CN103015292B - 基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法 - Google Patents

基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103015292B
CN103015292B CN201210286627.9A CN201210286627A CN103015292B CN 103015292 B CN103015292 B CN 103015292B CN 201210286627 A CN201210286627 A CN 201210286627A CN 103015292 B CN103015292 B CN 103015292B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bitumen aggregate
ratio
bituminous mixture
aggregate ratio
interval
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210286627.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103015292A (zh
Inventor
徐世法
赵培松
樊祥磊
樊祥英
索智
乐兴堃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Original Assignee
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Civil Engineering and Architecture filed Critical Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority to CN201210286627.9A priority Critical patent/CN103015292B/zh
Publication of CN103015292A publication Critical patent/CN103015292A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103015292B publication Critical patent/CN103015292B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明涉及一种沥青混合料的最佳油石比的确定方法，所述的确定方法是基于混合料的路用性能来确定混合料的最佳油石比，沥青混合料最佳油石比的确定紧密结合沥青混合料的路用性能，充分考虑了沥青混合料的路用性能中高温稳定性与低温抗开裂性、高温稳定性与水稳定性之间的相互牵制作用，基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法实现了沥青混合料路用性能的平衡设计。基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法可以应用于普通沥青混合料及改性沥青混合料等的设计。

Description

基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法
技术领域
本发明属于道路材料设计加工领域，涉及一种沥青混合料的最佳油石比的确定方法。
背景技术
目前，我国常用沥青混合料的设计方法是马歇尔设计方法，即通过选定一种矿料级配类型进行目标级配的制定，选定五组油石比成型马歇尔试件，对各组马歇尔试件进行体积参数及马歇尔稳定度、流值测试，并且由体积参数换算得到密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等相关技术指标，由此技术指标及马歇尔稳定度、流值与油石比绘制关系曲线，最终确定最佳油石比。
利用经由马歇尔设计方法确定沥青混合料级配与最佳油石比制备沥青混合料试件，并对沥青混合料进行路用性能检测和评价，其检测评价的内容包括高温抗车辙性能、低温抗开裂性能、水稳定性能，将检测数据与沥青路面设计规范指标进行比较确定该级配下的沥青混合料是否可行。
从马歇尔设计方法与沥青混合料的路用性能检测评价可知，马歇尔设计方法存在以下不足：(1)马歇尔设计方法中马歇尔击实成型方法无法模拟路面的实际碾压，稳定度与流值同沥青混合料的路用性能相关性差，马歇尔稳定度、流值合格的沥青混合料也会出现沥青混合料路用性能不合格的状况；(2)通过马歇尔设法方法得到的沥青混合料各种路用性能之间存在着各种矛盾，主要有高温抗车辙性能与低温抗开裂性能之间的矛盾，高温抗车辙性能与水稳定性能之间的矛盾，这些路用性能之间的矛盾充分说明了马歇尔设计方法无法实现沥青混合料路用性能的平衡。
由上述内容可知，马歇尔设计方法在沥青混合料设计中虽然操作简单，但无法控制沥青混合料的路用性能，对沥青混合料在投入路面使用不利。
发明内容
本发明所要解决的问题是提出一种新的沥青混合料设计方法，可以应用于普通沥青混合料与改性沥青混合料设计中。该设计方法中涉及的设计参数与沥青混合料路用性能息息相关，并且能够解决沥青混合料路用性能之间的相互牵制，实现沥青混合料路用性能的平衡设计。
