CN110078417A - 一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,该方法包括:一、选择原材料;二、设计抗车辙沥青混合料的级配;三、根据设计级配,预估油石比的范围;四、制作马歇尔试件进行贯入剪切试验及混合料密度试验,得到不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度,实测贯入剪切强度参数;五、根据参数确定最佳油石比;六、制备抗车辙沥青混合料进行低温及水稳定性性能检验,完成抗车辙沥青混合料的配合比设计。本发明通过引入贯入剪切试验代替马歇尔试验,得到表征沥青混合料抗车辙性能的实测贯入剪切强度,结合其它参数进行配合比设计,实现对其抗车辙性能的控制,可重复操作性好,缩短了配合比设计周期。
Description
技术领域
本发明属于沥青技术领域,具体涉及一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法。
背景技术
沥青混凝土路面以其行车舒适、耐磨性好、噪声较低等优点,成为我国公路路面的最主要形式之一。由于我国道路车辆中重载车辆较多,在重载交通下,沥青路面易产生早期破坏,其中典型的路面损坏类型为高温车辙。因此,沥青混合料的抗车辙性能是目前沥青路面最主要的控制性能指标之一。
目前沥青混合料配合比设计主要是通过马歇尔试验确定,进而进行路用性能验证,此种试验方法在前期注重沥青混合料的各项体积指标,配合比设计方法中对于混合料的力学性能指标仅通过马歇尔稳定度试验确定,而稳定度指标和沥青路面的车辙相关性差,其合格与否不能控制沥青混合料的抗车辙性能,因此,该法目前不能实现通过沥青混合料的配合比设计来控制车辙变形的目标,只能通过后期的沥青混合料车辙试验来验证其高温抗车辙性能。另外,马歇尔稳定度试验与路面实际受力不相符。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法。该方法通过引入贯入剪切试验代替马歇尔试验,得到表征沥青混合料抗车辙性能且与车辙试验的动稳定度有显著相关性的指标实测贯入剪切强度,然后结合抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA进行配合比设计,充分考虑了沥青路面实际受力状态与工程实际,通过沥青混合料的配合比设计来实现对其抗车辙性能的控制,可重复操作性好,且无需后期的车辙试验,缩短了沥青混合料的配合比设计周期和工作量,显著提高工程效率。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、选择原材料:选择集料、矿粉、沥青及添加剂作为原材料,然后将集料根据粒径分档;所述集料包括粗集料和细集料;
步骤二、级配设计:根据步骤一中所述粗集料、细集料和矿粉,对抗车辙沥青混合料的级配进行合成设计;所述合成设计过程中抗车辙沥青混合料根据筛孔孔径得出通过率;
步骤三、预估油石比范围:根据步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配,预估油石比的范围;
步骤四、制作样品并测定样品参数:根据步骤三中预估的油石比的范围,以固定的油石比数值为间隔选取多个油石比并制作多个对应的抗车辙沥青混合料的马歇尔试件,然后将多个马歇尔试件分别进行贯入剪切试验及混合料密度试验,计算得到不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,实测贯入剪切强度SD;
步骤五、确定最佳油石比:根据步骤四中得到的不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度的最大值对应的油石比a1、实测贯入剪切强度SD的最大值对应的油石比a2、空隙率VV的中值对应的油石比a3、沥青饱和度VFA的中值对应的油石比a4,计算上述四个油石比的平均值作为第一油石比OAC1,即OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4,根据步骤四中得到的不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV、沥青饱和度VFA、实测贯入剪切强度SD中符合技术标准的各数值范围得到对应的三个油石比范围,然后根据三个油石比范围的共同油石比区间范围OACmin~OACmax,计算上述OACmin和OACmax的平均值作为第二油石比OAC2,即OAC2=(OACmin+OACmax)/2,其中,OACmin为共同油石比区间范围的最小油石比,OACmax为共同油石比区间范围的最大油石比,从而确定抗车辙沥青混合料的最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2,如果步骤四中得到的不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV、沥青饱和度VFA、实测贯入剪切强度SD不符合技术标准的各数值范围,则返回步骤一重新选择原材料,再依次进行步骤二~步骤五的操作;所述技术标准为空隙率VV为3%~6%、沥青饱和度VFA为65%~75%、实测贯入剪切强度SD>3.0MPa。,且当空隙率VV=4%时,矿料间隙率VMA≥13.5%;
步骤六、根据步骤五中得到的最佳油石比,结合步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配制备抗车辙沥青混合料,然后进行低温及水稳定性性能检验,如果检验结果合格,则认为抗车辙沥青混合料的配合比合适,完成抗车辙沥青混合料的配合比设计,如果检验结果不合格,则返回步骤二中重新进行级配设计,再依次进行步骤三~步骤六的操作;所述低温性能检测通过小梁弯曲试验验证抗车辙沥青混合料的低温抗裂性能,所述水稳定性性能检验通过冻融劈裂试验验证抗车辙沥青混合料的水稳定性。
