[发明专利]一种提高水泥乳化沥青混合料强度的集料级配设计方法

说明书

本发明涉及一种提高水泥乳化沥青混合料强度的集料级配设计方法。所涉及的方法包括：确定目标级配的多级筛孔尺寸、各级筛孔尺寸对应的级配上限和各级筛孔尺寸对应的级配下限；线性拟合，得到直线一：LogP_上(x)＝a Log(x/x_max)+b和直线二：LogP_下(x)＝c Log(x/x_max)+d；做斜率分别为K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、……和K_n+1的n+1条直线；做n+1条直线各自对应的级配曲线，从中确定最佳级配曲线。本发明中涉及的方法避免了传统方法中理想化的构思，更加接近实际工程应用。

技术领域

本发明属于道路工程材料领域，特别涉及一种提高水泥乳化沥青混合料强度的集料级配设计方法。

背景技术

水泥乳化沥青混合料是一种非匀质，多层次(宏观、微观、细观)和多相(固相、液相、气相)的复合材料，它们广泛应用于路面、铁路、油井工程和建筑材料。

水泥乳化沥青胶浆中含有大量的水分，对混合料初期的强度的增长影响较大。而集料是水泥乳化沥青混合料的重要组成部分之一，其在混合料中占据四分之三以上体积空间，充当着骨架作用，对混合料的性能影响显著。根据集料之间的作用方式将混合料类型分为悬浮-密实结构、骨架-空隙结构和骨架-密实结构。但是现行标准中对集料级配的约束条件有限，很难控制级配曲线的光滑性和连续性，导致集料级配不能满足实际工程需求。

发明内容

针对水泥乳化沥青混合料初期强度提高方面，本发明的目的在于提出一种提高水泥乳化沥青混合料强度的集料级配及其设计方法。

本发明提供的水泥乳化沥青混合料强度的集料级配设计方法包括：

(1)确定目标级配的多级筛孔尺寸、各级筛孔尺寸对应的级配上限和各级筛孔尺寸对应的级配下限；

(2)对目标级配的多级筛孔尺寸、各级筛孔尺寸对应的级配上限和各级筛孔尺寸对应的级配下限进行线性拟合，得到直线一：LogP_上(x)＝a Log(x/x_max)+b和直线二：LogP_下(x)＝c Log(x/x_max)+d，其中：x为筛孔尺寸，x_max为最大筛孔尺寸，P_上(x)为筛孔尺寸x对应的级配上限，P_下(x)为筛孔尺寸x对应的级配下限，a、b、c和d分别为线性拟合后的直线方程系数；

(3)所述直线一、直线二、Y轴和直线x’＝Log(x_min/x_max)组成四边形，其中x_min最小筛孔尺寸；

(4)做所述四边形的对角线，两条对角线的交点为S，两条对角线的斜率分别为K₁和K₂，且K₁<K₂；将[K₁,K₂]等区间分割为n个区间：[K₁,K₃]、[K₃,K₄]、[K₄,K₅]、……、[K_n,K_n+1]、[K_n+1,K₂]，得到K₃、K₄、……、K_n+1，n大于等于4；

(5)过点S做斜率分别为K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、……和K_n+1的n+1条直线；