[发明专利]一种基于细观指标设计骨架密实型沥青混合料的方法

说明书

一种基于细观指标设计骨架密实型沥青混合料的方法，包括以下步骤：选择集料，将粗细集料划分为粗细两档；以分级掺配法设计主骨架，以Superpave确定细集料级配；体积法确定粗细集料比例，初定沥青用量；最优骨架的验证和级配的细部调整；最佳沥青用量的确定。通过本发明提出的设计方法设计骨架密实型沥青混合料，混合料内骨架稳定性好，可有效提高沥青路面的路用性能和施工建设质量，还节省工程造价，具有非常大的社会经济效益。

技术领域

本发明涉及一种基于细观指标设计骨架密实型沥青混合料的方法，属于道路工程领域。

背景技术

目前，骨架密实型沥青混合料设计过程中，一般依据美国SMA对骨架密实结构的定义，根据经验公式对粗集料骨架状态进行判断：当VCA_mixVCA_DRC时，粗集料相互嵌挤形成骨架；当VCA_mix≡VCA_DRC时表示粗集料刚好发挥最佳嵌挤效果；如VCA_mixVCA_DRC，则粗集料骨架被撑开，细集料和沥青胶浆对粗集料骨架形成干涉。然而，不但VCA_mix和VCA_DRC在试件成型，试件体积指标的计算方法上均存在较大差异，且VCA_mix计算过程中采用的是经验法，与沥青混合料和粗集料的毛体积密度密切相关，同时通过经验公式来估算吸附沥青对集料密度的影响。采用经验法计算VCA_mix时，很可能会因为经验系数取值和人为误差积累等因素导致计算结果产生较大的误差，从而不能完全真实地评价沥青混合料的路用性能。

考虑到目前粗集料骨架嵌挤标准并不能很好地指导骨架密实型沥青混合料的设计，有学者提出如骨架接触度(SSC)、骨架稳定度(S)和级配干涉系数等骨架密实结构评价标准，也均是以VCA_mix作为基础，参数计算过程中需准确量测VCA_mix值。且不论依据经验公式计算VCA、骨架接触度和骨架稳定度等过程中的误差对骨架判别结果的影响，并且VCA也是认识沥青混合料整体结构的一个宏观指标。当粗集料形成骨架结构时，沥青混合料内部结构状态如粗集料的分布及其相互之间的关系，粗集料对骨架构成的作用也无从可知。所以，为减少或延缓沥青路面车辙病害的出现，使设计的沥青混合料具备更优良的路用性能，急需提出一种能反映沥青混合料骨架状态且较为精确的评价指标和设计方法，以指导骨架密实型沥青混合料的设计。

发明内容

本发明的目的是为了克服目前骨架密实型沥青混合料设计和评价指标的不足，提出一种基于细观指标设计骨架密实型沥青混合料的方法，该方法能更好地反映沥青混合料真实的骨架状态，可保证粗集料相互嵌挤形成最优主骨架，可靠度高且试验量小，设计的沥青混合料具有较强抵抗永久变形的能力。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于细观指标设计骨架密实型沥青混合料的方法，包括以下步骤：

步骤1：选择集料，将粗细集料划分为粗细两档；

步骤2：以分级掺配法设计主骨架，以Superpave确定细集料级配；

步骤3：体积法确定粗细集料比例，初定沥青用量；

步骤4：最优骨架的验证和级配的细部调整；

步骤5：最佳沥青用量的确定。

进一步，步骤2中，分级掺配法为：从最大公称尺寸集料开始，与次一档尺寸集料按照不同比例进行掺配，当混合料达到最小空隙率时相应的各档集料比例，就认为是构成最优骨架的粗细集料比例，然后，将此比例的混合料与下一档粒径集料逐级掺配，按照粒径大小逐级进行掺配直至粗细集料分界粒径为止。