为了实现上述目标，本发明首先选择一种沥青混合料的级配类型。
沥青混合料中首先确定沥青的技术指标，矿料的技术参数，然后进矿料的级配选择，并初步选定五个油石比。
本发明需要对温拌再生沥青混合料制备长宽高分别为400mm×400mm×50mm的车辙板试件，250mm×30mm×35mm的低温弯曲小梁试件，双面击实50下测定水稳定性的马歇尔试件。
检测沥青混合料的路用性能，应用其路用性能与油石比之间的关系，来确定最佳油石比，由此设计得到沥青沥青混合料。
附图说明
图1是AC-13C合成级配曲线
图2是油石比与动稳定度关系曲线
图3是油石比与弯曲应变关系曲线
图4是油石比与弯曲应变关系曲线
图5是路用性能合格的油石比区间
具体实施方案
本发明的基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法是从混合料的路用性能平衡设计出发，综合考虑沥青混合料的高温稳定性性能、低温抗开裂性能、水稳定性，确定沥青混合料最佳油石比，具体步骤如下：
(1)选定一种混合料的级配类型，合成目标级配，确定沥青混合料中矿料的技术参数，沥青的技术指标满足规范要求；
(2)在目标级配的条件下，选择五个初始油石比，并通过实验确定各油石比下沥青混合料的毛体积密度；
(3)按实验测定的毛体积密度成型混合料试件，对各个油石比下的沥青混合料进行高温稳定性能、低温抗开裂性能和水稳定性能进行检测，得到路用性能的相关数据；
(4)根据不同油石比下的沥青混合料路用性能，分别绘制高温稳定性性能、低温抗开裂性能、水稳定性与油石比之间的关系曲线，通过路用性能与油石比关系曲线，可以得到沥青沥青混合料路用性能满足沥青路面设计技术规范指标的油石比区间；
(5)根据性能平衡原理，选择油石比区间的中值作为最佳油石比，由此制备沥青混合料，并对其路用性能进行评价。
由上述步骤可知，本发明的基于路用性能的沥青混合料最佳油石比的确定方法，得到的最佳油石比与混合料本身的路用性能相关性好，并且最佳油石比的选定充分考虑了混合料本身的路用性能平衡，能够较好的解决沥青混合料中路用性能之间的相互牵制问题。
实施案例
AC-13C沥青混合料最佳最佳油石比的确定
(1)原材料的选定
1)新沥青
本实例采用70#基质沥青作为研究对象，其各项指标如表2.2所示
表2.170#沥青性能测试结果
2)矿料级配合成
根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)对AC-13C型沥青混合料的规定，进行目标级配的合成，矿料级配如表2.1和图1所示。
表2.2AC-13C合成级配
(2)最佳油石比确定
初拟五个油石比4.0％，4.5％，5.0％，5.5％，6.0％对沥青混合料进行研究，实验测定各油石比下的毛体积密度如表2.3所示
表2.3不同油石比下混合料毛体积密度
按各个油石比下的毛体积密度成型检验高温抗车辙性能、低温抗开裂性能及水稳定性能实验的相关试件，并对各油石比下混合料的路用性能进行测定。
1)高温稳定性能合格的油石比区间
采用车辙实验测定混合料的动稳定度来评价其高温性能，通过实验测得不同油石比下混合料的动稳定度值如表2.4所示。
表2.4不同油石比下混合料动稳定度
根本表2.4绘制动稳定度与油石比的关系曲线，并确定动稳定度满足规范值的油石比区间如图2所示。
由图2可以看出，当油石比≤5.6％时，混合料的动稳定度满足规范值(≥1000次·mm-1)，即油石比≤5.6％是高温稳定性的合格区间。
2)低温稳定性合格的油石比区间
采用小梁弯曲实验测定混合料的低温破坏应变来评价其低温性能，通过实验测得不同油石比下混合料的低温破坏时的弯拉应变值如表2.5所示。
表2.5不同油石比下弯拉应变值
根本表2.5绘制弯拉应变与油石比的关系曲线，并确定弯拉应变满足规范值的油石比区间如图3所示。
由图3可以看出，当油石比≥4.82％时，混合料的弯曲应变满足规范值(≥2000次·mm-1)，即油石比≥4.82％是低温抗开裂性的合格区间。
3)水稳定性合格的油石比区间
采用冻融劈裂实验测定混合料的冻融前后的劈裂强度比来评价其抗水损害能力，通过实验测得不同油石比下混合料的冻融前后的劈裂强度和劈裂强度比如表2.6所示。
表2.6不同油石比下冻融劈裂强度值
根本表2.6绘制弯拉应变与油石比的关系曲线，并确定弯拉应变满足规范值的油石比区间如图4所示。
由图4可以看出，当油石比≥4.83％时，混合料的冻融劈裂强度比满足规范值(≥80％)，即油石比≥4.83％是水稳定性能的合格区间。
4)混合料路用性能满足要求的油石比区间
由上述实验及相关数据结果可知，温拌再生混合料的高温稳定性、低温抗开裂性和水稳定性满足规范要求的油石比区间如表2.7和图5所示
表2.7路用性能合格的油石比区间
由上图表可知，区域④为路用性能均合格的油石比共同区间，其油石比的取值范围为4.83％～5.6％。
根据路用性能平衡原理，选择该油石比区间的中值为最佳油石比，即5.2％为该AC-13C合成级配下混合料的最佳油石比。
根据上述具体实例可以得知，本发明中沥青混合料最佳油石比的确定方法充分结合了混合料的路用性能，并且在最佳油石比的确定中，采用轮碾法成型车辙试件更能模拟实际路面的碾压方式，同时发现了混合料路用性能合格的油石比区间，为混合料最佳油石比提供了更多的选择。
在最佳油石比的确定中选择了混合料路用性能合格区间的中值，充分体现了路用性能平衡的设计理念，理论基础扎实，可操作性强，对于开拓沥青混合料的设计具有前瞻性的意义。

