CN111785338A

CN111785338A - 适用于再生沥青混合料的级配方法、系统、介质及设备

Info

Publication number: CN111785338A
Application number: CN202010687516.3A
Authority: CN
Inventors: 陈龙; 陈宏斌; 李朋
Original assignee: Shandong Jiaotong University
Current assignee: Shandong Jiaotong University
Priority date: 2020-07-16
Filing date: 2020-07-16
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2040-07-16
Also published as: CN111785338B

Abstract

本公开提供了一种适用于再生沥青混合料的级配方法、系统、介质及设备。确定最小筛孔、公称最大筛孔、粗细集料分界点筛孔的粒径及其各自通过率；根据布劳斯级配曲线模型分别得到粗集料混合料和细集料混合料的级配曲线，利用确定的各筛孔孔径及通过率得到级配曲线模型参数，获取初步的再生沥青混合料级配曲线；根据粗集料混合料和沥青混合料中粗集料混合料骨架间隙率，优化各筛孔的通过率，得到优化后的再生沥青混合料级配曲线，用于粗细集料混合料级配设计；本公开不仅能够设计出悬浮密实结构和骨架密实结构的连续级配沥青混合料，而且还可有效降低再生沥青混合料的空隙率，弥补再生混合料空隙率偏大与级配细化造成的级配曲线偏出上、下限的缺陷。

Description

适用于再生沥青混合料的级配方法、系统、介质及设备

技术领域

本公开涉及再生沥青混合料级配技术领域，特别涉及一种适用于再生沥青混合料的级配方法、系统、介质及设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

集料混合料的级配(曲线)是由不同尺寸矿料按照一定的质量比例组合形成，并使集料混合料满足较高的力学强度和较大的密实程度。级配组成设计的合理性与否对沥青混合料各项路用性能也起到关键作用。

有研究人员提出以集料混合料密度为特征参数的级配组成设计方法，即幂函数抛物曲线构建方法，又称n法，见式(1)。他们认为，集料颗粒若能粗细搭配，按照粒径从大到小有规则的连续排列，即可得到密实度最大、空隙率最小的集料混合料。随后，有研究人员又相继构建了Superpave级配法、间断级配法、K法、I法等级配组成设计方法，分别见式(2)、式(3)和图1。

n法理论公式：

式中：r为某档集料粒径或筛孔尺寸(mm)；n为幂指数，通常n取值范围为0.3～0.7，而n取0.45最为常用。

K法理论公式：

式中：K为按照集料粒径或筛孔尺寸由大到小排列，分计筛余百分率或分计筛余重量的递减系数，通常K取值范围为0.71～0.84；x为级数，

其中，D_max指集料混合料的最大粒径；y为总级数，

其中，D_min指集料混合料的最小粒径，D_min通常取值0.004(mm)；

i法理论公式：

P＝(i)^x-1*100 (3)

式中：i为按照集料粒径或筛孔尺寸由大到小排列，通过百分率递减系数，通常i取值范围为0.7～0.8；x为级数，分别取1、2、3、4……，集料在最大粒径时x取1，随粒径减小x数值依次递增。

上述各种级配曲线构建模型中，针对连续级配类型，目前使用最为普遍、成熟的设计理论和方法为n法。同时，现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)还指出：对于面层常用的密级配沥青混合料，参照现有的设计方法将其级配进一步划分为粗型(C型)和细型(F型)。另外，针对某些潮湿、多雨、炎热地区或超限、重载、渠化交通特征的高等级公路沥青路面，为了确保面层具备高温抗车辙能力的同时能够兼顾低温抗裂特性的要求，进一步构建了S型级配，即适度降低了较粗集料(公称最大粒径及其附近)和较细集料(0.6mm及以下部分)组成比例，同时适度提高了部分中间级数集料的质量比例，形成了级配曲线前端和末端线型缓和、中端线型显著陡峭、多点横穿最大密度线、形状走势类似于“S”的级配曲线类型。另一方面，近年来SMA等间断级配在沥青路面工程中也得到推广应用。其优良的骨架嵌挤结构和矿粉高掺配比例不仅能够满足高温稳定性能要求，而且还可以显著提升低温抗裂强度和变形能力需要。

