[發明專利]一種微表處混合料配合比的優化設計方法

有效

• 申請號: 201310426166.5
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103485255A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 姚愛玲;何志勇;支喜蘭;張久鵬;何幀貞;李曉明;魏峰濤;李飛
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E01C7/18
• 分類號: E01C7/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術領域

本發明屬于公路瀝青路面養護工程技術領域，具體涉及一種微表處混合料配合比的優化設計方法。

背景技術

截至2012年底，我國公路網總里程達到410萬公里，其中高速公路9.6萬公里，一個干支銜接、布局合理、四通八達的全國公路網已初步形成。在已建成（或在建）的高速公路中，瀝青路面以其良好的性能倍受青睞，得到了廣泛的應用。但是，方便快捷的運輸方式，使得交通量迅猛增長，并大大超出了原設計交通量，而且車輛重載、超載嚴重，使一些高速公路在建成通車1～3年甚至更短的時間內就出現了車轍、開裂、泛油、坑槽等嚴重的早期病害。因此，雖然瀝青路面的設計壽命為15年，但多數瀝青路面在運營后短的2～3年，長的8～10年就需要進行大面積的維修和改造。如果瀝青路面在沒有破壞前就采取必要的預防性預養護措施，可使路面的使用壽命延長，使養護后的路面有抗滑、耐磨耗及防水等優點。

在諸多養護技術中，微表處養護技術以其養生和固化期較短，在使用壽命內能保持良好的抗滑性能（高的摩擦系數），可以填補車轍（尤其是較深的車轍）以及改善路面的行駛功能，具有較高的經濟效益和環保效益等特點，受到了廣大公路部門的青睞。

目前，微表處己經在我國很多公路養護工程中得到應用。作為一種有效的路面養護技術，微表處混合料的設計方法、性能評價和施工工藝也在逐漸完善，形成了一套的理論體系。但在實際工程應用中仍然存在一些問題，例如微表處混合料在使用過程中抗松散性能不足，容易造成石子脫落；新填充車轍的微表處又產生新的車轍；車內噪聲過大；抗裂性能較差；有些路段在開放交通不久后就出現泛油、剝落、車轍等病害。造成這些病害的原因，有施工方面的，更重要的是因為微表處混合料的配合比設計方法系統性不足，尤其是在需要填補車轍的微表處混合料中，必須考慮微表處混合料的抗車轍能力。因此，微表處混合料有必要進行系統的考慮微表處混合料路用性能的配合比優化設計。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微表處混合料配合比的優化設計方法，該方法是在進行礦料級配優化的基礎上，考慮路用性能，用于系統地進行微表處混合料配合比設計，有利于更加科學地設計微表處混合料的配合比，從而獲得路用性能優良的微表處混合料。

為達到上述目的，本發明所在用的技術方案是包括以下步驟：

包括以下步驟：

1）按照“堆積密度越大越密實”的原則確定最佳礦料級配，同時在礦料級配中增加7mm篩孔；

2）初選乳化瀝青、填料、水和外加劑用量，根據施工性能試驗，檢驗乳化瀝青與石料的配伍性，并結合微表處混合料的技術要求，提出稀漿混合料的初步配方；

3）通過初期性能試驗，確定微表處混合料的最佳油石比；

4）檢驗微表處混合料物理和力學指標；

5）檢驗微表處混合料路用性能；

6）確定微表處混合料施工配合比。

所述步驟1）中，確定最佳礦料級配以及在礦料級配中增加7mm篩孔的具體方法如下：

1.1）根據微表處礦料級配范圍，找出相鄰篩孔尺寸差值間隔最大的兩個篩孔，分別為篩孔尺寸為4.75mm以及篩孔尺寸為9.5mm的兩個篩孔；

1.2）增加一個篩孔尺寸為7mm的篩孔，在不改變篩孔尺寸為4.75mm的篩孔的通過率但改變篩孔尺寸為7mm的篩孔通過率的條件下測試其骨架特性；然后對混合料進行馬歇爾試驗，確定增加的這個篩孔的通過率；

1.3）通過正交試驗選出四個關鍵篩孔，這四個關鍵篩孔的尺寸分別為：7mm、4.75mm、2.36mm和0.075mm；

1.4）對不同級配進行堆積密度試驗；

1.5）選擇通過量最大的級配方案作為最佳礦料級配。

所述步驟2）中的施工性能試驗為拌和試驗、破乳時間試驗、粘聚力試驗。

所述步驟2）中提出稀漿混合料的初步配方的方法具體如下：

根據當地氣候條件及以往經驗，選取3～5個油石比進行拌和試驗，根據拌和試驗的數據、破乳時間試驗數據以及粘聚力試驗數據初步擬定微表處混合料的配方。

所述步驟3）中，確定微表處混合料的最佳油石比的具體方法如下：

對3～5個不同油石比的微表處混合料做濕輪磨耗試驗和負荷車輪粘砂試驗，綜合原路面狀況、當地氣候及交通因素，確定微表處混合料最佳油石比。