一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法技术

本发明专利技术提供了一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法，包括以下步骤：一、准备原材料；二、设计级配；三、计算油石比；四、析漏试验验证；五、空隙率分析；六、路用性能验证，得到排水性沥青混合料的目标配合比。本发明专利技术能够弥补现有技术的不足，解决排水性沥青混合料配合比设计中的遇到的问题，是一种更方便，易操作的配合比设计方法。该方法充分考虑到工程实际，能够在前期配合比设计阶段对集料级配进行优化，设计出性能优良的级配，大大降低配合比设计阶段的盲目性和工作量，显著提高工程效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法
本专利技术属于公路与城市道路设计
，具体涉及一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法。
技术介绍
排水性沥青路面自上世纪60年代在德国开始使用以来，在国外已经形成较成熟的应用技术，而我国自从1997年首次尝试铺设排水性沥青路面至今，也已有超过10多年的使用历史。在此期间，我们对排水性沥青混合料的研究也在不断深入，目前国内排水性沥青混合料的设计方法大多吸收和借鉴了美国和日本的设计方法，但是由于各国的实际情况不同，尤其是在配合比设计方面，还存在以下问题：(1)优化后的各种配合比设计方法都是建立在大量实验的基础上，可重复操作性差，并且耗时长；(2)沥青用量的确定方法仍不统一，主要靠经验指导，具有较大的主观性。因此，有必要专利技术一种基于体积参数理论计算的排水性沥青混合料配合比设计方法，从而实现沥青用量的定量准确确定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法。该方法能够弥补现有技术的不足，解决排水性沥青混合料配合比设计中的遇到的问题，是一种更方便，易操作的配合比设计方法。该方法充分考虑到工程实际，能够在前期配合比设计阶段对集料级配进行优化，设计出性能优良的级配，大大降低配合比设计阶段的盲目性和工作量，显著提高工程效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法，其特征在于，所述体积参数包括空隙率和集料间隙率，该方法包括以下步骤：步骤一、准备原材料：a.沥青：选用高粘改性沥青，该沥青在温度为60℃条件下的动力粘度不小于2×104Pa·s；b.集料：选用质地坚硬、表面粗糙且粘附性好的集料，所述粘附性好是指集料与所述沥青的粘附等级不小于4级；步骤二、设计级配：步骤201、根据沥青路面气候分区确定设计空隙率VV设，所述VV设满足：18％≤VV设≤22％；步骤202、在步骤201已确定设计空隙率VV设的基础上，确定设计集料间隙率VMA设；所述VMA设满足：27％≤VMA设≤32％；步骤203、在步骤201已确定设计空隙率VV设、步骤202已确定设计集料间隙率VMA设的基础上，确定关键筛孔2.36mm的集料通过率P2.36；所述P2.36满足：8％≤P2.36≤15％；步骤204、在步骤201已确定设计空隙率VV设、步骤202已确定设计集料间隙率VMA设、步骤203已确定关键筛孔2.36mm的集料通过率P2.36的基础上，设计一组级配；步骤三、计算油石比：利用公式计算出步骤二中所设计的级配条件下的油石比Pb，公式中各字母分别代表：γb沥青相对密度，γsb集料合成毛体积相对密度，γse集料有效相对密度；步骤四、析漏试验验证：根据步骤三中所计算出的油石比将沥青和集料拌合均匀，得到析漏试件，然后对所述析漏试件进行析漏试验，若析漏试件满足公路沥青路面施工技术规范要求，则进入步骤五，否则，返回步骤二重新进行级配设计；步骤五、空隙率分析：根据步骤三中所计算出的油石比制作马歇尔试件，然后测定马歇尔试件的实际孔隙率VV实，之后对所述马歇尔试件的实际孔隙率VV实进行分析，若VV实满足：VV设≤VV实≤VV设+2％，则进入步骤六，否则，返回步骤二重新进行级配设计；步骤六、路用性能验证：对步骤五中所制作的马歇尔试件依次进行渗水试验、高温车辙试验、低温小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验，若各试验结果均满足公路沥青路面施工技术规范要求，则得到排水性沥青混合料的目标配合比，否则，返回步骤二重新进行级配设计。上述的一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法，其特征在于，步骤202中所述VMA设满足：当VV设＝18％时，VMA设满足：27.6％≤VMA设≤29.1％；当VV设＝19％时，VMA设满足：28.3％≤VMA设≤29.8％；当VV设＝20％时，VMA设满足：28.9％≤VMA设≤30.4％；当VV设＝21％时，VMA设满足：29.6％≤VMA设≤31.1％；当VV设＝22％时，VMA设满足：30.2％≤VMA设≤31.7％。上述的一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法，其特征在于，步骤203中所述P2.36满足：当VV设＝18％时，P2.36＝12.3％；当VV设＝19％时，P2.36＝11.3％；当VV设＝20％时，P2.36＝10.3％；当VV设＝21％时，P2.36＝9.4％；当VV设＝22％时，P2.36＝8.4％。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术提供的设计方法，考虑排水性沥青混合料的特征，兼顾耐久性和功能性，配合比优化和设计建立在体积参数的内部关系上，可重复操作性好，并且耗时短，可显著提高工程效率；2、本专利技术中采用定量的方法确定沥青用量，与以前经验法确定沥青用量相比，确定的沥青用量唯一且科学；3、排水性沥青混合料的主要缺点之一是由于其多孔的结构特性，使得混合料疲劳特性和耐久性较差，本专利技术提供的配合比设计方法，通过在配合比设计的优化阶段兼顾考率耐久性和功能性，来达到耐久性和功能性的协调统一。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。附图说明图1为本专利技术基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计工艺流程图。