AASHTO R 114-2022
Стандартная практика рассмотрения вопросов проектирования при использовании регенерационной битумной черепицы (RAS) в асфальтовых смесях
- Стандартный №
- AASHTO R 114-2022
- Дата публикации
- 2022
- Разместил
- American Association of State Highway and Transportation Officials
- Последняя версия
- AASHTO R 114-2022
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
AASHTO R 114-221, «Практики проектирования асфальтобетонной смеси для переработанной асфальтобетонной черепицы (RAS)», был официально выпущен в 2022 году. Разработанный Техническим подкомитетом 2d (Состав смеси асфальтобетона и заполнителя) Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, этот стандарт содержит систематическое руководство по проектированию для включения переработанной асфальтобетонной черепицы в асфальтобетонные смеси, знаменуя стандартизацию технологии применения переработанной асфальтобетонной черепицы.
Переработанная асфальтобетонная черепица используется в качестве строительного материала уже более 20 лет, но её применение остаётся относительно новым во многих организациях. RAS, получаемые в основном из отходов производства или сноса, позволяют перерабатывать ресурсы и снижать производственные затраты. Однако уникальные характеристики материалов RAS требуют рассмотрения четырех ключевых областей в процессе проектирования: проектные соображения для использования RAS, определение градации и удельного веса заполнителя для черепицы, требования к количеству связующего для эффективного асфальта и требования к качеству хрупкости связующего.
Проектные соображения для RAS в асфальтобетонных смесях
Введение заполнителя RAS может существенно повлиять на градационные характеристики асфальтобетонной смеси. Проектировщики должны определить распределение размера частиц и процентное содержание заполнителя для плитки и соответственно скорректировать состав нового заполнителя. Исследования показали, что содержание RAS обычно контролируется в диапазоне от 3% до 5% от веса заполнителя. Хотя содержание невелико, его неасфальтовые компоненты (заполнитель и волокно) оказывают существенное влияние на эксплуатационные характеристики смеси.
Параметры производительности Влияние RAS Диапазон изменений Меры контроля Количество пустот (VMA) Увеличение Увеличение на 0,1% на каждый 1% RAS Скорректируйте минимальные требования VMA Угловатость мелкого заполнителя Улучшение Значительно улучшение Оптимизация проектирования гранулометрического состава Увеличение соотношения порошок-связующее Требуется перерасчет Скорректируйте дозировку наполнителя Значительное увеличение Жесткость вяжущего Примерно в два раза больше, чем у RAP Используйте более мягкую матрицу вяжущего Твердая, угловатая природа частиц RAS и наличие волокон обычно приводят к увеличению VMA, в то время как содержание пыли в RAS снижает VMA, но в целом чистая VMA увеличивается. Стоит отметить, что вяжущие RAS намного жестче, чем асфальтовые вяжущие для дорожных покрытий, что является основной причиной ограничения их использования.
Методы определения градации и удельного веса заполнителя RAS
Стандарт определяет подробные процедуры испытаний свойств заполнителя RAS. Во-первых, необходимо отобрать представительный образец RAS и подвергнуть его экстракции асфальтового вяжущего в соответствии с прибором T 164 или прибором T 319, или методом сжигания с использованием прибора T 308 для удаления асфальтового вяжущего RAS и извлечения заполнителя RAS. Размер образца должен обеспечивать соответствие извлеченного материала заполнителя RAS требованиям к размеру, установленным для процедуры классификации. Для определения удельного веса заполнителя RAS необходимо определить его теоретический максимальный удельный вес (Gmm) по прибору T 209. Затем следует рассчитать эффективный удельный вес (Gse) заполнителя по следующей формуле: Gse = (100 - Pbr) / (100/Gmm - Pbr/1,03), где Gse – эффективный удельный вес заполнителя RAS, Gmm – теоретический максимальный удельный вес RAS, а Pbr – массовая доля асфальтобетонного вяжущего в RAS. Технические ключевые моменты: Во время испытания можно использовать спиртовой спрей для снижения поверхностного натяжения или горячую воду с температурой 77 °C для смачивания образца RAS. Исследования показали, что заполнитель RAS обладает очень низкой поглощающей способностью, поэтому для последующих расчетов вместо насыпного удельного веса (Gsb) можно использовать эффективный удельный вес (Gse). Требуемое количество вяжущего для эффективного асфальта. Чтобы компенсировать отсутствие и неэффективность асфальтобетонного вяжущего в процессе смешивания асфальтобетонной смеси, необходимо увеличить его количество в смеси. Стандарт предусматривает, что минимальное количество VMA, установленное в M 323, должно быть увеличено на 0,1% на каждый 1% RAS (в расчете на общую массу заполнителя). Например, использование 5% RAS приведет к увеличению минимального количества VMA на 0,5%, что увеличит содержание асфальтобетонного вяжущего в асфальтобетонной смеси примерно на 0,2%. Агентства, которые скорректировали минимальное эффективное содержание вяжущего путем увеличения минимального требования VMA или проектирования смеси с более низким содержанием пустот, должны проявлять осторожность, чтобы избежать чрезмерного асфальтирования смеси.
