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标准编号为D4887/D4887M的热拌再生沥青材料粘度混合料制备规程,首版于1989年批准,历经多次修订,最新版本确认于2021年。该规程专门用于指导试验室中制备热拌再生沥青混合料(RAP)的粘度测试样品,旨在通过系统的共混流程,模拟实际工程中回收沥青与新沥青或再生剂混合后的流变特性。规程不仅适用于粘度测试,还可扩展至针入度、延度、老化性能(如旋转薄膜烘箱或薄膜烘箱试验)、成分分析、溶解度分析及其他用户选定的试验。
该标准紧密关联一系列ASTM方法,包括:D2172/D2172M用于定量提取混合料中的沥青、D1856用于阿布松法回收沥青、D2171/D2171M用于真空毛细管粘度测定、D7175用于动态剪切流变仪测试,以及D3381/D3381M和D6373分别用于粘度分级和性能分级的沥青规格。规程假设所取用的回收路面材料具有代表性,且提取回收过程严格遵循上述标准,若有偏差必须注明。标准同时声明,其不涵盖所有安全事项,使用者须自行建立合适的安全、健康与环保措施。
核心原理基于沥青共混的粘度‑混合规则:两种或多种沥青在特定温度下混合后,其粘度或性能等级(PG)遵循非线性关系。标准提供了两种图解法:图1为粘度混合图(60℃粘度对数与配比关系),图2为PG温度混合图(临界温度与配比关系)。用户需先通过溶剂萃取并回收老化沥青(常用Abson法或旋转蒸发仪改进法),测定其60℃粘度或PG高温等级;再选定目标粘度或PG等级以及新沥青(或再生剂)的性质,利用图表初步估算所需新沥青的百分比。
流程为迭代试配:首次估算后,按比例制备约200~300 g的小批次共混样,充分加热搅拌至均匀,随后按D2171或D7175测定共混沥青的粘度或流变参数。将实测值与目标值比较,如偏差超出允许范围,则依据图表调整新沥青比例,重复制备与测试,直至达到设定目标。当最终比例确定后,可制备更大批量的共混样用于后续全面性能评估。设备方面,要求具备可控温的加热系统、搅拌器、精密天平以及经校准的真空毛细管粘度计或动态剪切流变仪,所有测试须在标准规定的温度下进行。
下表汇总了标准所引用的新沥青典型粘度等级(依据D3381/D3381M)以及常用回收沥青的性质范围,作为混合计算的基础输入参数。实际工程中,用户须通过试验实测RAP沥青的具体数值。
| 📏 等级代号 | 📐 60℃粘度范围/泊 | 🎯 主要用途 |
|---|---|---|
| AC‑2.5 | 250 ± 50 | 低温地区或稀浆封层 |
| AC‑5 | 500 ± 100 | 轻交通路面 |
| AC‑10 | 1000 ± 200 | 中等交通等级 |
| AC‑20 | 2000 ± 400 | 重交通高速公路 |
| AC‑30 | 3000 ± 600 | 特重交通及高温区域 |
| AC‑40 | 4000 ± 800 | 极端荷载或特殊改性 |
| 🟦 指标 | 📏 典型值范围 | 📐 说明 |
|---|---|---|
| 60℃粘度 | 50,000 – 500,000 泊 | 老化后显著增加 |
| 针入度(25℃) | 10 – 30 dmm | 通常小于20 dmm |
| 软化点 | 60 – 90 ℃ | 随老化程度升高 |
| PG高温等级 | PG 76‑XX 至 PG 88‑XX | 与原始等级与老化时长有关 |