一種基于體積參數(shù)的排水性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于公路與城市道路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于體積參數(shù)的排水性 漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 排水性漸青路面自上世紀(jì)60年代在德國(guó)開始使用W來(lái)，在國(guó)外已經(jīng)形成較成熟 的應(yīng)用技術(shù)，而我國(guó)自從1997年首次嘗試鋪設(shè)排水性漸青路面至今，也已有超過(guò)10多年的 使用歷史。在此期間，我們對(duì)排水性漸青混合料的研究也在不斷深入，目前國(guó)內(nèi)排水性漸 青混合料的設(shè)計(jì)方法大多吸收和借鑒了美國(guó)和日本的設(shè)計(jì)方法，但是由于各國(guó)的實(shí)際情況 不同，尤其是在配合比設(shè)計(jì)方面，還存在W下問(wèn)題：（1)優(yōu)化后的各種配合比設(shè)計(jì)方法都是 建立在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可重復(fù)操作性差，并且耗時(shí)長(zhǎng)；（2)漸青用量的確定方法仍不統(tǒng) 一，主要靠經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)，具有較大的主觀性。
[0003] 因此，有必要發(fā)明一種基于體積參數(shù)理論計(jì)算的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方 法，從而實(shí)現(xiàn)漸青用量的定量準(zhǔn)確確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于體積參 數(shù)的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方法。該方法能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決排水性漸 青混合料配合比設(shè)計(jì)中的遇到的問(wèn)題，是一種更方便，易操作的配合比設(shè)計(jì)方法。該方法充 分考慮到工程實(shí)際，能夠在前期配合比設(shè)計(jì)階段對(duì)集料級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的 級(jí)配，大大降低配合比設(shè)計(jì)階段的盲目性和工作量，顯著提高工程效率。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于體積參數(shù)的排水性漸 青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述體積參數(shù)包括空隙率和集料間隙率，該方法包 括W下步驟：
[0006] 步驟一、準(zhǔn)備原材料：
[0007] a.漸青：選用高粘改性漸青，該漸青在溫度為60°C條件下的動(dòng)力粘度不小于 2Xl〇4pa?S;
[0008] b.集料：選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糖且粘附性好的集料，所述粘附性好是指集料與 所述漸青的粘附等級(jí)不小于4級(jí)；
[0009] 步驟二、設(shè)計(jì)級(jí)配：
[0010]步驟201、根據(jù)漸青路面氣候分區(qū)確定設(shè)計(jì)空隙率W設(shè)，所述W設(shè)滿足：18%《W 設(shè)《22% ;
[0011] 步驟202、在步驟201已確定設(shè)計(jì)空隙率的基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)集料間隙率VMA 設(shè);所述VMA設(shè)滿足：27%《VMA設(shè)《32 %;
[0012] 步驟203、在步驟201已確定設(shè)計(jì)空隙率、步驟202已確定設(shè)計(jì)集料間隙率VMA 設(shè)的基礎(chǔ)上，確定關(guān)鍵篩孔2.36111111的集料通過(guò)率口2.36;所述？2.36滿足：8%《？2.36《15%;
[0013] 步驟204、在步驟201已確定設(shè)計(jì)空隙率W@、步驟202已確定設(shè)計(jì)集料間隙率VMA 設(shè)、步驟203已確定關(guān)鍵篩孔2. 36mm的集料通過(guò)率P2.36的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一組級(jí)配；
[0014] 步驟S、計(jì)算油石比：
[0015] 利用公式
1幾計(jì)算出步驟二中所 設(shè)計(jì)的級(jí)配條件下的油石比Pb,公式中各字母分別代表：丫b漸青相對(duì)密度，丫Sb集料合成毛 體積相對(duì)密度，丫W(wǎng)集料有效相對(duì)密度；
[0016] 步驟四、析漏試驗(yàn)驗(yàn)證：
[0017] 根據(jù)步驟=中所計(jì)算出的油石比將漸青和集料拌合均勻，得到析漏試件，然后對(duì) 所述析漏試件進(jìn)行析漏試驗(yàn)，若析漏試件滿足公路漸青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，則進(jìn)入步 驟五，否則，返回步驟二重新進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)；
[0018] 步驟五、空隙率分析：
[0019] 根據(jù)步驟S中所計(jì)算出的油石比制作馬歇爾試件，然后測(cè)定馬歇爾試件的實(shí)際孔 隙率，之后對(duì)所述馬歇爾試件的實(shí)際孔隙率￥￥^進(jìn)行分析，若滿足：《W ?巧％，則進(jìn)入步驟六，否則，返回步驟二重新進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)；
[0020] 步驟六、路用性能驗(yàn)證：
[0021] 對(duì)步驟五中所制作的馬歇爾試件依次進(jìn)行滲水試驗(yàn)、高溫車徹試驗(yàn)、低溫小梁彎 曲試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)，若各試驗(yàn)結(jié)果均滿足公路漸青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，則得到 排水性漸青混合料的目標(biāo)配合比，否則，返回步驟二重新進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)。
