CN103332887B - 一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法：⑴根据沥青粘结料175℃动力粘度与沥青膜厚度之间的关系来确定预估的沥青膜厚度；⑵根据矿料的比表面积计算公式和预估的沥青膜厚度来确定预估的沥青用量；⑶以预估沥青用量为中值，以0.3%或0.5%为间隔变化形成5组沥青用量进行谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡分散试验，以两条曲线的拐点为界确定出最佳沥青用量范围；⑷采用振动成型法成型五组试件测量其连通空隙率，然后在60℃试验温度条件下进行单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验，计算粘结力C，以粘结力C的峰值所对应的沥青用量作为最佳沥青用量；⑸路用性能验证。本发明为排水性沥青混合料配合比设计提供了一套快速便捷、可靠性好的最佳沥青用量确定方法。

Description

一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法
技术领域
本发明涉及道路工程的沥青混合料，特别是一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法。
背景技术
排水性沥青混合料的最佳沥青用量主要由谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡飞散试验结果选定。通常以谢伦堡沥青析漏试验确定的沥青混合料不致产生流淌的沥青用量作为上限，以肯塔堡飞散试验检验沥青混合料在通车后粒料不致松散、脱落、飞散时的沥青用量为下限。
这样的设计方法存在两方面缺陷:一是这类方法是一种经验法，不同的人确定的随意性比较大，而且与个人的实践经验关系很大;二是析漏试验的方法有烧杯法、搪瓷盆法和网篮法，三者测试结果差异比较大，其上限临界值的确定也是相对的，因此如何合理确定最佳沥青用量尚需经过进一步研究。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法，其客观准确、使用方便。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法：
⑴．根据沥青粘结料175℃动力粘度与沥青膜厚度之间的关系来确定预估的沥青膜厚度；
⑵．根据矿料的比表面积计算公式和预估的沥青膜厚度来确定预估的沥青用量；
⑶．以预估的沥青用量为中值，以0.3%或0.5%为间隔变化形成5组沥青用量进行谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡分散试验，以两条曲线的拐点为界确定出最佳沥青用量范围；
⑷．采用振动成型法成型五组试件测量其连通空隙率，然后在60℃试验温度条件下进行单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验，计算粘结力C，以粘结力C的峰值所对应的沥青用量作为最佳沥青用量，此沥青用量所对应的连通空隙率必须满足最小连通空隙率的要求；
⑸．路用性能验证。
本发明的优点和积极效果是：
1.本发明的基于粘结力指标的排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法，能够客观准确、简捷有效地确定出排水性沥青混合料的最佳沥青用量。为沥青混合料配合比设计提供精确的基础数据，从材料设计指导思想上对沥青路面材料的配合比设计进行创新。
2.本发明的基于粘结力指标的排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法，应用于排水性沥青混合料配合比设计中，能够提高排水性沥青混合料使用品质，延长排水路面使用寿命，降低养护费用，对提高我国排水性沥青路面的质量有积极作用。因此说，基于粘结力指标的排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法是科技成果转化为产品的实践过程，具有广阔的应用前景和显著的经济和社会效益。
3.本发明的基于粘结力指标确定排水性沥青混合料的最佳沥青用量的方法，思路清晰、客观准确、使用方便，为排水性沥青混合料配合比设计提供了一套快速便捷、可靠性好的最佳沥青用量确定方法，对确保排水性沥青混合料使用品质至关重要。
附图说明
图1是油石比与各性能指标的关系曲线图。（其中，A为粘结力曲线，B为析漏曲线，C为连通孔隙率曲线，D为飞散曲线，E为连通空隙率最低要求）。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法：
