常溫改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種常溫改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其包括如下兩個(gè)步驟：確定礦料級(jí)配和確定混合料最佳油石比，所述方法的特點(diǎn)在于礦料級(jí)配采用冪函數(shù)構(gòu)建的多碎石斷級(jí)配；采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型試件，通過不同油石比條件下的礦料最緊密狀態(tài)及最大干密度對(duì)應(yīng)的油石比確定最佳油石比。采用本發(fā)明提供的方法，可以規(guī)范常溫改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，確保常溫改性瀝青混合料的質(zhì)量品質(zhì)。
【專利說明】常溫改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于公路工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種常溫改性浙青混合料的配合比設(shè) 計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著交通運(yùn)輸科技的發(fā)展，"節(jié)能、低碳、環(huán)保"筑路材料不斷涌現(xiàn)，特別是 溶劑型冷拌冷鋪改性浙青的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了以往水介質(zhì)冷補(bǔ)材料路用性能不良、不適宜全幅 攤鋪及使用的技術(shù)缺陷，該類材料以其顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)受到越來越多的關(guān)注與研究，與傳 統(tǒng)的熱拌浙青混合料和溫拌浙青混合料而言，其消耗的能源、釋放的有害氣體更少，且能在 低溫和負(fù)溫條件下施工，解決了浙青路面只能在高溫季節(jié)施工的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了浙青路 面在特殊環(huán)境（主要是低溫）特殊條件（路面周邊無熱拌站）下的修筑及養(yǎng)護(hù)。
[0003] 常溫浙青混合料SMC是從冷補(bǔ)浙青混合料發(fā)展過來的，追溯常溫浙青混合料和冷 補(bǔ)浙青混合料的發(fā)展，國內(nèi)外已開展了很多的研究，上世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)學(xué)者提出冷補(bǔ)浙 青混合料的路用性能主要跟浙青結(jié)合料的粘度與用量、礦質(zhì)集料比表面積等因素有關(guān)。上 世紀(jì)90年代，美國SHRP計(jì)劃路面養(yǎng)護(hù)課題組提出：（1)冷補(bǔ)浙青應(yīng)便于混合料拌和和施工 操作，其最大粘度不應(yīng)大于6Pa*s ;(2)冷補(bǔ)浙青的用量和施工時(shí)環(huán)境條件（溫度、光照、風(fēng) 速、濕度等）均影響冷補(bǔ)浙青的凝結(jié)速度；（3)殘留浙青應(yīng)能形成較大的粘結(jié)力，并對(duì)礦質(zhì) 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(bǔ)浙青 應(yīng)按氣溫進(jìn)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(bǔ)浙青 應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)氣溫，劃分出高溫型和低溫型兩種材料。國內(nèi)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī) 范》(JTG F40-2004)中對(duì)冷補(bǔ)浙青混合料的施工和易性、抗水剝落性和粘聚力進(jìn)行了規(guī)定。
[0004] 現(xiàn)有熱拌浙青混合料配合比設(shè)計(jì)方法不適用于常溫改性浙青混合料，依據(jù)現(xiàn)行的 《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004)，采用馬歇爾擊實(shí)法成型試件，以確定混合 料的最佳油石比。但于常溫改性浙青混合料而言，浙青結(jié)合料在常溫條件下7天內(nèi)一直處 于潤滑狀態(tài)，未能形成熱拌料浙青結(jié)合料冷卻后的膠結(jié)強(qiáng)度，因此，在采用馬氏擊實(shí)法成型 時(shí)，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(tài)）對(duì)應(yīng) 的油石比。此外在實(shí)際使用過程中，如果照搬現(xiàn)有熱拌浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，將存 在最佳油石比無法確定、常溫浙青混合料的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)偏低、不滿足設(shè)計(jì)要求等問 題，這將嚴(yán)重制約常溫改性浙青混合料的大面積推廣應(yīng)用。
[0005] 盡管美國、日本等國家進(jìn)行了系統(tǒng)研究，但尚未形成成套技術(shù)體系，常溫浙青混合 料的配合比設(shè)計(jì)方面沒有進(jìn)行針對(duì)性、深入地研究，沒有提出系統(tǒng)的混合料配合比設(shè)計(jì)方 法。
[0006] 公開于該發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理 解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有 技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 因此，參照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 申請(qǐng)人:提出了一種常溫浙青混合料的配合 比設(shè)計(jì)方法，作為常溫浙青混合料配合比設(shè)計(jì)的依據(jù)。
