一种高性能改性乳化沥青开级配结构一步级配混料方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能改性乳化沥青开级配结构一步级配混料方法，包括以下步骤：第一步，选取多个影响公路技术指标的因素和多个公路技术指标或材料的物理性能，每个因素取多个试验水平，提取试验数据；第二步，对第一步中得到的实验数据进行分析，分析各个因素对各个技术指标或物理性能的影响；第三步，分析第一步中得到的实验数据中各个因素两两互作对各个技术指标或物理性能的影响；第四步，结合第二步、第三步中的分析结果，寻找最佳级配混料比例。本发明的有益效果：免除加热能耗，节约能源，降低了碳的排放量，不产生烟气，环保效果好，年施工日长，路面渗水性能好、行车噪音低、安全性能高。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及公路交通领域中的一种配置浙青混料的方法，特别涉及一种高性能改 性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法。 一种高性能改性乳化沥青开级配结构一步级配混料方法
【背景技术】
[0002] 目前国内外在公路建设材料上处在研究热改性浙青和先进的温拌浙青的技术与 材料上。热拌浙青技术：浙青需要加热到170°C，石料需要加热到200°C，受施工条件限制年 施工日约180天；国际上最先进的第二代温拌浙青技术：浙青需要加热到130°C，石料需要 加热到170°C，受施工条件限制年施工日约180天；以上两种技术耗费大量能源，排放大量 的污染。
【发明内容】
[0003] 针对现有浙青混料配置方法中存在的缺陷，本发明提供了一种高性能改性乳化浙 青开级配结构一步级配混料方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明所采取的措施是： 一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法，包括以下步骤：第一步，选取 多个影响公路技术指标的因素和多个公路技术指标或材料的物理性能，每个因素取多个试 验水平，提取试验数据；第二步，对第一步中得到的实验数据进行分析，分析各个因素对各 个技术指标或物理性能的影响；第三步，分析第一步中得到的实验数据中各个因素两两互 作对各个技术指标或物理性能的影响；第四步，结合第二步、第三步中的分析结果，寻找最 佳级配混料比例。
[0005] 所述第一步中因素取7个，分别为五种不同范围的石料、矿粉比例和油石比。
[0006] 所述第一步中公路技术指标或材料的物理性能取3个，分别为浙青混料的稳定 度、流值和抗冲击力。
[0007] 所述第一步中每个影响因素取10个试验水平。
[0008] 所述第二步和第三步中采用人工神经网络（ANNs)的方法分析各因素对公路技术 指标或材料物理性能的影响。
[0009] 所述五种石料的粒径范围分别为：小于等于4. 75_，4. 75?9. 5_，9. 5?16mm, 16^26. 5mm 大于等于 26. 5mm。
[0010] 本发明的有益效果：浙青和石料无需加热，免除加热能耗，大大节约能源，同时解 决了浙青公路建造时排放的大量有害气体对空气造成的污染损害人体健康的问题，大大降 低了碳的排放量，不产生烟气，环保效果更佳；可在室外气温（_5~40°C)条件下施工，年施 工日约330天，高性能改性乳化浙青混合料储存期限长，可达20天；针入度、软化点、5度 延度及弹性恢复度均达到标准；由于开级配结构是一种孔隙率较高的间断级配浙青混合 料，要求使用优质、耐磨光集料，其主要功能是为浙青路面提供一个具有优良抗滑能力的面 层，同时还具有降低噪音、减少水漂、水溅、水雾、和眩光等作用，所以开级配结构作为路面 材料，具有渗水性能好、行车噪音低、安全性能高等特点，而且开级配结构混料比常规混料 的车辙变形减少309Γ40%、比常规混料的疲劳寿命延长3~5倍、比常规混料的使用寿命延长 309Γ40%、比常规混料的年使用成本降低159Γ20%。
【具体实施方式】