但是，本公开发明人发现，上述各级配设计方法在实际应用过程中仍然存在一些缺陷，尤其对于再生沥青混合料而言存在诸多不足。

首先，在上述级配曲线模型构建过程中，大多数算法(除n法外)是假设集料粒径以1/2逐级递减为前提进行设计计算的，因此这类算法并不完全符合级配组成按照方孔筛确定集料粒径分布的情形。

其次，上述连续级配曲线的线型并非呈现有规则的绝对连续光滑形状，尤其在现行规范设定的各关键粒径节点处(譬如0.3mm、2.36mm、4.75mm等)。级配曲线线型的非绝对平顺光滑将会导致集料混合料由大到小分布时出现粒径突变点，进而容易造成集料混合料和沥青混合料试件空隙率显著增加，或同一批次试样性能出现较大程度波动，最终可能会影响沥青路面路用性能的稳定状态，尤其对于再生沥青混合料这类具有多构相组成材料(新、旧沥青、新、旧集料、再生剂等)的试样，其空隙率增加或性能变异概率增大将加速路面病害的发生。况且，目前已知的连续级配设计方法均未能兼顾骨架嵌挤结构与空隙密实特征，因此不能有效利用矿料-矿料间强大的嵌挤力和内摩阻力，无法保证沥青混合料具备优良、稳定的高温抗车辙性能(沥青混合料的高温性能70％以上来自于集料混合料的内摩阻与嵌挤交互作用)，因此不能最大程度发挥连续级配类型的优势。

再者，上述设计方法的共同特征是事先采用两条级配曲线(分别定义为级配上限和级配下限)框定级配取值范围，随后按照工程性能要求进行级配曲线的设计和构建。并且在一般情况下，套用级配曲线范围中值最为常用。但如果对高温路用性能有特殊需要，则级配曲线应在中值基础上略微偏下进行设计构建，使集料混合料的级配整体偏粗；同样反之，如果对低温路用性能有较高要求，则级配曲线在中值基础上略微偏上进行设计构建，使集料混合料的级配整体偏细。但是这样操作的缺点在于：其一，级配曲线上、下限范围的确定缺乏理论依据，临界数值大多依照工程实际经验进行确定；其二，框定级配取值范围将造成级配的可选择自由度减小，设计过程具有一定盲目性，级配设计的合理性大打折扣；其三，也是最为关键的一点，在于RAP(Reclaimed Asphalt Pavement，回收沥青混合料)废旧料在铣刨前常年遭受车辆荷载碾压破坏作用以及在铣刨过程中连续遭受机械锤击破碎作用，使得铣刨的旧矿料粒径较新拌矿料普遍细化，在国内外加速推进节能减排、绿色环保的大背景驱动下，大幅提升RAP掺配比例必然是大势所向，这样将造成再生沥青混合料级配组成普遍偏细，进而将可能超出现行级配设计方法所框定的级配取值上、下限范围；其四，基于现有的方法从粗集料混合料到细集料混合料进行级配设计，级配曲线为一条整体单一的曲线，但是这样并不能有效反映和利用粗集料混合料和细集料混合料各自特征来实施更加灵活和有针对性的级配方案设计。

最后，对间断级配类型而言，因其中间级数粒径矿料基本缺失，因此容易造成粗、细集料分层离析，施工和易性不如连续级配，并且在粗集料偏多的离析部位不易压实，出现坑槽等水损破坏；在细集料偏多的离析部位则出现车辙、泛油等病害；而对于再生沥青混合料，因多构相材料组成特点造成其路用性能波动较大，如果不能有效控制集料混合料拌和、压实质量，将造成再生沥青路面服役后出现各类病害的概率陡增。因此，在现有配合比技术和施工水准条件下，间断型级配并不适用于再生沥青混合料的级配组成设计。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种适用于再生沥青混合料的级配方法、系统、介质及设备，利用布劳斯(Bloss)级配曲线，结合关键筛孔控制点，不仅能够设计出悬浮密实结构和骨架密实结构的连续级配沥青混合料，而且还可有效降低沥青混合料空隙率，弥补了再生沥青混合料空隙率偏大以及合成级配细化造成的级配曲线偏出级配上、下限范围的缺陷；同时，路用性能测试结果也进一步验证了布劳斯(Bloss)级配曲线的优异特性。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种适用于再生沥青混合料的级配方法。

