CN108147715B - 基于模量的沥青混合料设计与评价方法 - Google Patents

基于模量的沥青混合料设计与评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于模量的沥青混合料设计与评价方法，包括下列步骤：调查或检测当地集料和沥青的性能；根据当地集料级配和规范建议级配初选级配；采用沥青混合料矿料间隙率VMA预测公式预测混合料VMA值，初步调整级配使VMA值达到规范要求；初选沥青用量计算混合料有效沥青用量VFA；计算沥青混合料动态模量；比较动态模量预测值是否在混合料性能可接受的沥青混合料动态模量范围内；按照动态模量满足要求的沥青混合料配合比制作试件，验证混合料路用性能是否满足要求。

Description

基于模量的沥青混合料设计与评价方法
技术领域
本发明涉及属于道路工程领域，涉及沥青路面、沥青混合料，具体涉及沥青混合料设计和评价方法。
背景技术
沥青混合料目前是我国最常用的路面材料。而动态模量是沥青混合料重要的力学指标和路用性能(抗车辙、抗疲劳)指标。它能够直接反映沥青混合料在实际使用过程中的力学性能，同时它与混合料的路用性也有较强的相关性。这些性能直接关系到工程中路面质量与路面使用寿命，并且动态模量本身就是路面结构设计中的重要参数。
目前我国的沥青混合料设计主要采用马歇尔设计法。该方法的设计过程可以分为三步：依据最大密度曲线的级配设计；沥青混合料最佳沥青用量确定；沥青混合料路用性能检验。在级配设计和最佳沥青用量确定的过程中，主要采用混合料体积指标(孔隙率、矿料间隙率、有效沥青用量、密度等)控制混合料的质量，而混合料的质量能否满足要求主要是检验混合料的路用性能是否合格。当混合料路用性能不能满足要求时需要重新调整沥青用量或级配，重新调整将耗费大量设计时间和成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可保证混合料的路用性能满足要求的基于模量的沥青混合料设计与评价方法。
本发明的技术解决方案是：
一种基于模量的沥青混合料设计与评价方法，其特征是：包括下列步骤：
1)调查或检测当地集料和沥青的性能，包括集料级配、密度、弹性模量、沥青的动剪切模量；
2)级配设计，根据当地集料级配和规范建议级配初选级配；
3)采用沥青混合料矿料间隙率VMA预测公式预测混合料 VMA值，初步调整级配使VMA值达到规范要求；
VMA预测采用如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
式中：VMA为矿料间隙率预测值；fvi为矿料间隙率影响因子； Vai为第i档集料的筛余体积；
fvi＝[Vvi-Vv(i-1)]/Vai
式中：Vvi为第i档集料掺入后孔隙的体积；Vv(i-1)为第i-1档集料掺入后孔隙的体积；Vai为第i档集料的筛余体积；
4)初选沥青用量计算混合料有效沥青用量VFA；
5)将集料和沥青的性能参数，VMA、VFA值带入沥青混合料动态模量预测模型，计算沥青混合料动态模量；
所述沥青混合料动态模量预测模型：
Figure BDA0001570510540000031
Figure BDA0001570510540000032
Figure BDA0001570510540000033
式中：|E*|mix为沥青混合料的动态模量；VMA为矿料间隙率；VFA 为有效沥青用量；EQ为石料的弹性模量；
Figure BDA0001570510540000034
为沥青胶浆模量；
Figure BDA0001570510540000035
为沥青胶浆剪切模量；δ为相位角；ω为角频率；E2、η1、η2为模型参数；
6)比较动态模量预测值是否在混合料性能可接受的沥青混合料动态模量范围内，如果超出范围调整沥青用量重新计算动态模量，直到动态模量满足要求；
7)按照动态模量满足要求的沥青混合料配合比制作试件，验证混合料路用性能是否满足要求，如果不能满足要求再调整沥青用量重复步骤4—6直到混合料路用性能达标。
本发明在设计初期就从沥青混合料的动态模量出发，通过动态模量考虑混合料的路用性能。设计人员只需在设计过程中控制混合料动态模量在一定范围内，即可保证混合料的路用性能满足要求。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
一种基于模量的沥青混合料设计与评价方法，其特征是：包括下列步骤：
1)调查或检测当地集料和沥青的性能，包括集料级配、密度、弹性模量、沥青的动剪切模量；
2)级配设计，根据当地集料级配和规范建议级配初选级配；
3)采用沥青混合料矿料间隙率VMA预测公式预测混合料 VMA值，初步调整级配使VMA值达到规范要求；
VMA预测采用如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式中：VMA为矿料间隙率预测值；fvi为矿料间隙率影响因子； Vai为第i档集料的筛余体积；
fvi＝[Vvi-Vv(i-1)]/Vai
式中：Vvi为第i档集料掺入后孔隙的体积；Vv(i-1)为第i-1档集料掺入后孔隙的体积；Vai为第i档集料的筛余体积；
4)初选沥青用量，采用现行规范(JTG F40-2004)公式计算混合料有效沥青用量VFA；
5)将集料和沥青的性能参数，VMA、VFA值带入沥青混合料动态模量预测模型，计算沥青混合料动态模量；
所述沥青混合料动态模量预测模型：
Figure BDA0001570510540000051
Figure BDA0001570510540000052
Figure BDA0001570510540000053
式中：|E*|mix为沥青混合料的动态模量；VMA为矿料间隙率；VFA 为有效沥青用量；EQ为石料的弹性模量；
Figure BDA0001570510540000061
为沥青胶浆模量；
Figure BDA0001570510540000062
为沥青胶浆剪切模量；δ为相位角；ω为角频率；E2、η1、η2为模型参数；
6)比较动态模量预测值是否在混合料性能可接受的沥青混合料动态模量范围内，如果超出范围调整沥青用量重新计算动态模量，直到动态模量满足要求；
7)按照动态模量满足要求的沥青混合料配合比制作试件，验证混合料路用性能是否满足要求，如果不能满足要求再调整沥青用量重复步骤4—6直到混合料路用性能达标。