本发明的设计方法通过引入贯入剪切试验代替马歇尔试验,得到抗车辙沥青混合料的实测贯入剪切强度,然后结合混合料密度试验得到的抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,确定最佳石油比,从而得到抗车辙沥青混合料的配合比,由于实测贯入剪切强度是表征沥青混合料抗车辙性能的指标,其与车辙试验的动稳定度有显著相关性,能很好的评价沥青混合料的高温抗车辙性能,因此本发明方法充分考虑了沥青路面实际受力状态与工程实际,可通过沥青混合料的配合比设计来实现对其抗车辙性能的控制,可重复操作性好,且无需后期的车辙试验来验证沥青混合料的抗车辙性能,缩短了注重抗车辙性能的沥青混合料的配合比设计周期,显著提高工程效率。
上述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤一中所述原材料包括添加剂。
上述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤二中所述筛孔孔径包括0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm和19mm。
上述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤四中以0.5%油石比为间隔选取5个油石比并制作5个对应的抗车辙沥青混合料的马歇尔试件。
上述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤四中所述马歇尔试件制作及贯入剪切试验的具体过程为:根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的要求,采用击实法成型标准的马歇尔试件,正反面的击打次数均为75次,将马歇尔试件放在恒温环境箱中在试验温度下保温3h以上,然后采用压头以50mm/min的速率对马歇尔试件进行加载直至破坏,记录马歇尔试件的破坏荷载及对应的位移,计算实测贯入剪切强度SD:
公式(1)中,SD表示实测贯入剪切强度,单位为MPa,P表示破坏荷载,单位为N,y表示破坏荷载对应的位移,单位为mm,D表示压头直径,单位为mm,r表示压头倒角半径,单位为mm。
上述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤四中所述抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0705-2011的表干法测定,所述空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》计算得到。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明通过引入贯入剪切试验代替马歇尔试验,得到表征沥青混合料抗车辙性能且与车辙试验的动稳定度有显著相关性的指标实测贯入剪切强度,然后结合抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA进行配合比设计,充分考虑了沥青路面实际受力状态与工程实际,通过沥青混合料的配合比设计来实现对其抗车辙性能的控制,可重复操作性好,且无需后期的车辙试验,缩短了沥青混合料的配合比设计周期和工作量,显著提高工程效率。
2、相比于现有技术中沥青混合料配合比设计的后期用于验证沥青混合料的抗车辙性能的车辙试验需要车辙板作为试验用具,本发明的贯入剪切试验仅需马歇尔试件,大大减少了试验工作量,进一步提高了工程效率。
3、本发明通过结合抗车辙沥青混合料的实测贯入剪切强度与毛体积相对密度及对应参数指标确定抗车辙沥青混合料的最佳油石比,兼顾了抗车辙沥青混合料的体积特征与高温力学性能,最终得到的配合比的抗车辙沥青混合料的各项性能更为突出。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明抗车辙沥青混合料配合比设计方法的流程图。
图2是本发明的贯入剪切试验采用的压头的尺寸图。
图3是本发明的贯入剪切试验中破坏后的马歇尔试件照片。
图4是本发明实施1中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度的曲线图。
图5是本发明实施1中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV的曲线图。
图6是本发明实施1中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的矿料间隙率VMA的曲线图。
图7是本发明实施1中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的沥青饱和度VFA的曲线图。
图8是本发明实施1中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的实测贯入剪切强度SD的曲线图。
图9是本发明实施2中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度的曲线图。
图10是本发明实施2中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV的曲线图。
图11是本发明实施2中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的矿料间隙率VMA的曲线图。
图12是本发明实施2中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的沥青饱和度VFA的曲线图。
图13是本发明实施2中5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的实测贯入剪切强度SD的曲线图。
具体实施方式
如图1所示,本发明抗车辙沥青混合料配合比设计方法的流程通过实施例1~实施2进行详细描述。
