温拌沥青混合料加工性的可操作性。
摘要：为了客观评价的温拌沥青混合料的可操作性，已通过沥青混合料加工性测试仪对温拌沥青混合料的可加工性能进行了测试。最初，只是利用可行性设备对沥青砂浆进行了分析。
相对于热混合沥青来说，温拌沥青混合料的加工性是由不同的温度和频率决定的。测验结果表明，当温拌沥青混合料的混合温度降低30℃时，它的加工性与热混合沥青的加工性是一样的。
1、介绍。随着能源的日益枯竭和人们环保意识的增强，温拌沥青混合料作为一种新的沥青混合料应运而生。温拌沥青混合料是一种新型材料，其混合温度处于热混合沥青和冷沥青混合料之间，它的道路修筑性能可以接近甚至超过热混合沥青。
与热混合沥青相比，温拌沥青混合料的拌和温度可降低约3060℃，这样可以降低大约30％的能源消耗，有害气体和粉尘排放量也将减少。温拌混合技术具有节能、减排的作用，并且有益于施工人员的身体健康，其具有非常重要的意义。
最初的加工性是用来评估水泥混凝土的流动性的指标。然而沥青混合料的加工问题也是存在的，者主要是由于沥青混合困难。到目前为止，对沥青混合料的加工性能研究比较少。
我们都知道，随着温度的降低，沥青的粘合剂逐渐增大，流动性变差，因此，沥青混合料将难以混合，即加工性会恶化，以致会影响沥青混合料的铺设和压实。因此，混合温暖的沥青混合物的温度降低，必须保证其良好的加工性，否则会造成在施工和混凝土压实困难。到目前为止，还没有具体用来评价沥青混合料的加工性的指标。
为了研究与沥青混合料混合的添加剂在低混合温度是否具有良好的加工性，沥青混合料的加工性测试仪已经对温拌沥青混合料的可操作性进行了研究，并与热混合沥青的加工性进行了比较。旨在确定温拌沥青料的合理温度范围。
2、实验原理及设备。
2.1、测试原理。
在沥青混合料的搅拌过程中，沥青搅拌锅的搅拌齿会被沥青混合料磨损阻碍。对于不同的沥青混合料，其粘度是不同的，搅拌的牙齿接收到的电阻也是不一样的。如果对混合物仅进行混合温度降低而不采取任何其他措施，就会使搅拌混合物的搅拌齿的的接收功率提高，即作业性较差。
基于这一理念，本文开发研究了沥青混合料的加工性测试仪。通过从沥青混合料的混合过程中采集搅拌齿扭矩的大小，可以判断混合物的加工性。并在低混合温度下，就温拌沥青混合料与热混合沥青的加工性的区别进行了研究。
2.2、测试设备。
本研究采用沥青混合料的加工性能测试仪进行测试。对加工性测试仪器与普通沥青混合料搅拌锅进行了简单的改进与处理。安装在普通沥青混合锅中搅拌齿的扭矩传感器可以在搅拌下齿的旋转过程中得到转矩的大小，并且扭矩可以测量混合沥青混合料的难度，这就是可加工性。
如果扭矩很大则表明混合物的可加工性很差，反之，则好。为了研究不同搅拌速度对加工性的影响，在频率变化050hz的范围内安装频率转换器，该设备可以改变搅拌齿的旋转速率。此外，还安装了相应数据采集的软件。
沥青混合料的使用操作性测试仪示于图1。
图1 沥青混合料的加工性能测试仪。
3、测试原料。
.3.1、试验材料和灰度。
改良的sbs沥青被用于本试验。把测试和生产联系起来，设计生产混合比，且合成的灰度显示在表1中，机器的单一粒径砂和矿物粉末示于表2。
经过测试，所有使用的骨料符合相关技术要求。按照玛莎标本规范的要求，以便确定形成5.1％的最佳沥青粒料比例，并且进行检测。
表1 沥青混合料的级配设计。
表2 机制砂和矿粉的级配。
3.2、温拌添加剂。
所用温暖混剂是来自南非的沙索公司研究出来的有机还原剂sasobit。它是从煤的气化过程中提炼出来的长链脂族烃（ft），也被称为ft石蜡。sasobit是一种技术较为成熟的温拌添加剂，对于目前的市场来说，在国内外许多工程中都得到了广泛的应用。
但确定冷却程度的方法还没有被明确提出，在国内外的研究中，一般根据经验，热混合沥青由1030℃的混合温度开始降低。在这项研究中，sasobit的质量是沥青质量的2％。
4、仪器的可行性分析测试。
在测试中使用的加工性测试仪属于探索性试验装置和试验方法，而不是当前的规范和标准方法。为了使测试数据有说服力，首先必须确定这种仪器的可行性。相对均匀的沥青砂浆来说，可在混合时得到稳定的测试结构，因此第一个对沥青砂浆的加工性进行试验，以排除大尺寸的石头对测试精度效果的影响。
如果沥青砂浆能够获得稳定与合理的测试数据，则表明该仪器是可行的，并且可以用来评价沥青混合料的可加工性。
