一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，在滿足了路面透水功能的條件下，確定目標(biāo)空隙率，采用正交試驗(yàn)得出礦料中央級配的2.36mm篩孔通過率和2.36mm與4.75mm篩孔通過率之差，確定排水性瀝青礦料的級配范圍；采用飛散損失控制值為水平線與飛散曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的瀝青用量為最小瀝青用量，以析漏損失控制值的水平線與析漏曲線的交點(diǎn)對應(yīng)瀝青用量為最大瀝青用量，根據(jù)瀝青用量范圍結(jié)合工程需要確定最佳瀝青用量，并對瀝青混合料的物理性能及路用性能進(jìn)行檢驗(yàn)。
【專利說明】
一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及瀝青混合料配合比設(shè)計方法領(lǐng)域，具體是一種排水性瀝青混合料配合 比的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 排水性瀝青混合料礦料級配組成為間斷級配的骨架一空隙結(jié)構(gòu);其礦料級配設(shè)計 與0GFC不完全相同，礦料級配設(shè)計通常采用擬定的幾組級配來找出某組級配符合目標(biāo)空隙 率要求，設(shè)計過程中篩選的變量因素多，不易操作，過程復(fù)雜。目前國內(nèi)在確定透水性瀝青 混合料最佳瀝青用量的方法中存在試驗(yàn)結(jié)果曲線圖不存在明顯"拐點(diǎn)"、確定的最大和最小 瀝青用量可能得不到瀝青用量交集區(qū)間以及最佳瀝青用量取值不明確等諸多問題，且根據(jù) "拐點(diǎn)"法在確定最佳瀝青用量的取值過程中，人為主觀因素對瀝青用量的取值影響明顯， 確定的最終結(jié)果不具有客觀性及說服力。
[0003] 由于排水性瀝青混合料自身特有的大空隙結(jié)構(gòu)，更容易受到空氣、水、日光等環(huán)境 因素的影響，導(dǎo)致混合料中的瀝青加速老化，混合料的耐久性降低以及排水功能減弱;一種 好的配合比設(shè)計不僅可以降低路面造價，還可以提高路面使用性能與壽命。
[0004] 為推廣新型瀝青路面施工和技術(shù)，在長沙市黎托路上進(jìn)行排水性路面試驗(yàn)段的施 工，長1768.65m，為城市次干道路，設(shè)計速度為40km/h;道路路幅寬度為36m。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，以解決現(xiàn)有技術(shù) 排水性瀝青混合料配合比設(shè)計方法受人為主觀因素干擾較大的問題。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行：
[0008] (1)、采用正交試驗(yàn)得出目標(biāo)空隙率預(yù)估的礦料2.36mm篩孔通過率和2.36mm與 4.75mm篩孔通過率之差；
[0009] (2 )、在排水瀝青混合料中形成骨架-空隙結(jié)構(gòu)，礦料中的2.36mm和4.75mm篩孔通 過率之差宜控制在7%~10%之間；
[0010] (3)、根據(jù)預(yù)估的2.36mm篩孔通過率來確定配合比礦料的中央級配，再以中央級配 2.36mm篩孔通過率±3%為目標(biāo)設(shè)定上方、中央和下方級配，以析漏試驗(yàn)確定的控制瀝青用 量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，通過馬歇爾試驗(yàn)測定試件空隙率，最終找出目標(biāo)空隙率對應(yīng)的2.36_ 篩孔通過率確定值；
[0011] (4)、根據(jù)2.36mm篩孔通過率確定值對集料配合比進(jìn)行調(diào)整并選定礦料合成級配 和礦料級配控制范圍；
[0012] (5)、最佳瀝青用量以析漏試驗(yàn)確定的瀝青混合料不致產(chǎn)生流淌的瀝青用量作為 上限，以肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青混合料粒料不致松散、脫落、飛散時的瀝青用量為下限， 根據(jù)工程實(shí)際情況綜合計算進(jìn)行確定；
[0013] 所述的一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，其特征在于:步驟⑷中，礦料 級配控制范圍通過最終2.36mm篩孔通過率及2.36mm和4.75mm篩孔通過率之差控制在7 %~ 10%之間來確定，礦料合成級配根據(jù)集料級配和集料配合比進(jìn)行調(diào)整來確定。