本发明实施例1~实施例2中抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0705-2011的表干法测定,所述空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》计算得到;低温小梁弯曲试验根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0715-2011的方法进行,冻融劈裂试验根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0729-2011的方法进行。
实施例1
本实施例包括以下步骤:
步骤一、选择原材料:选择质地坚硬、表面粗糙且粘附性好的集料、矿粉和70#基质沥青作为原材料,然后将集料根据粒径分档;所述70#基质沥青的性能指标、集料中粗集料和细集料的技术指标及要求、矿粉的技术指标分别如下表1、表2、表3和表4所示;
表1本发明实施例1中70#基质沥青的性能指标
表1中TFOT表示薄膜烘箱老化法,RTFOT表示旋转薄膜烘箱老化法;表1中“—”表示无此项内容。
表2本发明实施例1中粗集料的技术指标及要求
表2中“—”表示无此项内容。
表3本发明实施例1中细集料的技术指标及要求
技术指标 | 单位 | 试验结果 | 技术要求 | 试验方法 |
表观相对密度 | — | 2.705 | — | T0328-2005 |
含泥量 | % | 2.8 | ≤3 | JTG E42-2005 |
砂当量 | % | 76.0 | ≥60 | JTG E42-2005 |
表3中“—”表示无此项内容。
表4本发明实施例1中矿粉的技术指标试验结果
技术指标 | 单位 | 试验结果 | 规范要求 |
表观相对密度 | — | 2.694 | ≥2.5 |
含水量 | % | 0.1 | ≤1 |
亲水系数 | — | 0.64 | <1 |
塑性指数 | % | 3.1 | <4 |
表4中“—”表示无此项内容。
步骤二、级配设计:根据步骤一中所述粗集料、细集料和矿粉,对抗车辙沥青混合料选择AC-13级配进行合成设计级配,结果如下表5所示;所述合成设计过程中抗车辙沥青混合料根据筛孔孔径得出通过率;
表5本发明实施例1中抗车辙沥青混合料的AC-13级配和设计级配
步骤三、预估油石比范围:根据步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配,预估油石比的范围为3.5%~5.5%;
步骤四、制作样品并测定样品参数:根据步骤三中确定的油石比的范围,以0.5%油石比为间隔选取选定3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%这5个油石比,并制作5个对应的抗车辙沥青混合料的马歇尔试件,然后将5个马歇尔试件分别进行贯入剪切试验及混合料密度试验,计算得到不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,实测贯入剪切强度SD;所述马歇尔试件制作和贯入剪切试验的具体过程为:根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的要求,采用击实法成型标准的马歇尔试件,正反面的击打次数均为75次,将马歇尔试件放在恒温环境箱中在60℃下保温3h,然后采用压头以50mm/min的速率对马歇尔试件进行加载直至破坏,压头的尺寸图如图2所示,图2中的x为马歇尔试件贯入深度为y时对应的压头倒角与马歇尔试件接触点到圆心点的水平距离,H为压头二个倒角圆心间的水平距离,破坏后的马歇尔试件如图3所示,记录马歇尔试件的破坏荷载及对应的位移,计算实测贯入剪切强度SD:
公式(1)中,SD表示实测贯入剪切强度,单位为MPa,P表示破坏荷载,单位为N,y表示破坏荷载对应的位移,单位为mm,D表示压头直径,单位为mm,r表示压头倒角半径,单位为mm;
5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,实测贯入剪切强度SD结果曲线分别如图4、图5、图6、图7和图8所示;
步骤五、确定最佳油石比:从步骤四中得到的图4~图8可知,不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度的最大值对应的油石比a1=5.0%,实测贯入剪切强度SD的最大值对应的油石比a2=4.50%,空隙率VV的中值对应的油石比a3=4.87%、沥青饱和度VFA的中值对应的油石比a4=4.76%,计算得到第一油石比OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=4.78%,步骤四中不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV符合技术标准的为3%~6%,且当空隙率VV=4%时,矿料间隙率VMA≥13.5%,对应油石比为4.17%~5.50%,不同油石比下抗车辙沥青混合料的沥青饱和度VFA符合技术标准的为65%~75%,对应的油石比为3.96%~5.28%,不同油石比下抗车辙沥青混合料的实测贯入剪切强度SD符合技术标准的大于3MPa,对应的油石比为4.15%~5.04%,得到三个油石比范围的共同油石比区间范围OACmin~OACmax为4.17%~5.04%,计算得到第二油石比OAC2=(OACmin+OACmax)/2=4.61%,从而确定抗车辙沥青混合料的最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.7%。
步骤六、根据步骤五中得到的最佳油石比,结合步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配制备AC-13型抗车辙沥青混合料,然后进行低温及水稳定性性能检验;所述低温性能检测通过小梁弯曲试验验证抗车辙沥青混合料的低温抗裂性能;所述水稳定性性能检验通过冻融劈裂试验验证沥青混合料的水稳定性,结果如下表6和下表7所示。
表6本发明实施例1的AC-13型沥青混合料的小梁弯曲试验结果
表7本发明实施例1的AC-13型沥青混合料的冻融劈裂试验结果