4.1、测试方法。
根据搅拌锅的混合效应，按照表2的原料配制来设计测试。机制砂的总质量及矿物粉是6000克。混合后被放置在烘箱中，加热至目标温度。
设置混合温度，混合时间和混合测试仪器的频率。将该机制砂放入搅拌锅中，加入沥青有一定的质量，并开始搅拌。然后加入矿物粉，继续搅拌，直到样品混合均匀。
此时，数据采集可以进行。该仪器可以显示每秒的动态数据，我们每隔五分钟开始收集，一共收集十组数据。试验温度分别采用175℃，160℃，140℃，120℃和100℃。
在给定的温度下，分别采集不同频率（50hz，40hz的，为30hz，20hz的，10hz）下的扭矩。
4.2、测试结果分析。
图2和图3中显示的是不同温度和不同的频率显下沥青砂浆加工性的测试结果。
频率（hz)
图2 不同温度下沥青砂浆加工性的比较
温度（℃）图3 不同温度下沥青砂浆加工性的比较
从图2中我们可以发现，在一个给定的混合温度下，沥青砂浆的频率降低降低，混合的转矩也将减小，即对于沥青砂浆，混合频率越低，它的加工性越好。从图3中我们可以发现，转矩在给定的混频频率下随着温度的降低逐渐增加，并且其加工性变差，温度越低，需要的扭矩越大，则混合的难度越高。这与理论知识相一致，温度的降低将导致混合物的可加工性变难。
该仪器可以定量地表示沥青混合物的可加工性的大小，所以仪器可以用来客观地评价沥青混合料的可加工性。
5、温性混合沥青的可加工性。
在实际生产过程中，我们关注的是沥青混合料的可加工性。特别是对温热的沥青混合物，尤其是在混合沥青的温度较低时，我们更关注温拌技术是否和在低温条件下的热沥青混合物具有相同的加工性和紧凑性。
根据表1中的渐变设计，准备好7200克的沥青混合料，并进行加工性试验测试，在该试验中，温热的混合物沥青是从加入sasobit添加剂、沥青质量的2％时开始凝聚干燥并制成混合物。以下图4和图5分别是热混合沥青和温混合沥青在不同温度下的试验结果。
图4 热混合沥青在不同频率的可操作性比较。
图5 在不同频率下带sasobit添加剂温暖混合沥青的加工性比较。
从图4和图5中我们可以看出，无论是热混合沥青或带sasobit添加剂的温暖混合沥青，在混合温度一定的情况下，混合料的可操作性都是先增加的，后随频率增加而减小。当混合频率为30hz左右时，混合加工性是最好的。相比于图2中，沥青混合料的加工性变化规律不与沥青砂浆相一致，该结果可能与混合料的最大公称尺寸有关。
热沥青混合物和带sasobit添加剂的温热混合物沥青加工性完全相反，当混合频率是在30hz时，其可加工性示于图6。
图6 在不同温度下混合物可加工性的比较。
图6所示的热沥青混合物的加工性是随温度降低而呈现出线性变化。作为带sasobit添加剂的温热混合物沥青，其度对混合物的加工性的影响很小，当温度高于140℃时，混合物的可加工性与预热混合剂的效果相比是很小的。对于sbs的热沥青混合物，混合温度一般是175℃。
由图中可以发现，带sasobit添加剂的温暖混合沥青的加工特性，当混合温度为145℃且等同于热混合沥青时，其混合温度为175℃。因此，带sasobit添加剂的温暖混合沥青冷却温度可达到30℃。无效的增加百分比可能会间接影响其可加工性和混合的结构紧凑性，因此无效的百分比可用于试验混合物的可操作性。
使用的热沥青混合物和温热的混合物沥青sgc成型试样，当温度分别为175℃和145℃，并确定成分如表3所示，试验结果是无效的，测试结果的百分比表明，对于空隙的百分比的差并不大，因此，sasobit的添加剂可以降低混合物约30℃的混合温度。
表3 sgc样本量指数。
结论。沥青混合料的加工性测试仪可客观反应混合物混合的难易程度，即加工性的大小。
带sasobit的温暖混合沥青的加工性的试验研究结果表明了，混合频率对混合加工性具有一定影响力，当混合频率为30hz时，可加工性最佳。
带sasobit的温暖混合沥青在145℃时其加工性是等价于热混合沥青在175℃时的加工性，也就是说sasobit添加剂的冷却速度可达到30℃。
通过对孔隙率的检测，证实了温拌混合物的压实百分比是等价于热混合沥青混合温度降低30℃时的压实百分比。
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