[发明专利]一种力学特性提升的多孔沥青混合料级配方法

说明书

本发明公开了一种力学特性提升的多孔沥青混合料级配方法，包括以下步骤：S1、选取13.2mm‑16mm单一粒径的玄武岩作为原始集料；S2、对原始集料进行动态压碎试验，采用300‑500KN的压力，压碎次数为1‑2次，确定单一粒径骨架结构稳定条件下的试验载荷和压碎次数；S3、在单一粒径骨架结构稳定的试验载荷和压碎次数条件下对不同地区13.2mm‑16mm单一粒径玄武岩进行动态压碎试验；S4、以单一粒径集料试验后的生成体系分布为依据，重新以玄武岩集料按比例进行复配，并依据Cantabro飞散试验和Schellenberg析漏试验确定油石比，形成新的多孔沥青混合料。与相同空隙率下的常规级配多孔沥青混合料相比，新的沥青混合料在骨架强度、受压、受剪以及高温稳定性方面均有显著提升，提升幅度超20％。

技术领域

本发明涉及沥青混合料技术领域，尤其是涉及一种力学特性提升的多孔沥青混合料级配方法。

背景技术

多孔沥青混凝土（Porous asphalt mixture, PAM）路面是指采用质量稳定的高黏度改性沥青与集料拌和而成的，形成空隙率为18%-24%的沥青混合料。与传统密级配沥青混凝土路面相比，PAM具有能够快速排出路表积水、降低行车噪声、改善雨天和夜间的驾驶环境等优点。

PAM优良的功能特性使其成为多孔沥青路面铺装以及其他功能路面的主要应用形式。但在实践过程中发现，PAM作为路面铺装主要面临路面结构强度不足的问题。究其原因，由于PAM属于骨架-空隙性结构，为了保证多孔特性，在级配设计过程中往往采用超过80%以上的粗集料，尤其是9.5-4.75mm粒径比例较高。过多的粗集料比例以及较多的单一粒径不易于混合料骨架结构的形成，导致混合料结构整体性不足，在宏观力学上表现为飞散病害突出和力学性能较差。而在过去的研究中，研究者们主要从沥青、集料等原材料方面进行了较多的研究，提出了性能要求更为苛刻的应用标准，但在实际路用性能提升方面并不明显，为此如何提升PAM路面路用性能成为功能性路面面临的主要难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种力学特性提升的多孔沥青混合料级配方法，解决现有的多孔沥青混合料力学性能差，路面使用耐久性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种力学特性提升的多孔沥青混合料级配方法，包括以下步骤：

S1、选取13.2 mm -16mm单一粒径的玄武岩作为原始集料；

S2、对原始集料进行动态压碎试验，采用300-500KN的压力进行压碎，压碎次数为1-2次，得到生成体系；确定单一粒径骨架结构稳定条件下的试验载荷和压碎次数；

S3、在单一粒径骨架结构稳定的试验载荷和压碎次数条件下对不同地区13.2 mm-16mm单一粒径玄武岩进行动态压碎试验；并对不同地区动态压碎试验的试验结果进行统计和对比，确定生成体系的级配；

S4、以单一粒径集料试验后的生成体系分布为依据，重新以玄武岩集料按比例进行复配，并依据Cantabro飞散试验和Schellenberg析漏试验确定油石比，形成新的多孔沥青混合料。

优选的，所述步骤S2中，原始集料采用450KN的压力进行压碎，压碎次数为1次。

优选的，所述步骤S3中，混合料的级配上下限为13.2 mm -16mm：73.6%-83.8%，9.5mm -13.2mm：43.5%-51.0%，4.75 mm -9.5mm：21.2%-24.5%，2.36 mm -4.75mm：11.9%-13.72%，1.18 mm -2.36mm：8.0%-9.2%，0.6mm-1.18mm：5.4%-6.5%，0.3mm-0.6mm：3.6%-4.6%，0.15mm-0.3mm：2.5%-3.4%，0.075mm-0.15mm：1.5%-1.6%。

优选的，所述步骤S4中，沥青混合料的油石比为3%-4.5%。