从表6和表7可以看出,本实施例的AC-13型沥青混合料的小梁弯曲试验结果和冻融劈裂试验结果均满足规范要求,说明本实施例的AC-13型沥青混合料配合比合适,该AC-13型沥青混合料具有较好的低温抗裂性能和水稳定性,可满足公路沥青路面施工技术规范要求。
实施例2
本实施例包括以下步骤:
步骤一、选择原材料:选择质地坚硬、表面粗糙且粘附性好的集料、矿粉、70#基质沥青作为原材料,然后将集料根据粒径分档;所述70#基质沥青的性能指标、矿粉的技术指标、细集料的技术指标及要求与实施例1中的70#基质沥青的性能指标、矿粉的技术指标、细集料的技术指标及要求相同,具体见表1、表3和表4,集料中粗集料和细集料的技术指标及要求如下表8所示;
表8本发明实施例2中粗集料的技术指标及要求
表8中“—”表示无此项内容。
步骤二、级配设计:根据步骤一中所述粗集料、细集料和矿粉,对抗车辙沥青混合料选择AC-20级配进行合成设计级配,结果如下表9所示;所述合成设计过程中抗车辙沥青混合料根据筛孔孔径得出通过率;
表9本发明实施例2中抗车辙沥青混合料的AC-20级配和设计级配
步骤三、预估油石比范围:根据步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配,预估油石比的范围为3.5%~5.5%;
步骤四、制作样品并测定样品参数:根据步骤三中确定的油石比的范围,以0.5%油石比为间隔选取选定3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%这5个油石比,并制作5个对应的抗车辙沥青混合料的马歇尔试件,然后将5个马歇尔试件分别进行贯入剪切试验及混合料密度试验,计算得到不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,实测贯入剪切强度SD;所述马歇尔试件制作和贯入剪切试验的具体过程为:根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的要求,采用击实法成型标准的马歇尔试件,正反面的击打次数均为75次,将马歇尔试件放在恒温环境箱中在60℃下保温3h,然后采用压头以50mm/min的速率对马歇尔试件进行加载直至破坏,压头的尺寸与实施例1中采用的压头的尺寸相同,记录马歇尔试件的破坏荷载及对应的位移,计算实测贯入剪切强度SD:
公式(1)中,SD表示实测贯入剪切强度,单位为MPa,P表示破坏荷载,单位为N,y表示破坏荷载对应的位移,单位为mm,D表示压头直径,单位为mm,r表示压头倒角半径,单位为mm;
5个不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,实测贯入剪切强度SD结果曲线分别如图9、图10、图11、图12和图13所示;
步骤五、确定最佳油石比:从步骤四中得到的图9~图13可知,不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度无最大值,无对应的油石比a1,实测贯入剪切强度SD的最大值对应的油石比a2=4.45%,空隙率VV的中值对应的油石比a3=3.93%、沥青饱和度VFA的中值对应的油石比a4=4.18%,计算得到第一油石比OAC1=(a2+a3+a4)/3=4.27%,步骤四中不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV符合技术标准为3%~6%,对应油石比为3.72%~4.85%,不同油石比下抗车辙沥青混合料的沥青饱和度VFA符合技术标准65%~75%,对应的油石比为3.78%~4.45%,不同油石比下抗车辙沥青混合料的实测贯入剪切强度SD符合技术标准大于3MPa,对应的油石比为3.92%~4.91%,得到三个油石比范围的共同油石比区间范围OACmin~OACmax为3.92%~4.45%,计算得到第二油石比OAC2=(OACmin+OACmax)/2=4.19%,从而确定抗车辙沥青混合料的最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.2%,得到抗车辙沥青混合料配合比,如表9所示。
步骤六、根据步骤五中得到的最佳油石比,结合步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配制备AC-20型抗车辙沥青混合料,然后进行低温及水稳定性性能检验;所述低温性能检测通过小梁弯曲试验验证抗车辙沥青混合料的低温抗裂性能;所述水稳定性性能检验通过冻融劈裂试验验证抗车辙沥青混合料的水稳定性,结果如下表10和下表11所示。
表10本发明实施例1的AC-20型沥青混合料的小梁弯曲试验结果
表11本发明实施例1的AC-20型沥青混合料的冻融劈裂试验结果
从表10和表11可以看出,本实施例的AC-20型沥青混合料的小梁弯曲试验结果和冻融劈裂试验结果均满足规范要求,说明本实施例的AC-20型沥青混合料配合比合适,该AC-20型沥青混合料具有较好的低温抗裂性能和水稳定性,可满足公路沥青路面施工技术规范要求。
以上所述,仅是本发明的较佳配料范围实施例,并非对本发明做任何限制,凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、选择原材料:选择集料、矿粉和沥青作为原材料,然后将集料根据粒径分档;所述集料包括粗集料和细集料;
步骤二、级配设计:根据步骤一中所述粗集料、细集料和矿粉,对抗车辙沥青混合料的级配进行合成设计;所述合成设计过程中抗车辙沥青混合料根据筛孔孔径得出通过率;
步骤三、预估油石比范围:根据步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配,预估油石比的范围;
步骤四、制作样品并测定样品参数:根据步骤三中预估的油石比的范围,以固定的油石比数值为间隔选取多个油石比并制作多个对应的抗车辙沥青混合料的马歇尔试件,然后将多个马歇尔试件分别进行贯入剪切试验及混合料密度试验,计算得到不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度、空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA,实测贯入剪切强度SD;