一种适用于再生沥青混合料的级配方法，包括以下步骤：

根据RAP铣刨筛分结果和预设路面性能指标要求，确定最小筛孔孔径及通过率、公称最大筛孔孔径及通过率、粗细集料分界点筛孔孔径及通过率；

根据布劳斯级配曲线模型分别得到粗集料混合料和细集料混合料的级配曲线，利用确定的各筛孔孔径及通过率得到级配曲线模型的参数，获取初步的再生沥青混合料级配曲线；

根据粗集料混合料的骨架间隙率VCA_DRC和沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率VCA_mix，优化各筛孔的通过率，得到优化后的再生沥青混合料级配曲线，根据优化后的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

作为可能的一些实现方式，利用预设混合料的空间几何结构特征和路用性能指标，判断优化后的混合料级配曲线的合理性，得到最终的混合料级配曲线，根据最终的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

作为进一步的限定，所述空间几何结构特征至少包括粗集料混合料的骨架间隙率VCA_DRC、沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率VCA_mix、沥青混合料试件空隙率VV、沥青混合料试件毛体积密度ρ_f、粗集料混合料合成毛体积密度ρ_CA、干捣后粗集料混合料堆积密度ρ_s、粗集料混合料占沥青混合料试件的质量比例P_CA以及沥青混合料试件理论最大密度ρ_t。

作为进一步的限定，所述路用性能指标至少包括车辙动稳定度DS、小梁弯曲破坏应变ε、马歇尔冻融劈裂强度比TSR与残留稳定度MS。

作为可能的一些实现方式，最小筛孔孔径为0.075毫米，粗细集料分界点筛孔孔径为2.36毫米或4.75毫米。

作为可能的一些实现方式，粗细集料分界点筛孔孔径根据集料公称最大粒径结合贝雷法0.22倍邻近原则确定。

作为可能的一些实现方式，布劳斯级配曲线模型具体为：

P＝a+b*r+c*r²+d*r³

其中，P为各筛孔通过百分率，r为各筛孔尺寸，a、b、c、d均为模型参数。

作为可能的一些实现方式，如果沥青混合料结构组成类型为骨架-密实结构，则粗细集料分界点筛孔的通过百分率小于30％。

作为可能的一些实现方式，如果沥青混合料结构组成类型为悬浮-密实结构，则粗细集料分界点筛孔的通过百分率范围为30％～50％。

本公开第二方面提供了一种适用于再生沥青混合料的级配系统。

一种适用于再生沥青混合料的级配系统，包括：

筛孔确定模块，被配置为：根据RAP铣刨筛分结果和预设路面性能指标要求，确定最小筛孔孔径及通过率、公称最大筛孔孔径及通过率、粗细集料分界点筛孔孔径及通过率；

初步级配曲线获取模块，被配置为：根据布劳斯级配曲线模型分别得到粗集料混合料和细集料混合料的级配曲线，利用确定的各筛孔孔径及通过率得到级配曲线模型的参数，获取初步的再生沥青混合料级配曲线；

混合料级配模块，被配置为：根据粗集料混合料的骨架间隙率VCA_DRC和沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率VCA_mix，优化各筛孔的通过率，得到优化后的再生沥青混合料级配曲线，根据优化后的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

本公开第三方面提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的适用于再生沥青混合料的级配方法中的步骤。

本公开第四方面提供了一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器内并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的适用于再生沥青混合料的级配方法中的步骤。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，通过布劳斯级配曲线，结合关键筛孔控制点，不仅能够设计出悬浮密实结构和骨架密实结构的连续级配沥青混合料，而且还可有效降低沥青混合料空隙率，弥补了再生沥青混合料空隙率偏大以及合成级配细化造成的级配曲线偏出级配上、下限范围的缺陷；同时，路用性能测试结果也进一步验证了布劳斯级配的优异特性。

2、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，采用布劳斯级配成型的再生沥青混合料动稳定度有所减小，改善了再生沥青混合料试样相对偏脆和偏硬的问题；同时，细集料、矿粉偏多以及空隙偏小的特点还提高了再生沥青混合料抗低温开裂和水损破坏的能力。

