专利名称：密级配大粒径沥青混合料设计、评价方法
技术领域：
本发明属于公路工程建设与养护技术领域，具体涉及一种密级配大粒径浙青混合料设计、评价方法。
背景技术：
我国现阶段修筑的高速公路大都发生了早期车辙、裂缝病害，这固然是由于经济快速增长带来的交通量、轴载大幅度增加所致，但更反映出我国高速公路浙青路面设计、施工中浙青混合料普遍强度不足的问题。与当前普遍使用的浙青混合料相比，大粒径浙青混合料LSAM形成了较多的石一石接触结构，具有更大的摩擦力和嵌挤力，用作路面结构中间层能够有效减轻浙青路面的车辙、荷载疲劳破坏、温度疲劳破坏等病害。然而LSAM应被设计成什么结构才能达到路面结构的性能要求，这一问题没有明确的指导。我国《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)只在条文说明里对LSAM的级配范围提出指导意见，对于LSAM的设计和评价采用大马歇尔试验，设计指标采用经验性的稳定度和流值，没有根据其优良结构抗力的来源和机理提出力学性能预测和路用性能验证方法，实践中缺乏指导LSAM设计和评价的有效方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种密级配大粒径浙青混合料设计、评价方法，该方法能够解决适用于特重交通路面的抗车辙、抗疲劳问题，延长路面使用寿命。本发明的技术方案一种密级配大粒径浙青混合料设计、评价方法，它包括以下步骤
(1)确定LSAM的结构一性能设计关键点并进行体积设计，对0.075 37. 5mm的级配级配组成集料按功能划分族群，粒径> 9. 5mm的颗粒是可以形成嵌挤的有效粒径，粒径为4. 75 9. 5mm的集料虽然具有一定嵌挤能力，但未能形成稳定而有效的嵌挤结构；粒径< 2. 36mm的集料主要起着填充作用，粒径< 0. 6mm的颗粒部分填充作用更加显著，矿质混合料< 2. 36mm部分级配曲线在接近最大粒径时的最大密实度“C”线时可以获得适合的 VMA、浙青含量；
(2)体积、抗离析特性评价比、F,4；]比、比=Pl9~P9·5 .^i8. 100- ‘
f P = ^- :0.50 0. 68 ；[FAf1]=^- :ο· 50 0. 68 ；
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根据计算出的比、[F4']比、[FA；]比对LSAM体积特性进行评价，[C^']比评
价集料结构的强度、抗离析性和可压实性；[F^；〗比、[FlAf']比评价< 2. 36_部分特别是
< 0. 6mm部分的填充性；
(3)力学特性评价，引入力学设计指标CEI、TDI评价LSAM结构抗力，在旋转压实仪的设计成型过程中同时评价，CEI 以Nini=S至密实度93%的压实曲线下面积；TDI 由密实度 93%至设计密实度％Ndes (96%)时密实曲线下面积；
(4)最佳浙青用量确定，结合Superpave水平1体积设计方法，综合设计空隙率4%、 VMAll 13%、饱和度64 75%、粉胶比1 1. 6的指标判断最佳浙青含量；
(5)路用性能评价，通过高温动态模量或动态模量主曲线、低温弯曲应变能密度、 AASHTO D83、四点弯曲应力疲劳次数评价LSAM混合料路用性能，分别对高温抗永久变形能力、低温抗能力、抗水损性能、抗疲劳性能评价。本发明与现有技术相比具有以下有益效果LSAM结构一性能设计、评价方法涵盖了体积设计、可压实性分析、力学强度特性选择和路用性能检验，既可针对国家、省部级重点公路工程和地方公路工程对浙青混合料的不同性能要求作出良好评价并增强路用性能， 也使配合比设计过程不那么复杂，力学强度评价和体积设计融为一起，便于推广。此外这种大粒径浙青混合料结构一性能设计、评价方法还可应用于较小公称粒径的浙青混合料设计和路用性能评价。详细为
