[发明专利]基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法

说明书

本发明涉及道路工程领域，具体为基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法，包括以下步骤：1)设计矿料级配，并预估最佳沥青用量，然后以预估的最佳沥青用量为中值，按照沥青用量间隔变化值为间隔变化，形成多组不同沥青用量的矿料级配；2)对多组不同沥青用量的矿料级配分别成型马歇尔试件，并检测每个马歇尔试件的物理指标；3)绘制沥青用量和物理指标的关系曲线图，根据物理指标与沥青用量的对应关系，求得最佳沥青用量。本发明基于荷载迁移试验，引入最大滑移剪应力指标，能有效确定沥青混合料的最佳沥青用量，相比于普通马歇尔法更加节省沥青成本。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体为基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法。

背景技术

当前我国道路工程主要应用马歇尔法进行沥青混合料的设计，然而随着我国交通量的日益增长和过载现象的频繁发生，沥青路面早期破损现象日益突出，因此采用马歇尔法设计的沥青混合料显然已经达不到我国道路工程质量标准的要求。

有关研究表明，马歇尔设计法中应用的设计参数马歇尔稳定度MS和流值属于经验性参数，不能反映沥青路面的破坏机制及病害发展过程，此外马歇尔设计法均采用的是物理评价指标，而沥青混合料的路用性能主要通过力学参数去表征。美国Superpave对于级配设计虽然提出了“限制区”的概念，但属于定性的描述，且还有很多争议，也没有量化的标准；Superpave和GTM方法，在确定最佳沥青用量过程中尽管进行了引入力学参数的探索，但仍处于验证阶段，未得到广泛认可，而且对试验设备要求太高，推广困难。

基于此，本发明创造性的提出在沥青混合料设计中引入力学参数，将最大滑移剪应力代替稳定度和流值，从而将沥青混合料组成设计和沥青路面高温稳定性建立直接联系。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法。

本发明通过以下技术方案实现：

基于荷载迁移试验的沥青混合料最佳沥青用量确定方法，包括以下步骤：

步骤1，设计矿料级配，并预估矿料级配的最佳沥青用量；确定沥青用量间隔变化值，然后以预估的最佳沥青用量为中值，并按照所述沥青用量间隔变化值为间隔变化，形成多组不同沥青用量的矿料级配；

步骤2，对多组不同沥青用量的矿料级配分别成型马歇尔试件，然后测试每个马歇尔试件的物理指标；所述物理指标包括毛体积密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度和最大滑移剪应力；

步骤3，绘制沥青用量和物理指标的关系曲线图，得到第一沥青用量OAC₁、最大沥青用量OAC_max、最小沥青用量OAC_min、第二沥青用量OAC₂和最佳沥青用量OAC；

其中，所述沥青用量和物理指标的关系曲线图，包含：沥青用量和毛体积密度的关系曲线图、沥青用量和空隙率的关系曲线图、沥青用量和矿料间隙率的关系曲线图、沥青用量和沥青饱和度的关系曲线图，以及沥青用量和最大滑移剪应力的关系曲线图；

在沥青用量和毛体积密度的关系曲线图中，选择纵坐标的最大值对应横坐标的值，作为最大毛体积密度对应的沥青用量的值a₁；

选择设计空隙率，在沥青用量和空隙率的关系曲线图中，纵坐标的设计空隙率的值对应的横坐标的值，作为设计空隙率对应的沥青用量的值a₂；

在沥青用量和沥青饱和度的关系曲线图中，确定纵坐标的沥青饱和度区间中值，则沥青饱和度区间中值对应横坐标的值，作为沥青饱和度区间中值对应的沥青用量的值为a₃；

在沥青用量和最大滑移剪应力的关系曲线图中，选择纵坐标的最大滑移剪应力最大值对应横坐标的值，作为最大滑移剪应力最大值对应的沥青用量的值a₄；