3、本公开所述的方法、系统、介质及电子设备，通过空间几何结构特征参数和路用性能指标，结合工程实际需要，最终实现了级配曲线的合理选择，对沥青混合料、尤其是再生沥青混合料配合比设计具有较好的理论指导意义和工程实际应用价值。

附图说明

图1为背景技术中提供的Superpave理论级配曲线设计图。

图2为本公开实施例1提供的布劳斯(Bloss)理论级配曲线设计示意图。

图3为本公开实施例1提供的道路回旋曲线及其曲率K值变化示意图。

图4为本公开实施例1提供的传统级配曲线设计步骤示意图。

图5为本公开实施例1提供的Bloss理论级配曲线与AC理论级配曲线对比图。

图6为本公开实施例1提供的AC理论级配曲线与AC工程实际级配曲线对比图。

图7为本公开实施例1提供的Bloss理论级配曲线与Bloss工程实际级配曲线对比图。

图8为本公开实施例1提供的毛体积密度参数ρ_f对比图。

图9为本公开实施例1提供的空隙率参数VV对比图。

图10为本公开实施例1提供的骨架间隙率VCA_DRC与VCA_mix对比图。

图11为本公开实施例1提供的高温车辙动稳定度DS对比图。

图12为本公开实施例1提供的低温小梁弯曲破坏应变ε对比图。

图13为本公开实施例1提供的马歇尔冻融劈裂强度比TSR对比图。

图14为本公开实施例1提供的马歇尔残留稳定度MS对比图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

针对现有技术中提及的级配曲线在应用过程中出现的诸多问题，尤其可能在再生沥青混合料中存在损害风险，本公开实施例1提供了一种适用于再生沥青混合料的级配方法。

本实施例提供的级配方法，提出将粗、细集料混合料分开分别进行级配设计；同时，粗、细集料混合料采用曲线线型连续且曲线线型变化率连续的Bloss级配模型进行构建，通过变化三个关键筛孔的通过百分率P值，可分别构建悬浮密实结构类型和骨架密实结构类型的(再生)沥青混合料；最后，分别通过体积特征参数(VCA_DRC、VCA_mix、VV等)以及路用性能特征指标(车辙板动稳定度DS、小梁弯曲破坏应变ε、马歇尔冻融劈裂强度比TSR与残留稳定度MS等)，同时考虑工程需要和规范要求，最终确定粗、细集料混合料的级配及其合成级配，并验证合成级配的结构类型(悬浮密实结构还是骨架密实结构)，具体包括以下步骤：

S1：根据RAP铣刨筛分结果和再生沥青混凝土路面工程性能需要，初步确定三个关键筛孔及其各自通过百分率P值：最小粒径(0.075mm)及其通过率P_0.075、公称最大粒径NMAS及其通过率P_NMAS、粗、细集料分界点(2.36mm或4.75mm)及其通过率P_2.36或P_4.75。

其中，粗、细集料分界点根据集料公称最大粒径NMAS并结合贝雷法0.22倍邻近原则进行确定。

尽管本实施例中三个关键筛孔是固定的，但是因各关键筛孔的通过百分率P_0.075、P_NMAS、P_2.36或P_4.75可以任意变化，因此可构建出无数条级配曲线，并且不同的级配曲线具备不同的空间结构体积特征和路用性能。

S2：粗、细集料混合料的级配曲线均采用本发明构建的新型级配模型—布劳斯(Bloss)级配曲线模型进行设计。

布劳斯(Bloss)级配曲线模型：

P＝a+b*r+c*r²+d*r³ (4)

其中，参数P为各筛孔尺寸的通过百分率(％)，参数r为各筛孔尺寸(mm)，a、b、c、d均为Bloss级配曲线模型的待定参数。

具体的：

将道路连续线型设计有机融入级配曲线组成设计。传统道路连续线型设计的关键是采用回旋曲线连接直线段与圆曲线段或者圆曲线与圆曲线段(图3)，然而，回旋曲线在其起点和终点位置仅能够满足曲线线型连续，并不符合曲线线型变化率连续的特征，这样将会造成行车轨迹出现曲率突变点，进而影响乘客和驾驶者行车舒适度。

