[發(fā)明專利]一種鋼渣瀝青混合料礦料級配設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611046292.8
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106777892A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田孝武;聶珊;吳少鵬;丁衛(wèi)青;謝君;蔡悟陽;賈曉娟;劉飛;鄧騫;袁斯佳
• 申請（專利權(quán)）人: 葛洲壩武漢道路材料有限公司;武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路工程建設(shè)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼渣瀝青混合料礦料級配設(shè)計方法。

背景技術(shù)

瀝青混合料礦料級配設(shè)計的目的是選配一個具有足夠密實(shí)度并且有較高內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料，當(dāng)前瀝青混合料礦料級配設(shè)計方法主要根據(jù)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》按下列步驟進(jìn)行：

（1）根據(jù)公路等級、氣候及交通條件等選擇混合料類型和礦料最大粒徑；

（2）瀝青混合料類型和所述礦料最大粒徑，確定礦料級配范圍，其中各篩孔礦料通過率用質(zhì)量百分率表示，即該級配范圍用質(zhì)量百分率表示。

根據(jù)粗、細(xì)集料和礦粉篩分試驗(yàn)結(jié)果，采用圖解法，繪制合成級配曲線，并調(diào)整各組成材料所占的質(zhì)量比使得合成級配曲線在第2步確定的級配范圍內(nèi)，控制合成級配曲線，尤其是0.075、2.36和4.75mm篩孔的通過量盡量接近設(shè)計級配中限，確定各組成材料所占的質(zhì)量比。

（3）根據(jù)各組成材料的質(zhì)量比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果不滿足規(guī)范要求，可根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，在保證合成礦料級配不超出級配范圍的前提下，重新調(diào)成各組成材料的質(zhì)量比，再進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，直至試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。

瀝青混合料礦料級配設(shè)計的目的是選配一個具有足夠密實(shí)度并且有較高內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料，其基本原理是粗顆粒充當(dāng)骨架結(jié)構(gòu)，細(xì)顆粒填充在骨架結(jié)構(gòu)的空隙中，剩下的空隙則由更細(xì)的顆粒填充，通過逐級填充從而達(dá)到密實(shí)的目的，因此在礦料級配中，實(shí)際上用體積百分比來表征各組成材料的在礦料體系中所占的比例更能體現(xiàn)礦料真實(shí)的填充情況和密實(shí)程度。

普通瀝青混合料一般粗集料為玄武巖或輝綠巖，細(xì)集料采用石灰石，礦粉由石灰石粉磨制而成，各組成的毛體積相對密度基本集中在2.8g/cm³左右，相互間差異很小，各組成材料的質(zhì)量百分比與體積百分比基本一致，在礦料級配曲線不變的情況下，采用質(zhì)量百分率來調(diào)整合成級配曲線所達(dá)到的密實(shí)程度與采用體積百分率所達(dá)到密實(shí)程度基本一致，因此以上礦料級配設(shè)計方法在對傳統(tǒng)的瀝青混合料具有較好的適應(yīng)性。

鋼渣作為瀝青混凝土用集料，具有明顯的力學(xué)性能優(yōu)勢，而且經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著，目前已成功應(yīng)用與公路工程建設(shè)中。但是，由于鋼渣與普通瀝青混合料用玄武巖或輝綠巖相比，其毛體積相對密度大20%左右，因此在鋼渣瀝青混合料中，鋼渣集料與其它組成成分的毛體積相對密度存在20%左右的差異，此時各組成材料的質(zhì)量百分比和體積百分比存在較大偏差，此時采用傳統(tǒng)的質(zhì)量百分率來設(shè)計礦料級配時，雖然能繪制出合適的級配曲線，但此時各組成材料的體積比并不能真實(shí)反映級配曲線所對應(yīng)的礦料堆積情況。若此時仍采用該質(zhì)量百分比來進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，會造成瀝青混合料中細(xì)顆粒偏多，粗顆粒偏少，最終導(dǎo)致馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果不合格，往往需要經(jīng)過多次重復(fù)調(diào)整各組成材料質(zhì)量比，才能獲得合適的鋼渣瀝青混合料礦料級配，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。例如：

對于普通瀝青混合料采用傳統(tǒng)的質(zhì)量百分率作為控制指標(biāo)進(jìn)行礦料級配設(shè)計時，即1、2號料采用玄武巖，3、4號料及礦粉采用石灰石，此時礦質(zhì)混合料中各組成成分的質(zhì)量比和體積比的差異控在0.5%以內(nèi)，基本無差異，見表1。對于鋼渣瀝青混合料，由于鋼渣與其它成分的毛體積相對密度存在較大差異，因此若繼續(xù)采用普通瀝青混合料的礦料級配設(shè)計方法，此時礦質(zhì)混合料中各組成成分的質(zhì)量比和體積比的差異非常明顯，而且占比越大差異越大，最大差異接近3%，此時的礦料堆積密實(shí)度無法真實(shí)反映級配曲線所對應(yīng)的礦料堆積情況，影響馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，從而需要反復(fù)調(diào)節(jié)各組成材料的質(zhì)量比，多次進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，才能獲得合適的試驗(yàn)結(jié)果。

表1普通瀝青混合料礦料級配

表2 鋼渣瀝青混合料礦料級配

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋼渣瀝青混合料礦料級配設(shè)計方法。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋼渣瀝青混合料礦料級配設(shè)計方法，所述方法包括：根據(jù)設(shè)計要求確定所述鋼渣瀝青混合料類型和所述礦料的最大粒徑；根據(jù)所述鋼渣瀝青混合料類型和所述礦料最大粒徑設(shè)計礦料級配范圍，該級配范圍采用體積百分率表示；根據(jù)粗、細(xì)集料和礦粉的篩分結(jié)果和礦料級配范圍采用圖解法調(diào)整各組成材料的體積百分比，繪制合成級配曲線；將各組成材料的體積百分比換算成質(zhì)量百分比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：所述合成級配曲線盡量接近設(shè)計礦料級配范圍的中限，尤其應(yīng)使0.075、2.36和4.75mm篩孔的通過量盡量接近設(shè)計級配范圍中限。