[0022] 上述的一種基于體積參數(shù)的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步 驟202中所述VMA設(shè)滿足：當(dāng)W設(shè)=18 %時(shí)，VMA設(shè)滿足：27. 6 %《VMA設(shè)《29. 1 %;當(dāng)W設(shè)= 19%時(shí)，VMA設(shè)滿足：28. 3%《VMA設(shè)《29. 8% ;當(dāng)W設(shè)=20%時(shí)，VMA設(shè)滿足：28. 9%《VMA設(shè) 《30. 4% ;當(dāng)VV設(shè)=21%時(shí)，VMA設(shè)滿足：29. 6%《VMA設(shè)《31. 1% ;當(dāng)VV設(shè)=22%時(shí)，VMA設(shè) 滿足：30. 2%《VMA設(shè)《31. 7%。
[0023] 上述的一種基于體積參數(shù)的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步 驟 203 中所述P2J6滿足：當(dāng)W設(shè)=18%時(shí)，P2.%= 12. 3%;當(dāng)W設(shè)=19%時(shí)，P2.36= 11.3%; 當(dāng)W設(shè)=20%時(shí)，P2.%= 10. 3% ;當(dāng)W設(shè)=21%時(shí)，P2.%= 9. 4% ;當(dāng)W設(shè)=22%時(shí)，P2.36 =8. 4%。
[0024] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[00巧]1、本發(fā)明提供的設(shè)計(jì)方法，考慮排水性漸青混合料的特征，兼顧耐久性和功能性， 配合比優(yōu)化和設(shè)計(jì)建立在體積參數(shù)的內(nèi)部關(guān)系上，可重復(fù)操作性好，并且耗時(shí)短，可顯著提 高工程效率；
[0026] 2、本發(fā)明中采用定量的方法確定漸青用量，與W前經(jīng)驗(yàn)法確定漸青用量相比，確 定的漸青用量唯一且科學(xué)；
[0027] 3、排水性漸青混合料的主要缺點(diǎn)之一是由于其多孔的結(jié)構(gòu)特性，使得混合料疲勞 特性和耐久性較差，本發(fā)明提供的配合比設(shè)計(jì)方法，通過(guò)在配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化階段兼顧考 率耐久性和功能性，來(lái)達(dá)到耐久性和功能性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
[002引下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為本發(fā)明基于體積參數(shù)的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)工藝流程圖。 【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明基于體積參數(shù)的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方法中所設(shè)及的滲水試驗(yàn)、 高溫車徹試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、析漏試驗(yàn)和空隙率測(cè)定試驗(yàn)均為本領(lǐng) 域常規(guī)試驗(yàn)。其中滲水試驗(yàn)依據(jù)《公路工程漸青及漸青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011) 中的T0730-2011進(jìn)行測(cè)試，高溫車徹試驗(yàn)《公路工程漸青及漸青混合料試驗(yàn)規(guī)程》QTG E20-2011)中的T0719-2011進(jìn)行測(cè)試，低溫小梁彎曲試驗(yàn)依據(jù)《公路工程漸青及漸青混合 料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011)中的T0715-2011進(jìn)行測(cè)試，浸水馬歇爾試驗(yàn)依據(jù)《公路工程 漸青及漸青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011)中的T0730-2011進(jìn)行測(cè)試，析漏試驗(yàn)依據(jù) 《公路工程漸青及漸青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011)中的T0732-2011進(jìn)行測(cè)試，空隙 率測(cè)定依據(jù)《公路工程漸青及漸青混合料試驗(yàn)規(guī)程KJTGE20-2011)中的T0708-2011進(jìn)行 測(cè)定。
[0031] 本發(fā)明利用公式 .綠計(jì)算油石比時(shí)， 公式中的各參數(shù)：Yb(漸青相對(duì)密度）、丫Sb(集料合成毛體積相對(duì)密度）和丫W(wǎng)(集料有效 相對(duì)密度），均為通過(guò)現(xiàn)有儀器和現(xiàn)有手段能夠檢測(cè)得到的已知參數(shù)。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 結(jié)合圖1，本實(shí)施例基于體積參數(shù)的排水性漸青混合料配合比設(shè)計(jì)方法包括W下 步驟：
[0034] 步驟一、準(zhǔn)備原材料：
[0035] a.漸青：選用高粘改性漸青，所述高粘改性漸青的性能指標(biāo)見表1 ;
[0036] b.集料：選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糖且粘附性好的集料（所述粘附性好是指集料與 漸青的粘附等級(jí)不小于4級(jí)）；
[0037] 表1實(shí)施例1高粘改性漸青的性能指標(biāo)
[0038]
[0039] 步驟二、設(shè)計(jì)級(jí)配：
[0040] 步驟201、根據(jù)漸青路面氣候分區(qū)確定設(shè)計(jì)空隙率W@，所述Ws滿足：18%《W 設(shè)《22% ;
[0041] 本實(shí)施例中，所述W設(shè)=18 % ;
[0042] 步驟202、在步驟201已確定設(shè)計(jì)空隙率的基礎(chǔ)上，確定設(shè)計(jì)集料間隙率VMA 設(shè);所述VMA設(shè)滿足：當(dāng)W設(shè)=18%時(shí)，VMA設(shè)滿足：27. 6%《VMA設(shè)《29. 1% ;當(dāng)W設(shè)=19% 時(shí)，VMA設(shè)滿足：28. 3 %《VMA設(shè)《29. 8 % ;當(dāng)W設(shè)=20 %時(shí)，VMA設(shè)滿足：28. 9 %《VMA設(shè) 《30. 4%;當(dāng)VV設(shè)=21%時(shí)，VMA設(shè)滿足：29. 6%《VMA設(shè)《31. 1%;當(dāng)VV設(shè)=22%時(shí)，VMA設(shè) 滿足：30. 2%《VMA設(shè)《31. 7% ;
[0043] 本實(shí)施例中，所述VMA設(shè)滿足：27. 6 %《VMA設(shè)《29. 1 % ;
[0044] 步驟203、在步驟201已確定