Claims (2)

1.一种基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法，此方法从沥青混合料的路用性能平衡设计出发，综合考虑沥青混合料的高温稳定性、低温抗开裂性和水稳定性，确定沥青混合料的最佳油石比，包括以下步骤：
(1)选定一种沥青混合料的级配类型，合成目标级配，确定沥青混合料中矿料的技术参数，沥青混合料的技术指标需满足规范要求；
(2)在目标级配的条件下，选择五个初始油石比，并通过试验确定各油石比下沥青混合料的毛体积密度；
(3)根据试验测定的毛体积密度成型沥青混合料试件，对各油石比下的沥青混合料进行车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验，得到各油石比下沥青混合料的动稳定度、弯拉应变和冻融劈裂强度比的数据；
(4)根据各油石比下沥青混合料的动稳定度数据，绘制动稳定度与油石比的关系曲线，并确定动稳定度满足规范值的油石比区间，即高温稳定性合格的油石比区间；
(5)根据各油石比下沥青混合料的弯拉应变数据，绘制弯拉应变与油石比的关系曲线，并确定弯拉应变满足规范值的油石比区间，即低温抗开裂性合格的油石比区间；
(6)根据各油石比下沥青混合料的冻融劈裂强度比数据，绘制冻融劈裂强度比与油石比的关系曲线，并确定冻融劈裂强度比满足规范值的油石比区间，即水稳定性合格的油石比区间；
(7)根据高温稳定性合格的油石比区间、低温抗开裂性合格的油石比区间和水稳定性合格的油石比区间，确定高温稳定性、低温抗开裂性和水稳定性同时合格的油石比区间，即沥青混合料路用性能合格的油石比区间；
(8)根据路用性能平衡原理，将沥青混合料路用性能合格的油石比区间的中值作为最佳油石比。
2.根据权利要求1所述的基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法，其特征在于：选择沥青混合料路用性能合格的油石比区间的中值作为最佳油石比进行沥青混合料的制备。
CN201210286627.9A 2012-08-14 2012-08-14 基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法 Active CN103015292B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210286627.9A CN103015292B (zh) 2012-08-14 2012-08-14 基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210286627.9A CN103015292B (zh) 2012-08-14 2012-08-14 基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103015292A CN103015292A (zh) 2013-04-03
CN103015292B true CN103015292B (zh) 2016-01-20