步骤五、确定最佳油石比:根据步骤四中得到的不同油石比下抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度的最大值对应的油石比a1、实测贯入剪切强度SD的最大值对应的油石比a2、空隙率VV的中值对应的油石比a3、沥青饱和度VFA的中值对应的油石比a4,计算上述四个油石比的平均值作为第一油石比OAC1,即OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4,根据步骤四中得到的不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV、沥青饱和度VFA、实测贯入剪切强度SD中符合技术标准的各数值范围得到对应的三个油石比范围,然后根据三个油石比范围的共同油石比区间范围OACmin~OACmax,计算上述OACmin和OACmax的平均值作为第二油石比OAC2,即OAC2=(OACmin+OACmax)/2,其中,OACmin为共同油石比区间范围的最小油石比,OACmax为共同油石比区间范围的最大油石比,从而确定抗车辙沥青混合料的最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2,如果步骤四中得到的不同油石比下抗车辙沥青混合料的空隙率VV、沥青饱和度VFA、实测贯入剪切强度SD不符合技术标准的各数值范围,则返回步骤一重新选择原材料,再依次进行步骤二~步骤五的操作;所述技术标准为空隙率VV为3%~6%、沥青饱和度VFA为65%~75%、实测贯入剪切强度SD>3.0MPa,且当空隙率VV=4%时,矿料间隙率VMA≥13.5%;
步骤六、根据步骤五中得到的最佳油石比,结合步骤二中合成设计的抗车辙沥青混合料的级配制备抗车辙沥青混合料,然后进行低温及水稳定性性能检验,如果检验结果合格,则认为抗车辙沥青混合料的配合比合适,完成抗车辙沥青混合料的配合比设计,如果检验结果不合格,则返回步骤二中重新进行级配设计,再依次进行步骤三~步骤六的操作;所述低温性能检测通过小梁弯曲试验验证抗车辙沥青混合料的低温抗裂性能,所述水稳定性性能检验通过冻融劈裂试验验证抗车辙沥青混合料的水稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤一中所述原材料包括添加剂。
3.根据权利要求1所述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤二中所述筛孔孔径包括0.075mm、0.15mm、0.3mm、0.6mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm、9.5mm、13.2mm、16mm和19mm。
4.根据权利要求1所述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤四中以0.5%油石比为间隔选取5个油石比并制作5个对应的抗车辙沥青混合料的马歇尔试件。
5.根据权利要求1所述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤四中所述马歇尔试件制作及贯入剪切试验的具体过程为:根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的要求,采用击实法成型标准的马歇尔试件,正反面的击打次数均为75次,将马歇尔试件放在恒温环境箱中在试验温度下保温3h以上,然后采用压头以50mm/min的速率对马歇尔试件进行加载直至破坏,记录马歇尔试件的破坏荷载及对应的位移,计算实测贯入剪切强度SD:
公式(1)中,SD表示实测贯入剪切强度,单位为MPa,P表示破坏荷载,单位为N,y表示破坏荷载对应的位移,单位为mm,D表示压头直径,单位为mm,r表示压头倒角半径,单位为mm。
6.根据权利要求1所述的一种抗车辙沥青混合料配合比设计方法,其特征在于,步骤四中所述抗车辙沥青混合料的毛体积相对密度根据JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0705-2011的表干法测定,所述空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》计算得到。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110438866A (zh) * | 2019-08-10 | 2019-11-12 | 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 |
CN110633550A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 深圳市市政工程总公司 | 聚酯纤维温拌沥青混合料的最佳油石比设计方法 |
CN113702203A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-26 | 长安大学 | 一种沥青混合料高温性能评价方法 |
CN113754348A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种抗低温开裂的sma型机场沥青混合料配合比设计方法 |
CN114002261A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-01 | 广西交科集团有限公司 | 沥青混合料线收缩系数测定装置及其使用方法 |
CN114249556A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-29 | 天津市交通科学研究院 | 一种钢渣沥青混凝土配合比设计方法 |
CN114371072A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-04-19 | 长安大学 | 基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法 |
