[發明專利]常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法

有效

• 申請號: 201410638672.5
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104372727B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 郭朝陽;魏道新;陳景;趙蔚;朱寶林;王書杰;李亞非;許嚴
• 申請（專利權）人: 交通運輸部科學研究院
• 主分類號: E01C7/18
• 分類號: E01C7/18
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉

技術領域

本發明屬于公路工程技術領域，具體是涉及一種常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法。

背景技術

近年來，隨著交通運輸科技的發展，“節能、低碳、環保”筑路材料不斷涌現，特別是溶劑型冷拌冷鋪改性瀝青的出現，彌補了以往水介質冷補材料路用性能不良、不適宜全幅攤鋪及使用的技術缺陷，該類材料以其顯著的技術優勢受到越來越多的關注與研究，與傳統的熱拌瀝青混合料和溫拌瀝青混合料而言，其消耗的能源、釋放的有害氣體更少，且能在低溫和負溫條件下施工，解決了瀝青路面只能在高溫季節施工的技術難題，實現了瀝青路面在特殊環境(主要是低溫)特殊條件(路面周邊無熱拌站)下的修筑及養護。

常溫瀝青混合料SMC是從冷補瀝青混合料發展過來的，追溯常溫瀝青混合料和冷補瀝青混合料的發展，國內外已開展了很多的研究，上世紀50年代，蘇聯學者提出冷補瀝青混合料的路用性能主要跟瀝青結合料的粘度與用量、礦質集料比表面積等因素有關。上世紀90年代，美國SHRP計劃路面養護課題組提出：(1)冷補瀝青應便于混合料拌和和施工操作，其最大粘度不應大于6Pa·s；(2)冷補瀝青的用量和施工時環境條件(溫度、光照、風速、濕度等)均影響冷補瀝青的凝結速度；(3)殘留瀝青應能形成較大的粘結力，并對礦質集料有良好的粘附性，能抵抗雨水的侵蝕而不脫落。此外，美國的研究者還提出，冷補瀝青應按氣溫進行劃分，分為冬季型、春秋季型和夏季型三種材料。日本的研究者提出冷補瀝青應根據不同季節氣溫，劃分出高溫型和低溫型兩種材料。國內《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)中對冷補瀝青混合料的施工和易性、抗水剝落性和粘聚力進行了規定。

現有熱拌瀝青混合料配合比設計方法不適用于常溫改性瀝青混合料，依據現行的《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)，采用馬歇爾擊實法成型試件，以確定混合料的最佳油石比。但于常溫改性瀝青混合料而言，瀝青結合料在常溫條件下7天內一直處于潤滑狀態，未能形成熱拌料瀝青結合料冷卻后的膠結強度，因此，在采用馬氏擊實法成型時，不易形成油石比與干密度的拋物線曲線，較難找到最大干密度(礦料最緊密狀態)對應的油石比。此外在實際使用過程中，如果照搬現有熱拌瀝青混合料的配合比設計方法，將存在最佳油石比無法確定、常溫瀝青混合料的各項力學性能指標偏低、不滿足設計要求等問題，這將嚴重制約常溫改性瀝青混合料的大面積推廣應用。

盡管美國、日本等國家進行了系統研究，但尚未形成成套技術體系，常溫瀝青混合料的配合比設計方面沒有進行針對性、深入地研究，沒有提出系統的混合料配合比設計方法。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

因此，參照有關國家標準及行業標準，申請人提出了一種常溫瀝青混合料的配合比設計方法，作為常溫瀝青混合料配合比設計的依據。

本發明的目的在于提供一種常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法，通過該方法可以科學規范地確定常溫改性瀝青混合料的材料組成，為常溫瀝青混合料配合比設計提供依據。

為實現上述目的，本發明提供一種常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法，所述方法包括如下兩個步驟：確定礦料級配和確定混合料最佳油石比。

根據本發明的常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法，其中所述確定礦料的級配的步驟包括：確定間斷點，以冪函數構建礦料級配曲線，構建粗集料級配曲線，測定孔隙率、瀝青飽和度等體積指標，當孔隙率、瀝青飽和度等體積指標不符合設計要求時，調整間斷點篩孔的通過率，直至滿足最佳油石比對應的混合料旋轉壓實試件體積指標的設計要求。

根據本發明的常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法，其中所述確定混合料最佳油石比的步驟包括：預估混合料的最佳油石比，以預估油石比為中值，按照預定的間隔，最少取5個不同的油石比進行旋轉壓實分別成型試件，采用旋轉壓實法成型試件，測定混合料的毛體積密度，計算混合料的最大干密度，繪制油石比與干密度關系曲線，采用二次拋物線模型進行回歸分析，利用二次拋物線系數計算得出最大干密度對應的油石比作為常溫瀝青混合料最佳油石比。

根據本發明的常溫改性瀝青混合料的配合比設計方法，其中在所述確定礦料的級配的步驟中，通過冪函數模型y＝a·x^b構建粗集料級配曲線，其中y為集料通過各篩孔的質量百分率，a為常數，x為各篩孔尺寸，b為常數。