Claims (1)

1.一种基于模量的沥青混合料设计与评价方法，其特征是：包括下列步骤：
1)调查或检测当地集料和沥青的性能，包括集料级配、密度、弹性模量、沥青的动剪切模量；
2)级配设计，根据当地集料级配和规范建议级配初选级配；
3)采用沥青混合料矿料间隙率VMA预测公式预测混合料VMA值，初步调整级配使VMA值达到规范要求；
VMA预测采用如下公式：
Figure FDA0002381464380000011
式中：VMA为矿料间隙率预测值；fvi为矿料间隙率影响因子；Vai为第i档集料的筛余体积；
fvi＝[Vvi-Vv(i-1)]/Vai
式中：Vvi为第i档集料掺入后孔隙的体积；Vv(i-1)为第i-1档集料掺入后孔隙的体积；Vai为第i档集料的筛余体积；
4)初选沥青用量，计算混合料有效沥青用量VFA；
5)将集料和沥青的性能参数，VMA、VFA值带入沥青混合料动态模量预测模型，计算沥青混合料动态模量；
所述沥青混合料动态模量预测模型：
Figure FDA0002381464380000021
Figure FDA0002381464380000022
Figure FDA0002381464380000023
式中：|E*|mix为沥青混合料的动态模量；VMA为矿料间隙率；VFA为有效沥青用量；Ea为石料弹性模量；
Figure FDA0002381464380000024
为沥青胶浆模量；
Figure FDA0002381464380000025
为沥青胶浆剪切模量；δ为相位角；ω为角频率；E2、η1、η2为模型参数；
6)比较动态模量预测值是否在混合料性能可接受的沥青混合料动态模量范围内，如果超出范围调整沥青用量重新计算动态模量，直到动态模量满足要求；
7)按照动态模量满足要求的沥青混合料配合比制作试件，验证混合料路用性能是否满足要求，如果不能满足要求再调整沥青用量重复步骤4—6直到混合料路用性能达标。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108694295A (zh) * 2018-06-20 2018-10-23 同济大学 基于真实拌和特性的rap混合料中新沥青等级确定方法
CN113816744B (zh) * 2021-08-23 2023-02-17 吉林炭素有限公司 一种石墨电极煤沥青用量调整方向和加入比例确定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1932153A (zh) * 2006-09-28 2007-03-21 贵州省交通科学研究所 一种沥青混合料配合比设计方法
CN104614508A (zh) * 2015-01-23 2015-05-13 长安大学 评估设计参数变异性对混合料动态模量变异性影响的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4262167B2 (ja) * 2004-08-12 2009-05-13 りんかい日産建設株式会社 高流動コンクリートの評価パラメータ推定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1932153A (zh) * 2006-09-28 2007-03-21 贵州省交通科学研究所 一种沥青混合料配合比设计方法
CN104614508A (zh) * 2015-01-23 2015-05-13 长安大学 评估设计参数变异性对混合料动态模量变异性影响的方法

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