【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程，尤其涉及一种再生沥青砂及其设计方法和其碳排放核算方法。
技术介绍
1、沥青路面在长期使用过程中，不可避免的会出现不同程度的车辙、裂缝、坑槽、松散等损坏，其中路面开裂占所有损坏的60%以上，主要是半刚性基层反射裂缝以及路面材料抗疲劳不足出现疲劳开裂，且路面一旦出现开裂，雨水侵入加速其破坏，造成较为严重的损伤，严重影响路面的服务水平，缩短其预期的使用寿命。
2、路面养护以及改扩建会产生大量的废旧材料，工业生产也产生大量的尾矿砂，这些固废堆积占用土地、污染环境，亟待处理。路面再生技术是将废旧路面材料、工业固废经过一定技术手段，加工成符合路面使用要求的材料，并铺筑在路面之中，从而达到较好的效果，是解决路面废旧料、尾矿砂堆存问题的重要举措。
3、沥青砂油石比较高，其沥青含量基本高达7%以上，混合料颗粒较细，颗粒之间的界面连接相对均匀，结构沥青膜形成较大的粘结力和界面能，能够抵抗较大的剪应力和拉应力，其疲劳寿命是普通沥青混合料的100倍以上，能够提升路面使用耐久性。采用路面废旧料、尾矿砂制备出再生沥青砂，铺筑在路面之中，利用沥青砂柔韧性和较大变形吸收能力，提升路面抗裂效果，也能解决固废堆积污染环境和占用土地的困境。
4、常规的沥青砂进行材料设计时，油石比、级配确定完全依赖马歇尔试验，并未考虑不同粒径集料裹附沥青效果，为保证变形能力好与较高的疲劳寿命，而过多的加入沥青，裹附后自由沥青量较多，造成较大浪费，沥青加工过程中碳排放高，难以获得较好减排效果，同时设计结果多依赖最终空隙率，难以
5、因此，亟需一种再生沥青砂及其设计方法和其碳排放核算方法解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本专利技术提供一种再生沥青砂及其设计方法和其碳排放核算方法。本专利技术加强了再生沥青砂体积填充过程中参数控制，并考虑不同粒径集料吸附沥青效果，使得沥青处于最佳成膜状态，提高了再生沥青砂的耐久性。
2、为实现上述目的之一，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种再生沥青砂的设计方法，该方法步骤如下：
4、s1、计算旧沥青混合料、尾矿砂、岩沥青以及sbs改性沥青的掺配比例，计算公式为：
5、；
6、；
7、；
8、式中：g表示旧沥青混合料的含量，单位为%；g表示岩沥青的含量，单位为%；表示尾矿砂的含量，单位为%；表示sbs改性沥青的含量，单位为%；表示旧沥青混合料的击实密度，单位为g/cm3；vca表示旧沥青混合料构成骨架空隙的骨架空隙率，单位为%；vma表示尾矿砂与岩沥青填充在骨架空隙后形成矿料间隙的矿料间隙率，单位为%；vv表示再生沥青砂的空隙率，单位为%；表示岩沥青的密度，单位为g/cm3；表示尾矿砂的密度，单位为g/cm3；表示sbs改性沥青的密度，单位为g/cm3；
9、s2、确认沥青膜厚度，对粒径为4.75mm及其以下的集料按照筛孔尺寸的大小进行分档编号，再根据沥青膜厚度计算裹附第i档旧集料的沥青量、裹附第i档尾矿砂的沥青量、裹附第i档灰分的沥青量，计算公式如下：
10、；
11、；
12、；
13、g；
14、式中：pg表示旧集料裹附的沥青量，单位为%；pf表示尾矿砂裹附的沥青量，单位为%；pg表示岩沥青中灰分裹附的沥青量，单位为%；dgi表示旧集料在第i档尺寸筛孔通过率，单位为%；dfi表示尾矿砂在第i档尺寸筛孔通过率，单位为%；dgi表示灰分在第i档尺寸筛孔通过率，单位为%；pag表示岩沥青中的沥青量，单位为%；saji表示第i档尺寸筛孔对应的比表面积系数，单位为m2/kg；pag表示旧沥青混合料中旧沥青量，单位为%；表示4.75mm尺寸筛孔集料对应的沥青膜厚度，单位为μm；表示第i档集料裹附的沥青膜厚度3；
15、s3、结合步骤s1和步骤s2获得最终的再生沥青砂各原料的用量比例。
16、优选的，旧沥青混合料构成骨架空隙的骨架空隙率vca的计算方法如下：
17、将旧沥青混合料加热至120℃，通过马歇尔试验方法，双面击实75次，测定其击实密度，并计算其骨架空隙率vca，计算公式为：
18、×100%；
19、式中：表示旧沥青混合料的密度，单位为g/m3；表示旧沥青混合料的击实密度，单位为g/cm3。
20、优选的，沥青膜厚度的确认方法的具体步骤如下：
21、（1）取第i档筛孔尺寸的集料浸于水中，浸泡24h后过滤，且集料的质量≥100g；
22、（2）将浸水过滤后的集料倒入铁杯中，铁杯底部垫吸水纸，顶部用滤纸隔开，放入离心机中旋转2-3min；
23、（3）称取旋转后的第i档筛孔尺寸的集料的总质量mi1；
24、（4）将第i档筛孔尺寸的集料放入烘箱中烘干后，再称取其总质量mi2；
25、（5）第i档筛孔尺寸的集料的水膜厚度的计算公式如下：
26、；
27、式中：mi1表示第i档筛孔尺寸集料离心旋转后的总质量，单位为g；mi2表示第i档筛孔尺寸集料的烘干质量，单位为g；sai表示第i档筛孔尺寸集料的比表面积，单位为m2/kg；hi表示第i档筛孔尺寸集料的水膜厚度，单位为μm；ρ表示水的密度，单位为g/cm3；