Оценка требований к качеству охрупчивания вяжущего
Метод оценки критической разницы температур (ΔTc)
Стандарт вводит понятие критической разницы температур (ΔTc) для оценки степени охрупчивания вяжущего после введения RAS. ΔTc определяется как разница между критической температурой жесткости (S) и критической температурой релаксации (m-value):
ΔTc = критическая температура жесткости - критическая температура релаксации
Исследования Андерсона и др. (2011) и Беннерта (2015) показывают, что значительная потеря стойкости к трещинам происходит, когда ΔTc ≤ -5,0 °C. Испытания следует проводить с использованием материалов, подвергнутых старению PAV в соответствии с R 28, но с увеличенным временем старения до 40 часов.
Методы оценки Сценарии применения Требования к испытаниям Преимущества Общегосударственные или региональные рейтинги Общие применения Установление рейтингов соотношения связующего RAS (RASBR) Упрощение рутинного проектирования Методы оценки конкретных смесей Инновационные проекты Адаптация для специальных материалов Альтернатива Метод старения неуплотненной смеси Метод Приложения X1 24 часа в печи с принудительной циркуляцией воздуха при 135 °C Моделирование фактического старения Процедура определения класса на уровне штата или региона
Определение класса на уровне штата или региона для допустимого содержания RAS требует нескольких смесей вяжущего RAP (если используется) и базового асфальтобетонного вяжущего с различными уровнями вяжущего RAS. Затем смешанные вяжущие подвергаются старению PAV в течение 40 часов в соответствии с R 28, и для каждого уровня определяются непрерывный класс и ΔTc. На основании этих данных выбирается соответствующий класс RASBR путем интерполяции результатов для достижения минимального ΔTc, большего или равного -5,0 °C.
Рекомендации по внедрению: Рекомендуемое значение гранулометрического состава по умолчанию составляет RASBR ≤ 0,10 (приблизительно 3% RAS от веса заполнителя). Важно отметить, что вяжущие RAS упрочняют комбинированное асфальтобетонное вяжущее примерно в два раза сильнее, чем аналогичное количество вяжущего RAP. Поэтому агентства, которые решили установить ограничения для асфальтобетонных вяжущих RAP и RAS вместо использования процедур, описанных в разделах 7.2 или 7.3, должны учитывать эти наблюдения при установлении стандартов.
Рекомендации по внедрению стандартов и технологические инновации
Выбор материалов и оптимизация смесей
При внедрении стандарта R 114-221 рекомендуется отдать приоритет согласованности источников RAS. Производственные отходы и отходы сноса различаются по свойствам, поэтому следует разработать отдельные базы данных материалов. Для конкретного географического региона должны быть собраны репрезентативные RAS, RAP (если используется) и связующее асфальтобетонное вяжущее для создания локальной библиотеки параметров свойств материалов.
Выбор и оптимизация метода испытаний
Стандарт предусматривает два основных пути метода испытаний: метод смешивания вяжущего и метод старения неуплотненной смеси. Для стандартных проектов метод смешивания вяжущего рекомендуется для установления региональной классификации, что может значительно снизить рабочую нагрузку по стандартным испытаниям. В особых случаях, таких как инновационные конструкции смесей или использование модифицированных вяжущих или восстанавливающих добавок, следует использовать специальные методы оценки смеси для проверки каждого элемента.
Проверка эксплуатационных характеристик и долгосрочный мониторинг
Во время внедрения должна быть создана комплексная система проверки эксплуатационных характеристик. Помимо соответствия стандарту ΔTc, уровень эксплуатационных характеристик переработанных вяжущих должен соответствовать соответствующим стандартам. Рекомендуется собрать фактические данные об эксплуатационных характеристиках дорожного покрытия, чтобы проверить применимость стандарта -5,0 ° C и рассмотреть возможность корректировки стандартного значения на основе накопленного опыта.
Для регионов с уникальными климатическими условиями (например, на юго-востоке используется -22 ° C, в то время как LTPP Bind указывает только требование -16 ° C или -10 ° C), стандарт -5,0 ° C ΔTc может быть слишком строгим. В таких случаях следует собрать данные об эксплуатационных характеристиках, чтобы оценить, можно ли использовать более низкое значение ΔTc.
Тенденции развития технологий и перспективы развития стандарта
С непрерывным развитием технологии применения RAS ожидается, что стандарт AASHTO R 114-221 будет продолжать совершенствоваться в следующих аспектах: во-первых, с углубленным исследованием механизма смешивания RAS и матричных вяжущих могут быть разработаны более точные методы оценки эффективности смешивания; во-вторых, методы испытаний на основе эксплуатационных характеристик постепенно заменят традиционные эмпирические показатели; В-третьих, с развитием технологий регенерации реагентов ограничения дозировки асфальтобетонных смесей могут быть смягчены.
Разработка настоящего стандарта знаменует собой новый этап в развитии технологии переработки асфальтобетонных покрытий и обеспечивает важную техническую поддержку для устойчивого дорожного строительства. Подразделения, реализующие проекты, должны гибко применять различные положения стандарта в сочетании с местными свойствами материалов и климатическими условиями, чтобы гарантировать соответствие эксплуатационных характеристик асфальтобетонных смесей асфальтобетонных смесей, изготовленных с применением асфальтобетонных смесей, проектным требованиям.
AASHTO R 114-2022 История
- 2022 AASHTO R 114-2022 Стандартная практика рассмотрения вопросов проектирования при использовании регенерационной битумной черепицы (RAS) в асфальтовых смесях
