[发明专利]用于沙漠地区高温环境道路沥青混合料配合比的设计方法

权利要求书

1.一种用于沙漠地区高温环境道路沥青混合料配合比的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1a、根据路面温度场温度预估模型分别计算路面各结构层的特征最高温度与最低温度，并按照PG高温与低温性能等级进行选择和调整；

步骤1b、根据步骤1a确定的高温等级和底温等级，对沥青胶结料进行性能检测；

步骤2、选择矿物集料，将集料根据粒径进行分档，对集料的性能进行检测；

步骤3、对选定的集料进行筛分，确定各档集料的通过率，通过规划求解初步确定各档集料的比例，采用SAC法计算关键筛孔通过率，确定出设计级配；采用贝雷法对设计级配结构进行检测，优化调整出级配和用料比例；

步骤4a、根据步骤2、步骤3的试验结果，采用Superpave法进行初选沥青胶结料用量的预估，确定初试级配沥青用量；

步骤4b、根据初试级配和预估沥青胶结料结果，采用预估沥青用量按0.5％的间距取5个不同沥青用量分别进行矿料拌合，在设计旋转压实次数条件下产生4％空隙率的沥青用量，根据Superpave的设计要求，至少选择四种胶结料含量进行最佳沥青用量的确定，然后对成型试件进行相关试验，测试试件的％G_mm@N_des、VFA、VMA、％G_mm@N_ini以及粉胶比，根据实测的试验数据和标准要求确定最佳沥青用量；

步骤4c、根据步骤4b中得到的不同沥青用量下沥青混合料的各项指标与沥青用量的关系，绘制出关系图；由沥青用量与孔隙率关系图可得到孔隙率为4％时的沥青用量，然后根据得到的沥青用量在各关系图中确定出该沥青用量下的％G_mm@N_des、VFA、VMA、％G_mm@N_ini以及粉胶比的值，检测各项指标是否符合规范，若均满足则选用该沥青用量为最佳沥青用量；

步骤5a、根据确定的初试级配和最佳沥青用量，对沥青混合料进行拌和，用Superpave法的旋转压实法进行压实，成型两组试件，一组采用设计压实次数N_des进行压实，另一组采用最大压实次数N_max进行压实；

步骤5b、根据旋转压实得到的试件进行性能检测，若沥青混合料的％G_mm@N_max98％；且间接拉伸试验抗拉强度比(TSR)80％，则混合料满足设计要求；

步骤6、在目标配合比下的沥青混合料各项技术指标合格后进行试验段铺筑，然后进行沥青路面取芯，再进行沥青混合料汉堡车辙试验和湿敏性评价，分析验证路用性能指标，完成配合比设计。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于：路面温度场温度预估模型计算公式分别采用以下公式：

SHRP高温模型：

式中T(surf)为路表面最高设计温度；T(air)为最高空气温度；L_at为项目所在地纬度低温模型采用加拿大修正公式：T(min)＝0.859T(air)+1.7

式中T(min)——低温路面设计温度；T(air)——最低的空气温度。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于：沥青胶结料高温等级高于SHRP高温模型计算的T(surf)；沥青胶结料的低温等级低于加拿大修正公式计算的T(min)。

4.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于：步骤1b中沥青胶结料的性能包括原样沥青胶结料的密度、闪点值、135℃的旋转粘度以及高温等级对应的动态剪切流变值；RTFO残留物的质量变化、高温等级下的动态剪切流变值、不可回复蠕变柔量、蠕变回复率、不可回复蠕变柔量应力敏感性指标；PAV残渣的动态剪切流变值、低温等级下的劲度和m值。

5.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于：步骤2中集料包括粗集料、细集料和填料；测试所有集料的坚固性，另外粗集料还检测扁平和细长颗粒含量、磨损损失、骨料压碎值和断裂颗粒的百分比；细集料和填料检测塑性指数、酸溶性氯化物、硫酸盐和有机杂质含量。