[发明专利]高原公路级配砾碎石材料的设计方法

摘要

本发明公开了一种高原干线公路级配砾碎石材料的设计方法，按照如下步骤：(a)一级填充：测定4.75mm及其以上各档单一粒径集料的毛体积密度；建立不同集料比例与捣实密度、空隙率之间的关系，确立(20-31.5)mm和(10-20)mm粒径之间形成骨架结构的最优组成比例；(b)二级填充：确立[(20-31.5)mm+(10-20)mm]和(5-10)mm粒径之间形成骨架结构的最优组成比例；经过二级填充，形成主骨架；(c)按照规范方法分别获得细集料的筛余率；将细集料填充到主骨架中，获得公路级配碎石材料。本发明的设计级配既重视了大颗粒的骨架作用，又兼顾了粒径敏感区域，减少了施工离析等的发生。

主权项

高原公路级配砾碎石材料的设计方法，其特征在于包括以下步骤：将碎石分成如下如干档：将公称粒径大于4.75mm的分成(20‑31.5)mm档、(10‑20)mm档、(5‑10)mm档；将公称粒径≤4.75mm称为细集料；测定(20‑31.5)mm档、(10‑20)mm档、(5‑10)mm档的毛体积密度；(a)一级填充：按照(20‑31.5)mm档:(10‑20)mm档=(1‑9):(9‑1)的质量比例将(20‑31.5)mm档和(10‑20)mm档混合，得若干份的一级集料，每份一级集料的质量相等；将每份一级集料均进行如下处理：干捣，并记(20‑31.5)mm档的质量为W11，(10‑20)mm档的质量为W12；将一级集料均匀搅拌后分三层装入标定过的干捣筒内，干捣筒容积为10L或15L，每层以相同力度均匀插捣20~40下；从而保证最上层的集料上表面水平，在干捣筒十字对称处分别量取集料上表面距离击实筒上边缘的高度，计算其平均值；得到捣实后集料所占总体积V1，计算出混合集料的捣实密度ρ1=(W11+W12)/V1；空隙率VV1=1‑(W11/ρ11+W12/ρ12)/V1，其中ρ11、ρ12分别为(20‑31.5)mm档和(10‑20)mm档的毛体积密度；建立不同集料比例与捣实密度、空隙率之间的关系，从而确立(20‑31.5)mm档和(10‑20)mm档之间形成骨架结构的最优组成比例（即，捣实密度ρ1最大，且空隙率VV1最小时的组成比例)，为一级比例；(b)二级填充：按照[(20‑31.5)mm档+(10‑20)mm档]:(5‑10)mm档=(1‑9):(9‑1)的比例将[(20‑31.5)mm档+(10‑20)mm档]和(5‑10)mm档混合，得若干份的二级集料，所述(20‑31.5)mm档:(10‑20)mm档的质量比为一级比例，每份二级集料的质量相等；将每份二级集料均进行如下处理：干捣，并记[(20‑31.5)mm+(10‑20)mm]的质量为W21，(5‑10)mm的质量为W22；将二级集料混合搅拌后分三层装入标定过的干捣筒内，干捣筒容积为10L或15L，每层以相同力度均匀插捣20~40下；保证最上层集料上表面水平，在干捣筒十字对称处分别量取集料上表面距离击实筒上边缘的高度，计算其平均值；得到捣实后集料所占总体积V2，计算出混合集料的捣实密度ρ2=(W21+W22)/V2；空隙率VV2=1‑(W21/ρ21+W22/ρ22)/V2，其中ρ21、ρ22分别为[(20‑31.5)mm档+(10‑20)mm档]和(5‑10)mm档的毛体积密度；从而建立不同集料比例与捣实密度、空隙率之间的关系，确立[(20‑31.5)mm档+(10‑20)mm档]和(5‑10)mm 档之间形成骨架结构的最优组成比例(即，捣实密度ρ2最大，且空隙率VV2最小时的组成比例)，为二级比例；经过二级填充，形成主骨架；(c) 将细集料填充到主骨架中，获得公路级配碎石材料。