[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，通過該方法 可以科學(xué)規(guī)范地確定常溫改性浙青混合料的材料組成，為常溫浙青混合料配合比設(shè)計(jì)提供 依據(jù)。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，所述 方法包括如下兩個(gè)步驟：確定礦料級(jí)配和確定混合料最佳油石比。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中所述確定礦料的級(jí)配 的步驟包括：確定間斷點(diǎn)，以冪函數(shù)構(gòu)建礦料級(jí)配曲線，構(gòu)建粗集料級(jí)配曲線，測(cè)定孔隙率、 浙青飽和度等體積指標(biāo)，當(dāng)孔隙率、浙青飽和度等體積指標(biāo)不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，調(diào)整間斷點(diǎn) 篩孔的通過率，直至滿足最佳油石比對(duì)應(yīng)的混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件體積指標(biāo)的設(shè)計(jì)要求。 [0011] 根據(jù)本發(fā)明的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中所述確定混合料最佳 油石比的步驟包括：預(yù)估混合料的最佳油石比，以預(yù)估油石比為中值，按照預(yù)定的間隔，最 少取5個(gè)不同的油石比進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)分別成型試件，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型試件，測(cè)定混合 料的毛體積密度，計(jì)算混合料的最大干密度，繪制油石比與干密度關(guān)系曲線，采用二次拋物 線模型進(jìn)行回歸分析，利用二次拋物線系數(shù)計(jì)算得出最大干密度對(duì)應(yīng)的油石比作為常溫浙 青混合料最佳油石比。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中在所述確定礦料的級(jí) 配的步驟中，通過冪函數(shù)模型y = a · Xb構(gòu)建粗集料級(jí)配曲線，其中y為集料通過各篩孔的 質(zhì)量百分率，a為常數(shù)，X為各篩孔尺寸，b為常數(shù)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中在所述確定混合料最 佳油石比的步驟中所述間隔為0. 3%或0. 4%。
[0014] 由于采用本發(fā)明提供的方法，可以規(guī)范常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法， 確定其材料組成，可以確保常溫改性浙青混合料的質(zhì)量品質(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1顯示根據(jù)常規(guī)的配比設(shè)計(jì)方法中通過馬氏法測(cè)定常溫改性浙青混合料的油 石比與干密度關(guān)系的曲線；
[0016] 圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法中通過旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法 測(cè)定常溫改性浙青混合料的油石比與干密度關(guān)系的曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明下面，給出一個(gè)具體的實(shí)施例--SAC-10常溫改性浙青混合料的實(shí)施例， 以更詳細(xì)的說明本發(fā)明。
[0018] 1、原材料及礦料級(jí)配
[0019] 選擇合適的礦料級(jí)配是常溫改性浙青混合料能否成功應(yīng)用的關(guān)鍵，也是評(píng)價(jià)其路 用性能的重要影響因素。常溫改性浙青混合料采用間斷型級(jí)配，按公稱最大粒徑分為：5 型、7型、10型、13型、16型、20型和25型共7個(gè)類型，其代號(hào)分別為：SMC-5、SMC-7、SMC-10、 SMC-13、SMC-16、SMC-20、SMC-25。級(jí)配類型及其參考范圍見下表I :
[0020] 表1 :常溫改性浙青混合料礦料級(jí)配類型及其參考范圍

【權(quán)利要求】
1. 一種常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，所述方法包括如下兩個(gè)步驟：確定礦 料級(jí)配和確定混合料最佳油石比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中所述確定礦料 的級(jí)配的步驟包括：確定間斷點(diǎn)，以冪函數(shù)構(gòu)建礦料級(jí)配曲線，構(gòu)建粗集料級(jí)配曲線，測(cè)定 孔隙率、浙青飽和度等體積指標(biāo)，當(dāng)孔隙率、浙青飽和度等體積指標(biāo)不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，調(diào) 整間斷點(diǎn)篩孔的通過率，直至滿足最佳油石比對(duì)應(yīng)的混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件體積指標(biāo)的設(shè)計(jì) 要求。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中所述確定混合 料最佳油石比的步驟包括：預(yù)估混合料的最佳油石比，以預(yù)估油石比為中值，按照預(yù)定的間 隔，最少取5個(gè)不同的油石比進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)分別成型試件，采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型試件，測(cè)定 混合料的毛體積密度，計(jì)算混合料的最大干密度，繪制油石比與干密度關(guān)系曲線，采用二次 拋物線模型進(jìn)行回歸分析，利用二次拋物線系數(shù)計(jì)算得出最大干密度對(duì)應(yīng)的油石比作為常 溫浙青混合料最佳油石比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中在所述確定礦 料的級(jí)配的步驟中，通過冪函數(shù)模型y = a ? xb構(gòu)建粗集料級(jí)配曲線，其中y為集料通過各 篩孔的質(zhì)量百分率，a為常數(shù)，x為各篩孔尺寸，b為常數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的常溫改性浙青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法，其中在所述確定混 合料最佳油石比的步驟中，所述間隔為〇. 3%或0. 4%。
【文檔編號(hào)】E01C7/18GK104372727SQ201410638672
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】郭朝陽, 魏道新, 陳景, 趙蔚, 朱寶林, 王書杰, 李亞非, 許嚴(yán) 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院