是抽提法，分离后的再生沥青路面集料仍会残留微量的沥青或溶剂，这些残留物会填充一定量的集料开口孔隙，进而影响集料的毛体积相对密度，而该部分的影响量及影响规律需要通过试验加以分析。
2. 试验方法介绍
（1）本次粗集料密度试验采用《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005中T0304-2005粗集料密度及吸水率试验（网篮法）进行，此方法主要适用于2.36mm以上粗集料，但是对2.36mm～4.75mm集料，测试难度较大，容易因部分集料沾附在网篮或毛巾上造成集料散失，所以本次试验过程中在网篮中放置一个金属浅盘，避免出现集料散失影响试验结果。此外将集料擦干到恰好饱和面干状态也是控制试验精度的关键。最后通过试验数据计算得出表观相对密度及毛体积相对密度供配合比设计使用。
（2）细集料密度测试采用规程《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005中T0328-2005细集料表观密度试验（容量瓶法），此方法适用于含有少量大于2.36mm部分的细集料。细集料密度测试最大的难点就是如何判断细集料的表干（饱和面干）状态，对于天然砂一般并无大的争议，但对机制砂和石屑没有明确是否采用这种方法。本文列举了表干的几种典型状态，见图1 ，其中C状态为饱和面干的标准状态。最后再通过试验数据计算得出表观相对密度及毛体积相对密度数据供配合比设计。
表1 不同条件下集料相对密度试验结果表
表2 不同条件下合成集料相对密度试验结果表
3. 试验方案
为了分析集料通过抽提或燃烧后密度的变化情况，本文设计了相应试验方案：
（1）选择两种代表性石料，玄武岩和石灰岩各4种不同规格的集料分别进行密度试验，集料规格分别为0～3mm（1-1#）、3～5mm（1-2#）、5～10mm（1-3#）、10～15mm（1-4#）和0～3mm（2-1#）、3～5mm（2-2#）、5～10mm（2-3#）、10～26.5mm（2-4#）。 （2）设计两种级配类型AC-25（70号道路石油沥青）和AC-13（改性沥青）。
（3）对AC-13和 AC-25两种混合料进行拌制，进行长期老化模拟。
（4）对老化后混合料中的集料进行分离还原，将铣刨料通过溶剂抽提法或燃烧炉方法得到粗、细集料样品。
（5）对还原的集料再进行密度试验，再分别计算粗、细集料的毛体积相对密度和表观相对密度，最后计算合成毛体积相对密度。
（6）比较两种的集料密度差异，进行密度变化规律分析。
4. 试验结果与分析
试验数据汇总见表1、表2，密度变化情况见图2、图3、图4。通过以上试验结果及图表分析，可以发现：
（1）通过抽提回收后>4.75mm部分的粗集料毛体积相对密度及表观相对密度比原集料有总体降低的趋势；通过抽提回收后≤4.75mm部分的细集料毛体积相对密度及表观相对密度比原集料有总体提高的趋势；但趋势并不明显，并未超过试验重复性允许误差范围。
（2）通过燃烧（482℃）后的集料表观相对密度与原样相比变化不大，试验结果均在重复性允许误差范围内。燃烧（482℃）后集料的毛体积相对密度平均值比原样降低0.050，超出了试验重复性允许误差。
（3）配合比设计中主要用到的设计指标值为合成毛体积相对密度，通过试验表明抽提后的合成毛体积密度减少了0.3%，燃烧后的合成密度减少了2.2%。
5. 小结
5.1 通过抽提回收后>4.75mm部分的粗集料表观相对密度比原材料有总体降低的趋势；毛体积相对密度比原材料有总体降低的趋势；其平均值分别相差0.02和0.01，趋势不明显，并未超过试验重复性允许误差范围。
5.2 通过抽提回收后≤4.75mm部分的细集料表观相对密度比原材料有总体提高的趋势；毛体积相对密度比原材料有总体提高的趋势；其平均值分别相差0.01和0.03，表观相对密度并未超过试验重复性允许误差范围。
5.3 通过燃烧（482℃）后>4.75mm部分的粗集料表观相对密度结果相差不大，试验结果均在重复性允许误差范围；燃烧（482℃）后集料的毛体积相对密度比原材料有总体降低的趋势；其平均值分别相差0.002和0.05，表观相对密度并未超过试验重复性允许误差范围。
5.4 配合比设计中主要用到的设计指标值为合成毛体积相对密度，通过试验表明抽提后的合成毛体积密度减少0.3%，燃烧后的合成密度减少2.2%，说明采用燃烧法对铣刨料分离出的集料，不适于直接进行回收集料的密度试验。
参考文献
[1] JTG E42-2005，公路工程集料试验规程.
[2] JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程.
[文章编号]1006-7619（2014）02-21-065
【关键词】铣刨料；集料密度；燃烧炉法；抽提法
Comparison research of aggregate density variation before and after extraction test for the milling material of asphalt mixture
Lu Jian，Hu Xing-guo，Wang Li-cheng
（Jiangsu Transportation Research Institute Co.，Ltd Nanjing Jiangsu 210017）
【Abstract】The measured density of aggregate is an important index for asphalt mixture design， and the accuracy of it will directly affect the key volume indexes results like maximum theoretical density and VMA of hot asphalt mixture. Especially in recycling asphalt mixture design， it needs the separation recycling process for the aggregate of the milling material used of old asphalt pavement， and this will not exactly the same as the new aggregate. In this paper， the relative density test and comparison analysis for new aggregate and recycled aggregate by using solvent extraction method and combustion furnace method has been done， it shows the changes of apparent density and bulk density of aggregate before and after the separation recycling in two methods and puts forward the application scope of aggregate separation and recovery methods in recycled asphalt mixture design.
