專利名稱：密級(jí)配大粒徑瀝青混合料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公路工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種密級(jí)配大粒徑浙青混合料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)現(xiàn)階段修筑的高速公路大都發(fā)生了早期車轍、裂縫病害，這固然是由于經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)帶來(lái)的交通量、軸載大幅度增加所致，但更反映出我國(guó)高速公路浙青路面設(shè)計(jì)、施工中浙青混合料普遍強(qiáng)度不足的問題。與當(dāng)前普遍使用的浙青混合料相比，大粒徑浙青混合料LSAM形成了較多的石一石接觸結(jié)構(gòu)，具有更大的摩擦力和嵌擠力，用作路面結(jié)構(gòu)中間層能夠有效減輕浙青路面的車轍、荷載疲勞破壞、溫度疲勞破壞等病害。然而LSAM應(yīng)被設(shè)計(jì)成什么結(jié)構(gòu)才能達(dá)到路面結(jié)構(gòu)的性能要求，這一問題沒有明確的指導(dǎo)。我國(guó)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)只在條文說明里對(duì)LSAM的級(jí)配范圍提出指導(dǎo)意見，對(duì)于LSAM的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)采用大馬歇爾試驗(yàn)，設(shè)計(jì)指標(biāo)采用經(jīng)驗(yàn)性的穩(wěn)定度和流值，沒有根據(jù)其優(yōu)良結(jié)構(gòu)抗力的來(lái)源和機(jī)理提出力學(xué)性能預(yù)測(cè)和路用性能驗(yàn)證方法，實(shí)踐中缺乏指導(dǎo)LSAM設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的有效方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種密級(jí)配大粒徑浙青混合料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法，該方法能夠解決適用于特重交通路面的抗車轍、抗疲勞問題，延長(zhǎng)路面使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案一種密級(jí)配大粒徑浙青混合料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法，它包括以下步驟
(1)確定LSAM的結(jié)構(gòu)一性能設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)并進(jìn)行體積設(shè)計(jì)，對(duì)0.075 37. 5mm的級(jí)配級(jí)配組成集料按功能劃分族群，粒徑> 9. 5mm的顆粒是可以形成嵌擠的有效粒徑，粒徑為4. 75 9. 5mm的集料雖然具有一定嵌擠能力，但未能形成穩(wěn)定而有效的嵌擠結(jié)構(gòu)；粒徑< 2. 36mm的集料主要起著填充作用，粒徑< 0. 6mm的顆粒部分填充作用更加顯著，礦質(zhì)混合料< 2. 36mm部分級(jí)配曲線在接近最大粒徑時(shí)的最大密實(shí)度“C”線時(shí)可以獲得適合的 VMA、浙青含量；
(2)體積、抗離析特性評(píng)價(jià)比、F,4；]比、比=Pl9~P9·5 .^i8. 100- ‘
f P = ^- :0.50 0. 68 ；[FAf1]=^- :ο· 50 0. 68 ；
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根據(jù)計(jì)算出的比、[F4']比、[FA；]比對(duì)LSAM體積特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，[C^']比評(píng)
價(jià)集料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗離析性和可壓實(shí)性；[F^；〗比、[FlAf']比評(píng)價(jià)< 2. 36_部分特別是
< 0. 6mm部分的填充性；
(3)力學(xué)特性評(píng)價(jià)，引入力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)CEI、TDI評(píng)價(jià)LSAM結(jié)構(gòu)抗力，在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀的設(shè)計(jì)成型過程中同時(shí)評(píng)價(jià)，CEI 以Nini=S至密實(shí)度93%的壓實(shí)曲線下面積；TDI 由密實(shí)度 93%至設(shè)計(jì)密實(shí)度％Ndes (96%)時(shí)密實(shí)曲線下面積；
(4)最佳浙青用量確定，結(jié)合Superpave水平1體積設(shè)計(jì)方法，綜合設(shè)計(jì)空隙率4%、 VMAll 13%、飽和度64 75%、粉膠比1 1. 6的指標(biāo)判斷最佳浙青含量；
(5)路用性能評(píng)價(jià)，通過高溫動(dòng)態(tài)模量或動(dòng)態(tài)模量主曲線、低溫彎曲應(yīng)變能密度、 AASHTO D83、四點(diǎn)彎曲應(yīng)力疲勞次數(shù)評(píng)價(jià)LSAM混合料路用性能，分別對(duì)高溫抗永久變形能力、低溫抗能力、抗水損性能、抗疲勞性能評(píng)價(jià)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果LSAM結(jié)構(gòu)一性能設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法涵蓋了體積設(shè)計(jì)、可壓實(shí)性分析、力學(xué)強(qiáng)度特性選擇和路用性能檢驗(yàn)，既可針對(duì)國(guó)家、省部級(jí)重點(diǎn)公路工程和地方公路工程對(duì)浙青混合料的不同性能要求作出良好評(píng)價(jià)并增強(qiáng)路用性能， 也使配合比設(shè)計(jì)過程不那么復(fù)雜，力學(xué)強(qiáng)度評(píng)價(jià)和體積設(shè)計(jì)融為一起，便于推廣。此外這種大粒徑浙青混合料結(jié)構(gòu)一性能設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法還可應(yīng)用于較小公稱粒徑的浙青混合料設(shè)計(jì)和路用性能評(píng)價(jià)。詳細(xì)為