28、（6）4.75mm及其以下筛孔尺寸的集料的沥青膜厚度的计算公式如下：
29、；
30、式中：表示第i档筛孔尺寸集料裹附的沥青膜厚度，单位为μm；表示再生沥青砂的平均沥青膜厚度，单位为μm；hi表示第i档筛孔尺寸集料的水膜厚度，单位为μm。
31、优选的，4.75mm及其以下筛孔尺寸的集料按照筛孔大小分为8个档，依次为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm以及小于0.075mm。
32、优选的，再生沥青砂的空隙率vv为1-2.5%。
33、优选的，再生沥青砂的平均沥青膜厚度为15-18um。
34、优选的，尾矿砂与岩沥青填充在骨架空隙后形成矿料间隙的矿料间隙率vma为9-13%。
35、为实现上述目的之二，本专利技术提供一种再生沥青砂，该再生沥青砂包括形成骨架结构的旧沥青混合料，旧沥青混合料的骨架空隙中填充有尾矿砂和岩沥青，并形成矿料间隙；矿料间隙中填充有sbs改性沥青；旧沥青混合料的粒径为3-5mm，旧沥青混合料由旧集料和旧沥青组成；岩沥青由沥青和灰分组成，旧沥青、沥青以及sbs改性沥青混合后融合形成融合料，融合料在旧集料表面、尾矿砂表面以及灰分表面形成沥青膜。
36、优选的，尾矿砂为细粒度的尾矿砂，其粒径≤2.36mm，其中，0.075mm筛孔通过率大于50%；岩沥青中沥青占比为25-40%，旧沥青混合料中旧沥青占比为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，该方法如下：
2.根据权利要求1所述的再生沥青砂的设计方法，其特征在于，旧沥青混合料构成骨架空隙的骨架空隙率VCA的计算方法如下：
3.根据权利要求1所述的再生沥青砂的设计方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的再生沥青砂的设计方法，其特征在于，4.75mm及其以下筛孔尺寸的集料按照筛孔大小分为8个档，依次为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm以及小于0.075mm。
5.根据权利要求1所述的一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，所述再生沥青砂的空隙率VV为1-2.5%。
6.根据权利要求3所述的一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，所述再生沥青砂的平均沥青膜厚度为15-18um。
7.根据权利要求1所述的一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，所述尾矿砂与岩沥青填充在骨架空隙后形成矿料间隙的矿料间隙率VMA为9-13%。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的设计方法制得的再生沥青砂，其特征在于
9.根据权利要求8所述的一种再生沥青砂，其特征在于，所述尾矿砂为细粒度的尾矿砂，其粒径≤2.36mm，其中，0.075mm筛孔通过率大于50%；所述岩沥青中沥青占比为25-40%，旧沥青混合料中旧沥青占比为2-6%。
10.一种如权利要求8所述的再生沥青砂的碳排放核算方法，其特征在于，1吨再生沥青砂的碳排放的计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，该方法如下：
2.根据权利要求1所述的再生沥青砂的设计方法，其特征在于，旧沥青混合料构成骨架空隙的骨架空隙率vca的计算方法如下：
3.根据权利要求1所述的再生沥青砂的设计方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的再生沥青砂的设计方法，其特征在于，4.75mm及其以下筛孔尺寸的集料按照筛孔大小分为8个档，依次为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm以及小于0.075mm。
5.根据权利要求1所述的一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，所述再生沥青砂的空隙率vv为1-2.5%。
6.根据权利要求3所述的一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，所述再生沥青砂的平均沥青膜厚度为15-18um。
7.根据权利要求1所述的一种再生沥青砂的设计方法，其特征在于，所述尾矿砂与岩沥青填...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨大海，任园，张玉斌，汪刚，汪志甜，丁强，焦天涵，鲍世辉，王祥彪，朱俊，牛京涛，方肖立，
申请(专利权)人：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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