[发明专利]骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土组成及其确定方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种道路工程中使用的优质沥青混凝土组成及其确定方法，特别涉及使用针入度为30(0.1mm)左右的低标号硬质沥青、最大公称粒径不小于26.5mm的高模量沥青混凝土组成的确定，包括它的级配构成、最佳油石比确定和路用性能验证要求。

【背景技术】

高模量沥青混凝土主要采用低标号硬质沥青作为胶结材料，依靠低标号沥青的高粘度、高劲度和低温度敏感性为成型后的沥青混合料提供优异的高温稳定性和较高的模量值，当其用于沥青路面的中下面层时可以提高整个路面结构的抗车辙能力并起到一定的结构补强作用，可延长道路的使用寿命并减薄路面厚度，降低造价。

高模量沥青混凝土在欧洲一些发达国家应用较多。法国研究的较早、应用也最为广泛，技术十分成熟，而且已经制定了相应的技术规范；其他一些国家如英国、芬兰等主要借鉴法国的成果和经验开展相关的研究和应用。目前国外高模量沥青混凝土所采用的设计方法主要是针对最大公称粒径不大于19mm的中粒式和细粒式沥青混合料，使用针入度较低的低标号沥青和连续型级配，所设计的沥青混合料有较高的沥青用量和较低的空隙率，主要通过沥青本身的品质为沥青混凝土提供较高的模量，并通过增加沥青用量来改善沥青混合料的密实性和抗疲劳能力。

但是，对于我国重载交通沥青路面和长寿命沥青路面设计来说，最关键的问题是要提高整个路面结构的承载能力并保证沥青面层的高温稳定性，特别是对于中下面层材料而言不仅要求其能够提供较好的抗车辙能力，同时也要求具有一定的结构补强作用。由于国外高模量沥青混凝土所采用的设计方法对于最大公称粒径大于19mm的粗粒式沥青混合料不适用，而且其设计思想是选用连续型级配和较高的结合料用量，所设计的沥青混合料空隙率较低，对于我国重载交通的情况也不适用。因此，针对我国的国情和工程需求，发明一种骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土及其制备方法是十分必要的。

【发明内容】

本发明的目的是为了适应我国长寿命、耐久性沥青路面建设的需要，提出一种技术可靠、经济合理的新型骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土组成，这种沥青混合料具有优良的高温稳定性和承载能力，其强度比一般沥青混合料提高50％以上，动态复模量比国外同类产品提高30％以上，从而具有十分优良的路用性能，可作为重载交通长寿命沥青路面的中、下面层材料使用，并降低工程造价。

骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土组成的确定方法，包括如下步骤：1、准备原材料，2、确定设计线配曲线，3、确定最佳油石比，

所述步骤1为选择针入度为30及其以下的低标号硬质沥青作为胶结材料，选用粗集料、细集料和矿粉，所述粗集料最大公称粒径为不小于26.5mm的石料，

所述步骤2包括如下方法步骤：(1)、根据设计需要确定粗粒式沥青混凝土的最大公称粒径、粗细集料分界点4.75mm以及0.075mm三个关键筛孔的通过率数值；(2)、将确定的最大公称粒径、4.75mm两个关键筛孔的通过率数值代入公式1中，计算系数A、B，可以确定公式1的具体表达式；将4.75mm和0.075mm两个关键筛孔的通过率数值代入公式2，计算系数C、D，可以确定公式2的具体表达式；

   P_di＝A(d_i)^B    (公式1)

式中：

P_di——粗集料筛孔尺寸d_i的通过率，％；

d_i——粗集料某筛孔尺寸，mm；

A、B——为系数。

P_dj＝C(d_j)^D    (公式2)

式中：

P_dj——细集料筛孔尺寸d_i的通过率，％；

d_j——细集料某筛孔尺寸，mm；

C、D——为系数。

(3)采用公式1具体表达式计算最大公称粒径至粗细集料分界点4.75mm之间每一个筛孔对应的通过率数值；采用公式2具体表达式计算粗细集料分界点4.75mm至0.075mm筛孔之间每一个筛孔对应的通过率数值，据此得到骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土设计级配曲线；

所述步骤3包括如下方法步骤：A)按照步骤2得到的设计级配曲线，选择5～6个以0.3％～0.4％为间隔的油石比、每个油石比下成型4～6个试件，测定试件的毛体积密度、测定试件的最大理论密度，