[0014] 所述的一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，其特征在于:步驟(5)中，最佳 瀝青用量采用飛散損失為控制值的水平線與飛散曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的瀝青用量為最小瀝青 用量，以析漏損失控制值的水平線與析漏曲線的交點(diǎn)對應(yīng)瀝青用量為最大瀝青用量，參照 馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)的結(jié)果，取最小瀝青用量與兩者之差的四分之三之和為最佳瀝青用量。
[0015] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：
[0016] 1、本發(fā)明中，先預(yù)估的2.36mm篩孔通過率，再通過設(shè)定上方、中央和下方級配進(jìn)行 馬歇爾試件空隙率測定，確定目標(biāo)空隙率對應(yīng)的最終2.36mm篩孔通過率，能夠客觀準(zhǔn)確、簡 捷有效地確定礦料合成級配范圍，是對排水性瀝青混合料的配合比設(shè)計方法的創(chuàng)新。
[0017] 2、本發(fā)明中，在選擇排水性瀝青混合料礦料級配時，盡量減少2.36mm和4.75mm篩 孔通過率之差，宜控制在7 %~10 %之間，精確實(shí)現(xiàn)排水性瀝青混合料的目標(biāo)空隙率，同時 形成穩(wěn)定的骨架一空隙結(jié)構(gòu)，能夠提高排水性瀝青混合料使用品質(zhì)，延長排水路面使用壽 命，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，對，對提高我國排水性瀝青路面的質(zhì)量有積極作用。
[0018] 3、本發(fā)明的基于析漏黏附損失和飛散損失指標(biāo)，采用計算法的排水性瀝青混合料 最佳瀝青用量確定方法，應(yīng)用于排水性瀝青混合料配合比設(shè)計中，為排水瀝青混合料配合 比提供精確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在施工生產(chǎn)中可行且具有實(shí)際意義。
【附圖說明】
[0019] 圖1為空隙率和滲透系數(shù)的關(guān)系圖。
[0020]圖2為關(guān)鍵篩孔的通過率水平的空隙率波動趨勢關(guān)系圖。
[0021]圖3為飛散及析漏試驗(yàn)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 1、確定空隙率與排水性能的關(guān)系
[0023] 通過空隙率同滲透系數(shù)相關(guān)關(guān)系確定，如圖1所示。
[0024] 2、確定關(guān)鍵篩孔通過率和目標(biāo)空隙率的關(guān)系，如圖2所示。
[0025]采用正交試驗(yàn)設(shè)計方法，利用正交表來安排與分析關(guān)鍵篩孔通過率對空隙率的影 響，提出減少2.36mm和4.75mm篩孔通過率之差，宜控制在7%~10%之間。
[0026] 3、瀝青混合料的原材料選擇和性能試驗(yàn):通過對原材料的性能試驗(yàn)檢測，選擇性 能滿足指標(biāo)要求的材料。
[0027] 4、確定2.36mm篩孔通過率：
[0028]根據(jù)預(yù)估的2.36mm篩孔通過率為基準(zhǔn)± 3%為目標(biāo)設(shè)定上方、中央和下方級配，以 析漏試驗(yàn)確定的控制瀝青用量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測定試件空隙率進(jìn)行確定最終2.36_篩孔 通過率。
[0029] 5、確定礦料級配控制范圍：
[0030] 拌制3種級配5個不同瀝青用量的混合料，參考JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝 青混合料試驗(yàn)規(guī)程》析漏試驗(yàn)方法，采用"搪瓷盤法"測定瀝青混合料的黏附損失，試驗(yàn)溫度 為185°C ± 2°C。以3種粒度級配的最佳瀝青量試樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，以2.36mm通過質(zhì)量百分 率與空隙率曲線關(guān)系，找出與目標(biāo)空隙率20 % -致的2.36mm通過率，然后根據(jù)2.36mm篩孔 通過率同空隙率的關(guān)系對集料級配進(jìn)行調(diào)整，將2.36mm和4.75mm篩孔通過率之差，控制在 7%~10%之間，來確定排水性瀝青礦料的級配范圍，如表1所示：