Family

ID=47964356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210286627.9A Active CN103015292B (zh) 2012-08-14 2012-08-14 基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103015292B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103526664B (zh) * 2013-10-30 2014-12-10 江苏宝利沥青股份有限公司 一种适用于重载交通路面的沥青混合料配合比的确定方法
CN104591575B (zh) * 2015-01-26 2016-05-25 北京建筑大学 一种煤直接液化残渣改性沥青胶浆的制备方法
CN104805747B (zh) * 2015-04-26 2017-10-31 哈尔滨工业大学 按结构需求的沥青路面上面层混合料配合比设计方法
CN104929010B (zh) * 2015-04-28 2017-03-08 哈尔滨工业大学 一种沥青路面下面层配合比按结构需求的设计方法
CN109459348A (zh) * 2018-11-09 2019-03-12 交通运输部公路科学研究所 确定废旧sbs改性沥青再生剂用量的方法
CN110438866B (zh) * 2019-08-10 2022-06-03 深圳市市政工程总公司 温拌沥青混合料的最佳油石比设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4344470B2 (ja) * 2000-10-23 2009-10-14 日工株式会社 アスファルト混合物の製造方法
CN101746995A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 交通部公路科学研究院 基于最紧密状态的沥青混合料配合比设计方法
CN102094377A (zh) * 2010-12-14 2011-06-15 交通运输部公路科学研究所 一种新型沥青混合料应力吸收层油石比确定方法
CN102276187A (zh) * 2011-05-18 2011-12-14 同济大学 布敦岩沥青改性沥青混合料二阶段设计方法
KR101136479B1 (ko) * 2011-11-07 2012-04-20 (주)한동알앤씨 상온 재생아스팔트 혼합물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4344470B2 (ja) * 2000-10-23 2009-10-14 日工株式会社 アスファルト混合物の製造方法
CN101746995A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 交通部公路科学研究院 基于最紧密状态的沥青混合料配合比设计方法
CN102094377A (zh) * 2010-12-14 2011-06-15 交通运输部公路科学研究所 一种新型沥青混合料应力吸收层油石比确定方法
CN102276187A (zh) * 2011-05-18 2011-12-14 同济大学 布敦岩沥青改性沥青混合料二阶段设计方法
KR101136479B1 (ko) * 2011-11-07 2012-04-20 (주)한동알앤씨 상온 재생아스팔트 혼합물

Also Published As

Publication number Publication date
CN103015292A (zh) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103015292B (zh) 基于路用性能的沥青混合料最佳油石比确定方法
CN105241761B (zh) 一种沥青路面层间粘结强度及耐久性的评价方法
CN102503244B (zh) 骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土组成及其确定方法
CN107129196B (zh) 一种粗粒式应力吸收结构层沥青混合料及其设计方法
Toraldo et al. Effects of polymer additives on bituminous mixtures
Tan et al. Evaluation of low-temperature performance of asphalt paving mixtures
CN101781468B (zh) 改性沥青降粘剂
CN103526664B (zh) 一种适用于重载交通路面的沥青混合料配合比的确定方法
CN103091179B (zh) 长大纵坡沥青路面层间抗剪车辙试模
CN101241122A (zh) 一种选配适合不同沥青路面的沥青混合料的方法
Tasdemir High temperature properties of wax modified binders and asphalt mixtures
CN109085089A (zh) 低冰点沥青混合料的配合比优化方法
CN102944488A (zh) 沥青路面多层组合结构混合料抗车辙性能的检测方法
CN102995514A (zh) 高性能沥青路面沥青混合料在寒区的施工方法
CN101337794A (zh) 高模量沥青混凝土及其制备方法
CN101746995A (zh) 基于最紧密状态的沥青混合料配合比设计方法
CN106337348A (zh) 一种再生沥青混合料的配合比设计方法
Liu et al. Permanent deformation monitoring and remaining life prediction of asphalt pavement combining full-scale accelerated pavement testing and fem
Wu et al. Investigation of temperature characteristics of recycled hot mix asphalt mixtures
Zhang et al. Study of the high and low-temperature behavior of asphalt based on a performance grading system in Northeast China
CN107337380B (zh) 一种基于内摩擦角的乳化沥青冷再生混合料制备方法
Song et al. Laboratory investigation of the bonding performance between open-graded friction course and underlying layer
CN103864352A (zh) 一种耐久性高模量热再生混合料、配制方法及应用
Zhang et al. Viscoelastic mechanical performance of dense polyurethane mixtures based on dynamic and static modulus testing and creep testing
CN104931331A (zh) 一种沥青路面施工质量检测与评价方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB02 Change of applicant information

Address after: 100044 Xicheng District Exhibition Hall Road, Beijing, No. 1

Applicant after: Beijing University of Civil Engineering and Architecture

Address before: 100044 Xicheng District Exhibition Hall Road, Beijing, No. 1

Applicant before: Beijing Engineering and Architecture School

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: BEIJING INST. OF ARCHITECTURAL ENGINEERING TO: BEIJING UNIVERSITY OF CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant