[發明專利]一種瀝青混合料骨架結構的判別方法

無效

• 申請號: 201210164212.4
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102680391A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳俊
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01N1/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

技術領域

本發明屬于骨架型瀝青混合料級配設計領域，具體涉及一種集料骨架構成的測定方法。

背景技術

骨架密實型瀝青混合料因具有優良的高溫抗車轍性能、低溫抗裂性能和抗疲勞性能，在世界多個國家得到了廣泛的應用，其中典型的骨架密實型瀝青混合料是瀝青馬蹄脂混合料（簡稱SMA）。大量使用經驗表明，骨架密實型瀝青混合料優良的使用性能，不僅因為其使用了高品質集料、改性瀝青和纖維等，更得益于粗集料構成了骨架結構。因此，粗集料構成穩定的骨架結構是保證骨架密實型混合料優良使用性能的關鍵。

為了設計出骨架型瀝青混合料，需要在其級配設計過程中，判定骨架結構構成與否。目前，常用的骨架結構設計或判定方法主要有兩種，分別是貝雷法和礦料間隙率判定法。貝雷法認為粗集料構成骨架，粗集料骨架結構內部間隙由細集料填充，并以0.22倍的公稱最大粒徑作為粗細集料的界限。細集料含量確定的基本原則是：細集料的體積≤粗集料空隙率的體積。第二種方法是美國聯邦公路局（FHWA）和美國國家瀝青路面協會（NAPA）技術工作集體于1994年共同提出的“SMA混合料配合比設計方法”，在該設計方法中明確提出了粗集料間隙率VCA的概念，并規定以VCA_mix小于VCA_DRC作為判斷粗集料形成骨架狀態的判斷依據，其中VCA_DRC為干搗粗集料的方法測定粗集料間隙率，VCA_mix為瀝青混合料中粗細集料構成的集料混合物中粗集料的間隙率。目前，這種方法已被世界多個國家所采用，我國的《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG?F40-2004)也是采用這種方法判定骨架型瀝青混合料中粗集料骨架是否構成。

但是，在設計骨架型瀝青混合料級配時，人們逐漸發現上述兩種方法存在一定的缺陷，表現為：（1）“貝雷法”設計有一個非常復雜的計算和修訂的過程，需要計算每一種原材料在混合料中可能形成的狀態，以及根據原材料級配的不均勻性修正骨料的分布和數量，整個過程需要有相應的試驗規程和計算機設計程序完成。（2）骨架形成判斷標準VCA_mix<VCA_DRC中，VCA_DRC參數變化范圍不大，集料級配對其影響并不顯著。VCA_mix在所用集料性質相同和油石比不變的情況下，主要取決于粗集料的含量。粗集料含量越大，VCA_mix往往越小。因此，當粗集料含量較大時，VCA_mix<VCA_DRC很容易滿足，故該判定標準并未考慮細集料和填充料對粗集料的干涉作用，并不能有效判定粗集料骨架的構成與否。（3）粗集料的骨架結構主要表現為集料與集料之間的點接觸，外部壓縮荷載通過骨架內部的接觸點傳遞，因此骨架結構構成的關鍵表現為抵抗外部荷載的能力。但是，無論是貝雷法還是礦料間隙率判定法，都是體積角度的設計方法，沒有充分考慮骨架結構對外部荷載的抵抗作用。

由上述介紹可見，現有粗集料骨架結構的判定方法或多或少地存在不足，設計一種瀝青混合料骨架結構的判定方法已經成為道路科技工作者亟待解決的問題。

發明內容

發明目的：

本發明的目的在于針對現有技術的不足，在充分認識粗集料骨架是以低抗外部壓縮荷載為目的的基礎上，設計一種瀝青混合料骨架結構的判別方法。

技術方案：

1、技術方案擬定的依據

分別對13.2~16mm、9.5~13.2mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、1.18~2.36mm5檔單一粒徑的集料進行相同條件的貫入試驗，荷載施加速度為1mm/min，分別采集5組集料貫入深度和貫入阻力的關系曲線，如圖1所示。從圖中曲線可以看出，集料粒徑越大，相同貫入深度的阻力越大。這表明不同粒徑的集料表現為不同的貫入特征。