为改善回旋曲线不足，布劳斯(Bloss)设计构建了一种新型回旋曲线—布劳斯(Bloss)曲线。

该曲线模型的初始形式和迭代回归后的形式分别如下：

Bloss曲线模型(初始形式)：

K＝a+b*L+c*L²+d*L³ (5)

Bloss曲线模型(迭代回归后形式)：

式中：R为圆曲线半径，L为回旋曲线起点至中间某一点的长度，S为回旋曲线起点至终点的长度。

同样，传统集料混合料级配曲线的设计过程为：

首先，绘制一定尺寸比例的矩形线框(以AC13沥青混合料为例说明)，纵坐标为通过百分率，取值范围0～100，单位为％；横坐标为筛孔尺寸或集料粒径，取值范围0～15，单位为mm；

随后，从左下方初始位置0画对角线作为设计级配，在纵坐标轴上按照常数标尺逐一标注AC13级配范围中值(带方框内的数据)，在上述标注的纵坐标位置水平划线，同对角线汇合。进而，由汇合点垂直划线，同横坐标汇合，此汇合点即为对应的筛孔尺寸；

最后，分别绘制各档集料混合料级配(比如，0-5mm档、5-10mm档)于该图以确定其各自用量，具体过程见图4。

分别对比传统回旋曲线的设计过程(图3)和传统级配曲线的设计过程(图4)可以看出，二者在诸多方面存在极高的相似性。

例如，若将沿回旋曲线行驶的车辆等同于集料(或者等同于车辆下方铺筑的集料混合料)，车辆行驶的距离L等同于集料粒径或筛孔尺寸r(随着车辆行驶距离L增加，集料粒径r亦逐渐增大，回旋曲线长S等同于集料公称最大粒径NMAS或者最大粒径D_max)，车辆行驶轨迹的曲率(亦即回旋曲线的曲率)K等同于集料混合料通过百分率P(由图3、图4可知，K与L呈线性正相关，P与r呈线性正相关)，这样便可以将道路连续线型设计理论有机融入至级配曲线组成设计中。同样，通过道路线型优化设计构建的布劳斯(Bloss)曲线亦可应用于沥青混合料级配曲线优化设计。

其中，由回旋曲线特征可以推导得到

因此R起到桥接车辆行驶距离与车辆行驶轨迹曲率之间关系的作用，演变得出的布劳斯(Bloss)级配曲线模型。

S3：结合Bloss级配曲线线型连续和线型变化率连续的双重准则，并按照S1确定的各关键筛孔及其通过百分率，即可计算得到各待定参数，进而可确定粗、细集料混合料的级配曲线及其合成级配。

粗集料混合料的级配组成设计为：

细集料混合料的级配组成设计为：

S4：按照上述初定的粗、细集料混合料级配曲线来配置各档集料，测试粗集料混合料的骨架间隙率VCA_DRC、沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率VCA_mix、沥青混合料试件空隙率VV、沥青混合料试件毛体积密度ρ_f等。

计算得到S4中各项参数需要测试的其它相关参数还包括：粗集料混合料合成毛体积密度ρ_CA、干捣后粗集料混合料堆积密度ρ_s、粗集料混合料占沥青混合料试件的质量比例P_CA、沥青混合料试件理论最大密度ρ_t，其中：

计算得到S4中各项参数所需采用的试验方法为马歇尔击实试验。

如果工程要求沥青混合料结构组成类型为骨架-密实结构，则粗、细集料分界点(2.36mm或4.75mm)的通过百分率应尽量控制在低于30％；

但若工程要求沥青混合料结构组成类型为悬浮-密实结构，则粗、细集料分界点的通过百分率可在30％～50％取值。

最后，结合上述空间几何结构特征参数和路用性能指标(车辙动稳定度DS、小梁弯曲破坏应变ε、马歇尔冻融劈裂强度比TSR与残留稳定度MS等)，验证初选的布劳斯级配合理性，并最终确定沥青混合料合成级配曲线。