CN114486601A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-05-13 | 中国路桥工程有限责任公司 | 一种基于沥青残留率的马歇尔试件油石比确定方法及试验装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103147374A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-12 | 长安大学 | 一种ac-13沥青混合料的设计方法 |
WO2013162170A1 (ko) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | 한국건설기술연구원 | 폐비닐 골재를 이용한 단열성 아스팔트 콘크리트 |
CN104692712A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-06-10 | 北京市政路桥建材集团有限公司 | 高黏高弹应力消散材料性能平衡设计方法 |
CN109085089A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-25 | 哈尔滨工业大学 | 低冰点沥青混合料的配合比优化方法 |
-
2019
- 2019-06-06 CN CN201910489393.XA patent/CN110078417A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013162170A1 (ko) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | 한국건설기술연구원 | 폐비닐 골재를 이용한 단열성 아스팔트 콘크리트 |
CN103147374A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-12 | 长安大学 | 一种ac-13沥青混合料的设计方法 |
CN104692712A (zh) * | 2014-12-01 | 2015-06-10 | 北京市政路桥建材集团有限公司 | 高黏高弹应力消散材料性能平衡设计方法 |
CN109085089A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-25 | 哈尔滨工业大学 | 低冰点沥青混合料的配合比优化方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
付建红: "排水性沥青混合料最佳油石比确定方法", 《公路工程》 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
CN110438866A (zh) * | 2019-08-10 | 2019-11-12 | 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 |
CN110633550A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 深圳市市政工程总公司 | 聚酯纤维温拌沥青混合料的最佳油石比设计方法 |
CN110633550B (zh) * | 2019-09-27 | 2023-10-03 | 深圳市市政工程总公司 | 聚酯纤维温拌沥青混合料的最佳油石比设计方法 |
CN113702203A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-26 | 长安大学 | 一种沥青混合料高温性能评价方法 |
CN113754348B (zh) * | 2021-09-22 | 2022-07-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种抗低温开裂的sma型机场沥青混合料配合比设计方法 |
CN113754348A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种抗低温开裂的sma型机场沥青混合料配合比设计方法 |
CN114371072A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-04-19 | 长安大学 | 基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法 |
CN114371072B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-03-01 | 长安大学 | 基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法 |
CN114002261A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-02-01 | 广西交科集团有限公司 | 沥青混合料线收缩系数测定装置及其使用方法 |
CN114002261B (zh) * | 2021-11-29 | 2024-02-20 | 广西交科集团有限公司 | 沥青混合料线收缩系数测定装置及其使用方法 |
CN114249556A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-29 | 天津市交通科学研究院 | 一种钢渣沥青混凝土配合比设计方法 |
CN114486601A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-05-13 | 中国路桥工程有限责任公司 | 一种基于沥青残留率的马歇尔试件油石比确定方法及试验装置 |
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