⑴．根据沥青粘结料175℃动力粘度与沥青膜厚度之间的关系如表1所示，来确定预估的沥青膜厚度，
⑵．根据矿料的比表面积计算公式和预估的沥青膜厚度来确定预估的沥青用量；
⑶．以预估的沥青用量为中值，以0.3%（或0.5%）为间隔变化形成5组沥青用量进行谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡分散试验，以两条曲线的拐点为界确定出最佳沥青用量范围；
⑷．与此同时，采用振动成型法成型五组试件测量其连通空隙率，然后在60℃试验温度条件下进行单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验，计算粘结力C，以粘结力C的峰值所对应的沥青用量作为最佳沥青用量，此沥青用量所对应的连通空隙率必须满足最小连通空隙率的要求；
⑸．路用性能验证：
1）此沥青用量下试件的析漏损失和飞散损失应当满足规范的要求；
2）连通空隙率和透水系数应当能够满足透水路面的功能要求；
3）构造深度和摩擦系数应当能够满足路面抗滑表层的功能要求；
4）高温性能、低温性能、水稳定性能应该满足规范要求。
如果不能满足要求，应当更换材料或重新进行配合比设计。
本实施例以卢龙产玄武岩粗集料，唐山产机制砂，蓟县产石灰岩矿粉为原材料，各项技术指标均满足规范要求，矿料级配见表2。
表2排水性沥青混合料的筛孔通过率（%）
最佳沥青用量的设计步骤如下：
（1）预估沥青膜厚度
由试验结果知，改性沥青的175℃布氏运动粘度为0.56Pa.s，查表1沥青膜厚度为
（2）确定矿料的比表面积
A=（2+0.02P4.75+0.04P2.36+0.08P1.18+0.14P0.6+0.3P0.3+0.6P0.15+1.6P0.075）/48.74=（2+0.02*13.0+0.04*12.3+0.08*10.3+0.14*8.3+0.3*6.1+0.6*5.2+1.6*5.0）/48.74=0.3629
（3）预估最佳沥青用量
Pb=ha *A=11.9*0.3629=4.3；Pa=Pb/(1-Pb)*100=4.3%/(1-4.3%)*100=4.5
（4）以预估油石比4.5%为中心，间隔0.3%，即在3.9%、4.2%、4.5%、4.8%、5..1%油石比下成型试件，进行谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡分散试验，试验结果如表3所示。
表3析漏试验与飞散试验数据汇总
油石比（%） 3.9 4.2 4.5 4.8 5.1
析漏损失率（%） 0.16 0.17 0.22 0.25 0.89
飞散损失率（%） 42.6 20.6 9.8 7.6 5.6
如图1所示，以两条曲线的拐点为界，确定出最佳沥青用量范围为4.3%～4.8%。
（5）与此同时，以此五组沥青用量成型试件测量其连通空隙率，然后在25℃试验温度条件下进行单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验，试验结果如表4所示。
表4不同油石比下排水性沥青混合料的力学指标试验结果汇总
如图1所示，以粘结力C的峰值所对应的沥青用量4.8%作为最佳沥青用量，此沥青用量所对应的连通空隙率为17.4%满足最小连通空隙率>14%的要求。
（6）路用性能验证
在最佳沥青用量（油石比4.8%）条件下，成型试件进行路用性能试验，试验结果如表5所示。
表5排水性沥青混合料路用性能检验结果（油石比4.8%）
由表5可见，此种方法设计的排水性沥青混合料各项指标均能满足规范要求，路用性能良好。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (1)

1.一种排水性沥青混合料最佳沥青用量确定方法：
⑴．根据沥青粘结料175℃动力粘度与沥青膜厚度之间的关系来确定预估的沥青膜厚度；
⑵．根据矿料的比表面积计算公式和预估的沥青膜厚度来确定预估的沥青用量；
⑶．以预估的沥青用量为中值，以0.3%或0.5%为间隔变化形成5组沥青用量进行谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡分散试验，以两条曲线的拐点为界确定出最佳沥青用量范围；
⑷．采用振动成型法成型五组试件测量其连通空隙率，然后在60℃试验温度条件下进行单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验，计算粘结力C，以粘结力C的峰值所对应的沥青用量作为最佳沥青用量，此沥青用量所对应的连通空隙率必须满足最小连通空隙率的要求；
⑸．路用性能验证。
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