本实施例所述的方法，还具有如下特点和优势：

(1)结合示意图2，分别选取三个关键筛孔(最小粒径0.075mm、公称最大粒径NMAS、粗、细集料分界点2.36mm或4.75mm)，确定各筛孔的通过百分率P(P_0.075、P_NMAS、P_2.36或P_4.75)，各筛孔之间通过Bloss级配连接，可分别得到粗集料混合料级配曲线和细集料混合料级配曲线，二者进而构成合成级配曲线，对不同的P进行取值可得到多条合成级配曲线。该合成级配不仅均为连续级配，而且较传统AC级配设计过程更加灵活，结合三个关键筛孔及其各自通过率P可分别搭配得到偏粗、偏中、偏细的合成级配，尤其是能够借助P_0.075、P_2.36或P_4.75对再生沥青混合料合成级配的细化现象进行有针对性的设计。

(2)本实施例提供的级配曲线走势更为平顺光滑，级配曲线在各粒径点也均能够紧密衔接，级配线型特征优良，使沥青混合料空隙率VV较AC级配进一步降低，能够较好适用再生沥青混合料，通过结合路面工程实际需要并经过初选，确定其中一条较为合理的合成级配曲线。

(3)本实施例提供的连续级配同时融入了骨架嵌挤结构和空隙密实特征。现有连续级配目前只关注空隙密实特征，而在合成级配组成构建过程中对骨架嵌挤结构形成与否并未过多涉及。究其原因，主要在于现有连续级配曲线未能有效分离粗、细集料混合料，级配曲线属于整体单一类型，鉴别粗集料混合料骨架嵌挤结构形成与否较为困难。

而本实施例中，在采用三个关键筛孔来有效区分粗集料混合料和细集料混合料的同时，引入粗集料混合料的骨架间隙率VCA_DRC、沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率VCA_mix等参数。通过调整P_0.075、P_NMAS、尤其是P_2.36或P_4.75，使其满足VCA_mix≤VCA_DRC的数值关系，从而构建得到骨架密实结构的连续级配沥青混合料，较SMA间断级配下的骨架密实结构更加优良。

下面结合再生沥青混合料配合比设计实例对本发明作进一步详细说明。

本实例以公称最大粒径NMAS等于13.2mm的再生沥青混合料为例进行说明。当采用AC级配类型时，取AC13级配上、下限范围的中值作为设计级配。当采用Bloss级配类型时，考虑实际再生情形，设定三个关键筛孔的通过百分率分别为：P_0.075＝10％、P_2.36＝40％、P_NMAS＝100％。

进而，套用本实施例提出的Bloss级配曲线模型公式(4)，即可分别得到粗集料混合料级配模型和细集料混合料级配模型各待定参数。

粗集料混合料Bloss级配模型计算过程：

经Matlab等拟合回归软件计算分析，可得到各待定系数分别为：a＝49.77，b＝-8.81，c＝2.20，d＝-0.09。

细集料混合料Bloss级配模型计算过程：

经Matlab等拟合回归软件计算分析，可得到各待定系数分别为：a＝10.10，b＝-2.67，c＝18.37，d＝-5.03。

将求解计算得到的各个待定系数分别代入Bloss级配公式，绘制粗集料混合料与细集料混合料级配曲线并得到Bloss合成级配曲线，与AC13合成级配曲线的对比效果图见图5。

按照工程要求，RAP掺配比例拟定为30％，新添集料分别包括0～5mm、5～10mm和10～15mm，其各自级配组成列于表1和表2。随后，通过规划求解分别得到AC合成级配与Bloss合成级配下各档新添集料所需的掺配比例，由此得到路面实际再生工程中的AC合成级配与Bloss合成级配曲线，见图6、图7。可以看出，本实例中理论合成级配与工程合成级配偏差极小，二者基本一致。

表1：路面实际再生工程中AC合成级配计算结果。

表2：路面实际再生工程中Bloss合成级配计算结果。

按照上述计算得到的掺配比例分别配置AC合成级配和Bloss合成级配，在4.0％～6.0％沥青用量范围内，以0.5％逐级递增制备再生沥青混合料，其相应空间几何结构特征和路用性能分别绘于图8～图14。