【Key words】Milling material；Aggregate density；Combustion furnace method；Extraction method
1. 引言
（1）沥青路面再生作为目前公路建设行业资源再生利用的一种重要手段，对促进我国循环经济发展和可持续发展起到了非常积极的作用。在利用铣刨料进行沥青路面再生配合比设计时，铣刨料中所含集料的密度是设计过程的关键指标之一，它的取值准确性会直接影响热拌沥青混合料的最大理论密度及VMA等关键体积指标。
（2）一般情况，铣刨料中的集料是通过燃烧试验或溶剂抽提试验分离沥青后得到，无论是燃烧法还是抽提法，分离后的再生沥青路面集料仍会残留微量的沥青或溶剂，这些残留物会填充一定量的集料开口孔隙，进而影响集料的毛体积相对密度，而该部分的影响量及影响规律需要通过试验加以分析。
2. 试验方法介绍
（1）本次粗集料密度试验采用《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005中T0304-2005粗集料密度及吸水率试验（网篮法）进行，此方法主要适用于2.36mm以上粗集料，但是对2.36mm～4.75mm集料，测试难度较大，容易因部分集料沾附在网篮或毛巾上造成集料散失，所以本次试验过程中在网篮中放置一个金属浅盘，避免出现集料散失影响试验结果。此外将集料擦干到恰好饱和面干状态也是控制试验精度的关键。最后通过试验数据计算得出表观相对密度及毛体积相对密度供配合比设计使用。
（2）细集料密度测试采用规程《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005中T0328-2005细集料表观密度试验（容量瓶法），此方法适用于含有少量大于2.36mm部分的细集料。细集料密度测试最大的难点就是如何判断细集料的表干（饱和面干）状态，对于天然砂一般并无大的争议，但对机制砂和石屑没有明确是否采用这种方法。本文列举了表干的几种典型状态，见图1 ，其中C状态为饱和面干的标准状态。最后再通过试验数据计算得出表观相对密度及毛体积相对密度数据供配合比设计。
表1 不同条件下集料相对密度试验结果表
表2 不同条件下合成集料相对密度试验结果表
3. 试验方案
为了分析集料通过抽提或燃烧后密度的变化情况，本文设计了相应试验方案：
（1）选择两种代表性石料，玄武岩和石灰岩各4种不同规格的集料分别进行密度试验，集料规格分别为0～3mm（1-1#）、3～5mm（1-2#）、5～10mm（1-3#）、10～15mm（1-4#）和0～3mm（2-1#）、3～5mm（2-2#）、5～10mm（2-3#）、10～26.5mm（2-4#）。 （2）设计两种级配类型AC-25（70号道路石油沥青）和AC-13（改性沥青）。
（3）对AC-13和 AC-25两种混合料进行拌制，进行长期老化模拟。
（4）对老化后混合料中的集料进行分离还原，将铣刨料通过溶剂抽提法或燃烧炉方法得到粗、细集料样品。
（5）对还原的集料再进行密度试验，再分别计算粗、细集料的毛体积相对密度和表观相对密度，最后计算合成毛体积相对密度。
（6）比较两种的集料密度差异，进行密度变化规律分析。
4. 试验结果与分析
试验数据汇总见表1、表2，密度变化情况见图2、图3、图4。通过以上试验结果及图表分析，可以发现：
（1）通过抽提回收后>4.75mm部分的粗集料毛体积相对密度及表观相对密度比原集料有总体降低的趋势；通过抽提回收后≤4.75mm部分的细集料毛体积相对密度及表观相对密度比原集料有总体提高的趋势；但趋势并不明显，并未超过试验重复性允许误差范围。
（2）通过燃烧（482℃）后的集料表观相对密度与原样相比变化不大，试验结果均在重复性允许误差范围内。燃烧（482℃）后集料的毛体积相对密度平均值比原样降低0.050，超出了试验重复性允许误差。
（3）配合比设计中主要用到的设计指标值为合成毛体积相对密度，通过试验表明抽提后的合成毛体积密度减少了0.3%，燃烧后的合成密度减少了2.2%。
5. 小结
5.1 通过抽提回收后>4.75mm部分的粗集料表观相对密度比原材料有总体降低的趋势；毛体积相对密度比原材料有总体降低的趋势；其平均值分别相差0.02和0.01，趋势不明显，并未超过试验重复性允许误差范围。
5.2 通过抽提回收后≤4.75mm部分的细集料表观相对密度比原材料有总体提高的趋势；毛体积相对密度比原材料有总体提高的趋势；其平均值分别相差0.01和0.03，表观相对密度并未超过试验重复性允许误差范围。
5.3 通过燃烧（482℃）后>4.75mm部分的粗集料表观相对密度结果相差不大，试验结果均在重复性允许误差范围；燃烧（482℃）后集料的毛体积相对密度比原材料有总体降低的趋势；其平均值分别相差0.002和0.05，表观相对密度并未超过试验重复性允许误差范围。
5.4 配合比设计中主要用到的设计指标值为合成毛体积相对密度，通过试验表明抽提后的合成毛体积密度减少0.3%，燃烧后的合成密度减少2.2%，说明采用燃烧法对铣刨料分离出的集料，不适于直接进行回收集料的密度试验。
参考文献
[1] JTG E42-2005，公路工程集料试验规程.
[2] JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程.
[文章编号]1006-7619（2014）02-21-065