[发明专利]一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法

说明书

本发明公开了一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法，通过设计正交试验，根据结果拟合出一条最接近于真实状态的级配曲线，从而进行级配设计，为热再生路面的设计与施工提供一种快捷，准备的设计方法，从而提高热再生沥青路面的质量，对路面大规模翻修工作有着一定的指导意义。可以减少RAP在热拌合工程中因分散程度无法直接界定，不同粒径大小分散程度不同所导致的级配离异问题。正交设计所确定的各档离散系数的最佳水平组合，可以使得RAP经离异修正后最大程度贴近RAP拌合过程中的真实分散状态。提高了热再生路面施工效率及质量，施工效率与质量的提高促进了RAP的消纳，符合我国以及全球的可持续发展的主题。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种基于正交设计热再生沥青混合料级配设计方法。

背景技术

上个世纪的70-80年代我国道路建设开始进入高速发展的阶段，由于公路的使用寿命一般为10-20年，因此绝大部分的道路已进入到旧路面改造的时期，在旧路面改造的方式中，热再生是其中的主流。热再生技术即沥青路面回收料加入一定数量的再生沥青混合料，必要时再加入一定量的再生剂进行热态拌合、摊铺，碾压等工序。在此过程中再生沥青混合料的级配设计是决定路面质量的重要因素之一。由于旧沥青路面通过设备的加热、翻松，成型的旧沥青路面被再次打散，由于旧沥青路面中含有沥青在加热、翻松的过程中，存在沥青混合料不能完全分散的情况，而是以多个沥青混合料在老化沥青的粘结作用下形成一个整体。因此RAP的分散情况因为粗细不同分散状况不同，粗集料的由于包覆的沥青膜较薄，包覆的集料数量越多，分散程度较低，而细集料由于包裹沥青膜较厚，包覆的集料较少，分散程度较高。

沥青混合料的级配设计中我们通过筛分试验来对混合料的级配组成进行界定；RAP掺量较低时，部分工程师将再生沥青混合料当成“黑石”看待，即将再生沥青混合料当成遇热不分散的普通石料，用一般的集料筛分方法直接进行筛分，“黑石”理论下RAP处于一种完全不分散状态。目前的热再生的RAP掺量都很高，“黑石”理论已经不能使用，所以通过燃烧或者抽提的方式将沥青完全去除，此时RAP处于一种完全分散的状态。这两种筛分方法都曾作为热再生沥青混合料级配设计的依据，这种依据不能代表RAP在热拌合过程中真实的存在状态，因为实际的拌合过程中RAP在受热状态下是处于一种部分分散的状态，且不同粗细的RAP的分散程度不能用同一标准进行界定。级配应处于直接筛分的级配结果与燃烧(或抽提)法结果之间，但这种真实级配无法通过试验直接得到。再生沥青混合料的级配与真实分散状态的偏差将直接影响混合料级配设计的准确性，从而影响路面施工与路面质量。

因此，亟需为热再生路面的设计与施工提供一种快捷、准确的设计方法，从而提高热再生沥青路面的质量，对路面大规模翻修工作进行指导。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种基于正交设计修正RAP级配离异问题的级配设计方法，该基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法快捷、准确，从而提高热再生沥青路面的质量，对路面大规模翻修工作有着一定的指导意义。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法，包含如下步骤：

1)将回收沥青路面材料根据粒径进行分档，然后进行直接筛分法的级配试验；

2)将回收沥青路面材料根据粒径进行分档，然后进行燃烧炉法试验；

3)对步骤1)和步骤2)所做的试验进行级配修正；

4)对步骤3)结果正交设计界定离散程度；

5)对步骤4)正交设计结果分析处理，选择级配要满足工程设计级配范围。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的基于正交设计的热再生沥青混合料的级配设计方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：