通过各空间几何结构特征参数随沥青用量变化的图示关系(图8～图10)可以看出，采用Bloss合成级配成型的再生沥青混合料相较AC合成级配，前者毛体积密度ρ_f数值更大，空隙率VV数值更小(同一沥青用量下，前者相较后者能够同比降低VV数值0.4％～0.8％，因此能够有效改善再生沥青混合料空隙率偏高的问题)，并且在大多数情况下集料混合料的结构组成特征类型为骨架密实结构，说明当采用Bloss合成级配设计再生沥青混合料时，其内部集料混合料的空间结构更加紧密，集料分布更加均匀，组合排列更加合理。

通过各路用力学特征参数随沥青用量变化的图示关系(图11～图14)可以看出，采用Bloss合成级配成型的再生沥青混合料相较AC合成级配，前者在高温抗车辙稳定性、低温抗开裂性、抗水损破坏性能等方面均优于后者(需要说明的是，虽然采用Bloss合成级配成型的再生沥青混合料动稳定度DS指标较AC合成级配有所减小，但在一定沥青用量下仍然能够满足现行规范标准要求，并且在一定程度上可以改善再生混合料偏硬、偏脆等缺陷，削弱内部应力集中和低温脆断现象)，说明Bloss合成级配对再生沥青混合料的路用力学性能也具有较大幅度的提升作用。结合各项路用力学性能验证，从而确保通过合成级配设计达到再生沥青混合料的最优状态。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种适用于再生沥青混合料的级配系统，包括：

所述系统的工作方法与实施例1提供的适用于再生沥青混合料的级配方法相同，这里不再赘述。

实施例3：

本公开实施例3提供了一种介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的适用于再生沥青混合料的级配方法中的步骤，所述步骤为：

根据粗集料混合料的骨架间隙率VCA_DRC和沥青混合料中的粗集料混合料骨架间隙率VCA_mix，优化各筛孔的通过率，得到优化后的再生沥青混合料级配曲线，根据优化后的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

详细步骤与实施例1提供的适用于再生沥青混合料的级配方法相同，这里不再赘述。

实施例4：

本公开实施例4提供了一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器内并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的适用于再生沥青混合料的级配方法中的步骤，所述步骤为：

本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、设备(系统)、和计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims

1.一种适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据粗集料混合料的骨架间隙率和沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率，优化各筛孔的通过率，得到优化后的再生沥青混合料级配曲线，根据优化后的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

2.如权利要求1所述的适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，利用预设混合料的空间几何结构特征和路用性能指标，判断优化后的混合料级配曲线的合理性，得到最终的混合料级配曲线，根据最终的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

3.如权利要求2所述的适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，所述空间几何结构特征至少包括粗集料混合料的骨架间隙率、沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率、沥青混合料试件空隙率、沥青混合料试件毛体积密度、粗集料混合料合成毛体积密度、干捣后粗集料混合料堆积密度、粗集料混合料占沥青混合料试件的质量比例以及沥青混合料试件理论最大密度。

4.如权利要求2所述的适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，所述路用性能指标至少包括车辙动稳定度、小梁弯曲破坏应变、马歇尔冻融劈裂强度比与残留稳定度。

5.如权利要求1所述的适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，最小筛孔孔径为0.075毫米，粗细集料分界点筛孔孔径为2.36毫米或4.75毫米；

或者，粗细集料分界点筛孔粒径根据集料公称最大粒径结合贝雷法0.22倍邻近原则确定。

6.如权利要求1所述的适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，布劳斯级配曲线模型，具体为：

P＝a+b*r+c*r²+d*r³

7.如权利要求1所述的适用于再生沥青混合料的级配方法，其特征在于，如果沥青混合料结构组成类型为骨架-密实结构，则粗细集料分界点筛孔的通过百分率小于30％；

或者，如果沥青混合料结构组成类型为悬浮-密实结构，则粗细集料分界点筛孔的通过百分率范围为30％～50％。

8.一种适用于再生沥青混合料的级配系统，其特征在于，包括：

混合料级配模块，被配置为：根据粗集料混合料的骨架间隙率和沥青混合料试件中的粗集料混合料骨架间隙率，优化各筛孔的通过率，得到优化后的再生沥青混合料级配曲线，根据优化后的混合料级配曲线指导粗细集料混合料的级配设计。

9.一种介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的适用于再生沥青混合料的级配方法中的步骤。

10.一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器内并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的适用于再生沥青混合料的级配方法中的步骤。