[0031]表1排水性瀝青礦料的級配范圍表。
[0033] 6、最佳瀝青用量確定：
[0034]如圖3所示，最佳瀝青用量采用析漏和飛散試驗(yàn)確定，以析漏試驗(yàn)確定的瀝青混合 料不致產(chǎn)生流淌的瀝青用量作為上限，以肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青混合料在通車后粒料不 致松散、脫落、飛散時的瀝青用量為下限。選定合成級配按JTG E20-2011析漏試驗(yàn)和肯塔堡 飛散試驗(yàn)，用黏附損失量和飛散損失的控制值確定最佳瀝青量范圍，如表2所示：
[0035] 表2最佳瀝青量范圍表
[0037] 采用飛散損失為控制值的水平線與飛散曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的瀝青用量為最小瀝青 用量，以析漏損失控制值的水平線與析漏曲線的交點(diǎn)對應(yīng)瀝青用量為最大瀝青用量，參照 馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)的結(jié)果，取最小瀝青用量與兩者之差的四分之三之和為最佳瀝青用量。
[0038] 7、以選定合成級配的最佳瀝青量實(shí)施馬歇爾試驗(yàn)、混合料的物理試驗(yàn)及路用性能 試驗(yàn)，結(jié)果如表3所示：
[0039] 表3試驗(yàn)結(jié)果表

【主權(quán)項】
1. 一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，其特征在于:按以下步驟進(jìn)行： (1 )、采用正交試驗(yàn)得出目標(biāo)空隙率預(yù)估的礦料2.36mm篩孔通過率和2.36mm與4.75mm 篩孔通過率之差； (2) 、在排水瀝青混合料中形成骨架-空隙結(jié)構(gòu)，礦料中的2.36mm和4.75mm篩孔通過率 之差宜控制在7%~10%之間； (3) 、根據(jù)預(yù)估的2.36mm篩孔通過率來確定配合比礦料的中央級配，再以中央級配 2.36mm篩孔通過率±3%為目標(biāo)設(shè)定上方、中央和下方級配，以析漏試驗(yàn)確定的控制瀝青用 量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，通過馬歇爾試驗(yàn)測定試件空隙率，最終找出目標(biāo)空隙率對應(yīng)的2.36_ 篩孔通過率確定值； (4) 、根據(jù)2.36mm篩孔通過率確定值對集料配合比進(jìn)行調(diào)整并選定礦料合成級配和礦 料級配控制范圍； (5) 、最佳瀝青用量以析漏試驗(yàn)確定的瀝青混合料不致產(chǎn)生流淌的瀝青用量作為上限， 以肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青混合料粒料不致松散、脫落、飛散時的瀝青用量為下限，根據(jù)工 程實(shí)際情況綜合計算進(jìn)行確定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，其特征在于:步驟 (4) 中，礦料級配控制范圍通過最終2.36mm篩孔通過率及2.36mm和4.75mm篩孔通過率之差 控制在7%~10%之間來確定，礦料合成級配根據(jù)集料級配和集料配合比進(jìn)行調(diào)整來確定。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種排水性瀝青混合料配合比的設(shè)計方法，其特征在于:步驟 (5) 中，最佳瀝青用量采用飛散損失為控制值的水平線與飛散曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的瀝青用量 為最小瀝青用量，以析漏損失控制值的水平線與析漏曲線的交點(diǎn)對應(yīng)瀝青用量為最大瀝青 用量，參照馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)的結(jié)果，取最小瀝青用量與兩者之差的四分之三之和為最佳 瀝青用量。
【文檔編號】C04B26/26GK105985062SQ201610102571
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年2月24日
【發(fā)明人】郭宏坤, 宗良, 王時根, 田榮, 曹友東, 王淑敏
【申請人】中鐵四局集團(tuán)第工程有限公司, 中鐵四局集團(tuán)第一工程有限公司