①提出彡9. 5mm是可以形成嵌擠的有效粒徑，而4. 75mm粒徑顆粒雖然具有一定嵌擠能力，但未能形成穩(wěn)定而有效的嵌擠結(jié)構(gòu).’(2. 36mm顆粒主要起著填充作用，特別是 ^ 0. 6mm顆粒部分更是填充作用顯著，礦質(zhì)混合料< 2. 36mm部分級(jí)配曲線在接近最大粒徑時(shí)的最大密實(shí)度“C”線時(shí)可以獲得適合的VMA、浙青含量。②提出礦質(zhì)混合料存在著一些級(jí)配關(guān)鍵點(diǎn)，使其達(dá)到最佳嵌擠和填充密實(shí)狀態(tài)。 在這些關(guān)鍵點(diǎn)附近混合料結(jié)構(gòu)將發(fā)生顯著變化，這揭示出直接決定混合料性能的并不是組成范圍而是結(jié)構(gòu)，當(dāng)集料結(jié)構(gòu)組成中某種組分的含量發(fā)生變化時(shí)，只要其變化幅度還不足以影響到混合料的結(jié)構(gòu)時(shí)，就不會(huì)對(duì)混合料的性能產(chǎn)生明顯影響。級(jí)配控制關(guān)鍵點(diǎn)
權(quán)利要求
1. 一種密級(jí)配大粒徑浙青混合料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法，其特征包括以下步驟 確定LSAM結(jié)構(gòu)一性能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)并進(jìn)行體積設(shè)計(jì)，對(duì)0. 075 37. 5mm的級(jí)配組成集料按功能劃分族群，粒徑> 9. 5mm的顆粒是可以形成嵌擠的有效粒徑；粒徑為4. 75 9. 5mm的集料雖然具有一定嵌擠能力，但未能形成穩(wěn)定而有效的嵌擠結(jié)構(gòu)；粒徑< 2. 36mm 的集料主要起著填充作用，粒徑< 0. 6mm的顆粒部分填充作用更加顯著；礦質(zhì)混合料 <2. 36mm部分級(jí)配曲線在接近最大粒徑時(shí)的最大密實(shí)度“C”線時(shí)可以獲得適合的VMA、浙青含量；(2)體積、抗離析特性評(píng)價(jià) [C/T]比、FA0']比、FA·']比[CA']=Pl9'P9·5 .^i8. 100- ‘f P = :0.50 0.68 ；jrSS[J^f']= ^ :0.50 0.68 ；"a 36根據(jù)計(jì)算出的[CA']比、F4']比、[Ffif']比對(duì)LSAM體積特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，[C/n比評(píng)價(jià)合成集料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗離析性和可壓實(shí)性；[F^f] >[%']評(píng)價(jià)< 2. 36mm部分特別是< 0. 6mm部分的填充性；(3)力學(xué)特性評(píng)價(jià)，引入力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)CEI、TDI評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)抗力，在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀的設(shè)計(jì)成型過程中同時(shí)評(píng)價(jià)，CEI 以Nini=S至密實(shí)度93%的壓實(shí)曲線下面積；TDI 由密實(shí)度93% 至設(shè)計(jì)密實(shí)度％Ndes (96%)時(shí)密實(shí)曲線下面積；(4)確定最佳浙青用量，結(jié)合Superpave水平1體積設(shè)計(jì)方法，綜合設(shè)計(jì)空隙率4%、 VMAll 13%、飽和度64 75%、粉膠比1 1. 6的指標(biāo)判斷最佳浙青含量；(5)路用性能評(píng)價(jià)，通過高溫動(dòng)態(tài)模量或動(dòng)態(tài)模量主曲線、低溫彎曲應(yīng)變能密度、 AASHTO D83、四點(diǎn)彎曲應(yīng)力疲勞次數(shù)評(píng)價(jià)混合料路用性能，分別對(duì)高溫抗永久變形能力、 低溫抗能力、抗水損性能、抗疲勞性能評(píng)價(jià)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種密級(jí)配大粒徑瀝青混合料設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法，這種LSAM結(jié)構(gòu)—性能設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)方法根據(jù)集料級(jí)配的嵌擠、填充特性設(shè)置了形成嵌擠密實(shí)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)，提出新的體積設(shè)計(jì)、抗離析設(shè)計(jì)控制指標(biāo)[CA′]比、[FAc′]比、[FAf′]比，結(jié)合Superpave水平1體積設(shè)計(jì)方法確定最佳瀝青用量，并引入力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)CEI、TDI評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)抗力，引入動(dòng)態(tài)模量及其主曲線評(píng)價(jià)LSAM高溫抗永久變形性能，引入低溫彎曲應(yīng)變能密度評(píng)價(jià)LSAM低溫抗裂性能，引入現(xiàn)場(chǎng)取芯作漢堡車轍試驗(yàn)檢驗(yàn)鋪筑后LSAM路用性能。本發(fā)明解決適用于特重交通瀝青路面的抗車轍、抗疲勞問題，延長(zhǎng)了路面使用壽命。
文檔編號(hào)C04B26/26GK102417328SQ20111024895
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月28日
發(fā)明者馮銀富, 劉少文, 孔繁盛, 張曉燕, 李文良, 楊玉東, 樊英華, 王志強(qiáng) 申請(qǐng)人:山西省交通科學(xué)研究院