[发明专利]一种砂粒式沥青混合料生产制备方法

说明书

本发明公开了一种砂粒式沥青混合料生产制备方法，由集料形成基本空间结构，沥青包括裹附集料沥青以及填充空隙沥青两部分，裹附沥青根据集料表面积及沥青膜厚度计算确定，填充沥青与矿粉用量，根据沥青与矿粉成膜特性及体积填充原理确定，并且在体积填充过程中，考虑到裹附沥青对集料空隙构成影响。沥青与矿粉填料按照最佳油石比填在集料空隙之中，保证混合料密实，沥青裹附集料，形成较多结构沥青，提高混合料耐久性和强度，裹附沥青和填充沥青计算沥青总用量，以此避免因沥青含量高而产生离析，生产制备过程中先加入结构沥青拌合，使集料形成结构沥青膜，在加入填充沥青和矿粉填料，填充空隙，提高砂粒式沥青混合料路用性能。

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种砂粒式沥青混合料生产制备方法。

背景技术

随着交通量逐渐增加，沥青路面使用寿命不断受到荷载的冲击，路面的耐久性要求也越来越高。当前，沥青路面结构自上而下采用细粒式沥青混合料、中粒式沥青混合料以及粗粒式沥青混合料组合的方式，这种结构具有较好强度，能够抵抗竖向应力。然而这种沥青混合料为保证强度，需要粗、细颗粒相互嵌挤，导致混合料内部不均匀，同时，拌合过程中油石比一般在5.5％以下，颗粒之间界面能大小不一，容易出现薄弱界面，同时，油石比低，颗粒之间形成的粘结也不牢固，变形能力差，导致沥青混合料疲劳寿命较低，在拉应力、剪应力作用下，容易出现开裂破坏，并不是一种使用寿命较长的材料。

砂粒式沥青混合料是公称最大粒径小于5mm，而油石比较高的沥青混合料，其沥青含量基本高达7％以上，砂粒式沥青混合料颗粒较细，颗粒比表面积大，裹附沥青能够形成更多的结构沥青膜，颗粒之间的界面连接相对均匀，结构沥青膜形成较大的粘结力和界面能，能够抵抗较大的剪应力和拉应力，其疲劳寿命是细粒式沥青混合料的100倍以上，能够提升路面使用耐久性。常规的沥青混合料设计时，油石比、级配确定完全依赖马歇尔试验，并未考虑集料合成后混合料能否填充密实，为保证变形能力好与较高的疲劳寿命，而过多的加入沥青，裹附与填充后自由沥青量较多，很容易出现离析，混合料拌制时油石比一次加入，结构沥青膜很难完成形成，对混合料的耐久性有影响。因此，有必要在级配设计、油石比确定过程中有效控制体积填充过程，并保证集料能够形成结构沥青膜，以此提高所制备砂粒式沥青混合料的耐久性。

发明内容

本发明针对砂粒式沥青混合料生产制备过程中存在的缺陷，旨在提供耐久型的砂粒式沥青混合料生产制备方法，该方法根据填充理论将沥青与矿粉填料按照最佳油石比填在集料空隙之中，保证混合料密实，沥青以最佳沥青膜厚度裹附集料，形成较多结构沥青，提高混合料耐久性和强度，裹附沥青和填充沥青计算沥青总用量，以此避免因沥青含量高而产生离析，生产制备过程中先加入结构沥青拌合，使集料形成结构沥青膜，在加入填充沥青和矿粉填料，填充空隙，提高砂粒式沥青混合料路用性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种砂粒式沥青混合料生产制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

砂粒式沥青混合料包括：沥青、矿粉、集料，对各档集料、矿粉进行筛分，确定各档集料及矿粉的级配组成。

按照规定的级配范围进行砂粒式沥青混合料集料级配设计，采用马歇尔单面击实100次的方法，得到合成级配集料的击实密度，并根据各档集料比例计算集料的合成密度，据此，计算集料击实后空隙率。

按照沥青混合料空间填充理论，集料填充形成基本空间结构，一部分沥青裹附集料形成沥青膜，依据集料的比表面积计算裹附集料的沥青用量。

沥青裹附集料后会撑开集料的空间结构，依据体积变化，计算剩余空隙，另一部分沥青按照最佳沥青膜厚度裹附在矿粉表面形成胶浆，沥青与矿粉形成胶结料填充在剩余空隙，依据填充前后空隙变化以及沥青最佳裹附矿粉状态，计算填充空隙用矿粉与沥青用量。

基于上述合成级配确定集料用量、填充空隙矿粉用量，沥青用量包括裹附集料沥青用力以及填充空隙沥青用量两部分。