具体实施方式本专利技术基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法中所涉及的渗水试验、高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、析漏试验和空隙率测定试验均为本领域常规试验。其中渗水试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0730-2011进行测试，高温车辙试验《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0719-2011进行测试，低温小梁弯曲试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0715-2011进行测试，浸水马歇尔试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0730-2011进行测试，析漏试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0732-2011进行测试，空隙率测定依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0708-2011进行测定。本专利技术利用公式计算油石比时，公式中的各参数：γb(沥青相对密度)、γsb(集料合成毛体积相对密度)和γse(集料有效相对密度)，均为通过现有仪器和现有手段能够检测得到的已知参数。实施例1结合图1，本实施例基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法包括以下步骤：步骤一、准备原材料：a.沥青：选用高粘改性沥青，所述高粘改性沥青的性能指标见表1；b.集料：选用质地坚硬、表面粗糙且粘附性好的集料(所述粘附性好是指集料与沥青的粘附等级不小于4级)；表1实施例1高粘改性沥青的性能指标步骤二、设计级配：步骤201、根据沥青路面气候分区确定设计空隙率VV设，所述VV设满足：18％≤VV设≤22％；本实施例中，所述VV设＝18％；步骤202、在步骤201已确定设计空隙率VV设的基础上，确定设计集料间隙率VMA设；所述VMA设满足：当VV设＝18％时，VMA设满足：27.6％≤VMA设≤29.1％；当VV设＝1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法，其特征在于，所述体积参数包括空隙率和集料间隙率，该方法包括以下步骤：步骤一、准备原材料：a.沥青：选用高粘改性沥青，该沥青在温度为60℃条件下的动力粘度不小于2×104Pa·s；b.集料：选用质地坚硬、表面粗糙且粘附性好的集料，所述粘附性好是指集料与所述沥青的粘附等级不小于4级；步骤二、设计级配：步骤201、根据沥青路面气候分区确定设计空隙率VV设，所述VV设满足：18％≤VV设≤22％；步骤202、在步骤201已确定设计空隙率VV设的基础上，确定设计集料间隙率VMA设；所述VMA设满足：27％≤VMA设≤32％；步骤203、在步骤201已确定设计空隙率VV设、步骤202已确定设计集料间隙率VMA设的基础上，确定关键筛孔2.36mm的集料通过率P2.36；所述P2.36满足：8％≤P2.36≤15％；步骤204、在步骤201已确定设计空隙率VV设、步骤202已确定设计集料间隙率VMA设、步骤203已确定关键筛孔2.36mm的集料通过率P2.36的基础上，设计一组级配；步骤三、计算油石比：利用公式计算出步骤二中所设计的级配条件下的油石比Pb，公式中各字母分别代表：γb沥青相对密度，γsb集料合成毛体积相对密度，γse集料有效相对密度；步骤四、析漏试验验证：根据步骤三中所计算出的油石比将沥青和集料拌合均匀，得到析漏试件，然后对所述析漏试件进行析漏试验，若析漏试件满足公路沥青路面施工技术规范要求，则进入步骤五，否则，返回步骤二重新进行级配设计；步骤五、空隙率分析：根据步骤三中所计算出的油石比制作马歇尔试件，然后测定马歇尔试件的实际孔隙率VV实，之后对所述马歇尔试件的实际孔隙率VV实进行分析，若VV实满足：VV设≤VV实≤VV设+2％，则进入步骤六，否则，返回步骤二重新进行级配设计；步骤六、路用性能验证：对步骤五中所制作的马歇尔试件依次进行渗水试验、高温车辙试验、低温小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验，若各试验结果均满足公路沥青路面施工技术规范要求，则得到排水性沥青混合料的目标配合比，否则，返回步骤二重新进行级配设计。...

【技术特征摘要】
1.一种基于体积参数的排水性沥青混合料配合比设计方法，其特征在于，所述体积参数包括空隙率和集料间隙率，该方法包括以下步骤：步骤一、准备原材料：a.沥青：选用高粘改性沥青，该沥青在温度为60℃条件下的动力粘度不小于2×104Pa·s；b.集料：选用质地坚硬、表面粗糙且粘附性好的集料，所述粘附性好是指集料与所述沥青的粘附等级不小于4级；步骤二、设计级配：步骤201、根据沥青路面气候分区确定设计空隙率VV设，所述VV设满足：18％≤VV设≤22％；步骤202、在步骤201已确定设计空隙率VV设的基础上，确定设计集料间隙率VMA设；所述VMA设满足：27％≤VMA设≤32％；步骤203、在步骤201已确定设计空隙率VV设、步骤202已确定设计集料间隙率VMA设的基础上，确定关键筛孔2.36mm的集料通过率P2.36；所述P2.36满足：8％≤P2.36≤15％；步骤204、在步骤201已确定设计空隙率VV设、步骤202已确定设计集料间隙率VMA设、步骤203已确定关键筛孔2.36mm的集料通过率P2.36的基础上，设计一组级配；步骤三、计算油石比：利用公式计算出步骤二中所设计的级配条件下的油石比Pb，公式中各字母分别代表：γb沥青相对密度，γsb集料合成毛体积相对密度，γse集料有效相对密度；步骤四、析漏试验验证：根据步骤三中所计算出的油石比将沥青和集料拌合均匀，得到析漏试件，然后对所述析漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘红瑛，张铭铭，陈治君，徐金枝，王春，汪海年，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61