①提出彡9. 5mm是可以形成嵌挤的有效粒径，而4. 75mm粒径颗粒虽然具有一定嵌挤能力，但未能形成稳定而有效的嵌挤结构.’(2. 36mm颗粒主要起着填充作用，特别是 ^ 0. 6mm颗粒部分更是填充作用显著，矿质混合料< 2. 36mm部分级配曲线在接近最大粒径时的最大密实度“C”线时可以获得适合的VMA、浙青含量。②提出矿质混合料存在着一些级配关键点，使其达到最佳嵌挤和填充密实状态。 在这些关键点附近混合料结构将发生显著变化，这揭示出直接决定混合料性能的并不是组成范围而是结构，当集料结构组成中某种组分的含量发生变化时，只要其变化幅度还不足以影响到混合料的结构时，就不会对混合料的性能产生明显影响。级配控制关键点
权利要求
1. 一种密级配大粒径浙青混合料设计、评价方法，其特征包括以下步骤 确定LSAM结构一性能设计的关键点并进行体积设计，对0. 075 37. 5mm的级配组成集料按功能划分族群，粒径> 9. 5mm的颗粒是可以形成嵌挤的有效粒径；粒径为4. 75 9. 5mm的集料虽然具有一定嵌挤能力，但未能形成稳定而有效的嵌挤结构；粒径< 2. 36mm 的集料主要起着填充作用，粒径< 0. 6mm的颗粒部分填充作用更加显著；矿质混合料 <2. 36mm部分级配曲线在接近最大粒径时的最大密实度“C”线时可以获得适合的VMA、浙青含量；(2)体积、抗离析特性评价 [C/T]比、FA0']比、FA·']比[CA']=Pl9'P9·5 .^i8. 100- ‘f P = :0.50 0.68 ；jrSS[J^f']= ^ :0.50 0.68 ；"a 36根据计算出的[CA']比、F4']比、[Ffif']比对LSAM体积特性进行评价，[C/n比评价合成集料结构的强度、抗离析性和可压实性；[F^f] >[%']评价< 2. 36mm部分特别是< 0. 6mm部分的填充性；(3)力学特性评价，引入力学设计指标CEI、TDI评价结构抗力，在旋转压实仪的设计成型过程中同时评价，CEI 以Nini=S至密实度93%的压实曲线下面积；TDI 由密实度93% 至设计密实度％Ndes (96%)时密实曲线下面积；(4)确定最佳浙青用量，结合Superpave水平1体积设计方法，综合设计空隙率4%、 VMAll 13%、饱和度64 75%、粉胶比1 1. 6的指标判断最佳浙青含量；(5)路用性能评价，通过高温动态模量或动态模量主曲线、低温弯曲应变能密度、 AASHTO D83、四点弯曲应力疲劳次数评价混合料路用性能，分别对高温抗永久变形能力、 低温抗能力、抗水损性能、抗疲劳性能评价。
全文摘要
本发明涉及一种密级配大粒径沥青混合料设计、评价方法，这种LSAM结构—性能设计、评价方法根据集料级配的嵌挤、填充特性设置了形成嵌挤密实结构的关键点，提出新的体积设计、抗离析设计控制指标[CA′]比、[FAc′]比、[FAf′]比，结合Superpave水平1体积设计方法确定最佳沥青用量，并引入力学设计指标CEI、TDI评价结构抗力，引入动态模量及其主曲线评价LSAM高温抗永久变形性能，引入低温弯曲应变能密度评价LSAM低温抗裂性能，引入现场取芯作汉堡车辙试验检验铺筑后LSAM路用性能。本发明解决适用于特重交通沥青路面的抗车辙、抗疲劳问题，延长了路面使用寿命。
文档编号C04B26/26GK102417328SQ20111024895
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月28日 优先权日2011年8月28日
发明者冯银富, 刘少文, 孔繁盛, 张晓燕, 李文良, 杨玉东, 樊英华, 王志强 申请人:山西省交通科学研究院