[0011] 针对目前热浙青、温浙青技术铺设耗费大量能源并向大气排放大量二氧化碳的弊 端，采用自主研发的高性能改性乳化浙青替代热浙青，实现在室温情况下铺设高速公路和 等级公路。将影响公路技术指标的因素作为变量，以公路技术指标或材料的物理性能为目 标，采用非线性科学方法进行研究，不但考察单个因素的影响，而且考察各因素之间的交互 影响作用，最终得到可以指导高性能改性乳化浙青混料的方案，指导实际生产。
[0012] 高性能改性乳化浙青混料问题，作为一个多种材料的复合体系影响因素较多，本 发明考察6个影响因素，包括四种不同范围的石料(分别记为Ci、C2、C3、C4)，矿粉比例和油 石比；为了提高研究的精确度，每个因素采用10个水平；作为高性能改性乳化浙青混料研 究，其混料效果衡量指标数目为三个，分别为混料稳定度、流值及抗冲击力，因此构成了多 因素、多水平、多目标研究的特性，加之这些影响一般被认为是非线性的，并且各因素之间 还具有交互作用。这些因素水平目标参数构造了一个复杂系统，采用传统的正交试验设计 已经不能满足项目要求，故采用先进的均匀试验设计方法安排实验，可以降低试验次数；对 试验结果进行多因素多水平可视化分析，找出其中规律，指导实际混料作业。完全摈弃了统 治100年之久的η法、i法、k法、Superpave法和贝雷等方法，将石料级配研究与后期浙青 混料研究科学地合成一步，直接研究混料(包括传统意义上的级配）配方与道路材料指标之 间的关系。
[0013] 一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法，包括以下步骤：第一步， 选取多个影响公路技术指标的因素和多个公路技术指标或材料的物理性能，每个因素取多 个试验水平，提取试验数据；第二步，对第一步中得到的实验数据进行分析，分析各个因素 对各个技术指标或物理性能的影响；第三步，分析第一步中得到的实验数据中各个因素两 两互作对各个技术指标或物理性能的影响；第四步，结合第二步、第三步中的分析结果，寻 找最佳级配混料比例。所述第一步中因素取7个，分别为五种不同范围的石料、矿粉比例和 油石比。所述第一步中公路技术指标或材料的物理性能取3个，分别为浙青混料的稳定度、 流值和抗冲击力。所述第一步中每个影响因素取10个试验水平。所述第二步和第三步中 采用人工神经网络（ANNs)的方法分析各因素对公路技术指标或材料物理性能的影响。所 述五种石料的粒径范围分别为：小于等于4. 75mm，4. 75?9. 5_，9. 5?16_，16?26. 5mm大于 等于26. 5mm。本发明的混料参数依次为：针入度：68 (标准：40-70);软化点（°C ) :92 (标 准：>60) ;5度延度：75 (标准：>20);弹性恢复度（％) :97 (标准：>75)。
[0014] 本发明的有益效果：浙青和石料无需加热，免除加热能耗，大大节约能源，同时解 决了浙青公路建造时排放的大量有害气体对空气造成的污染损害人体健康的问题，大大降 低了碳的排放量，不产生烟气，环保效果更佳；可在室外气温（-5~40°c)条件下施工，年施 工日约330天，高性能改性乳化浙青混合料储存期限长，可达20天；针入度、软化点、5度 延度及弹性恢复度均达到标准；由于开级配结构是一种孔隙率较高的间断级配浙青混合 料，要求使用优质、耐磨光集料，其主要功能是为浙青路面提供一个具有优良抗滑能力的面
【权利要求】
1. 一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法，其特征在于包括以下步 骤： 第一步，选取多个影响公路技术指标的因素和多个公路技术指标或材料的物理性能， 每个因素取多个试验水平，提取试验数据； 第二步，对第一步中得到的实验数据进行分析，分析各个因素对各个技术指标或物理 性能的影响； 第三步，分析第一步中得到的实验数据中各个因素两两互作对各个技术指标或物理性 能的影响； 第四步，结合第二步、第三步中的分析结果，寻找最佳级配混料比例。
2. 按照权利要求1所述的一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法， 其特征在于所述第一步中因素取7个，分别为五种不同范围的石料、矿粉比例和油石比。
3. 按照权利要求1所述的一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法， 其特征在于所述第一步中公路技术指标或材料的物理性能取3个，分别为浙青混料的稳定 度、流值和抗冲击力。
4. 按照权利要求1所述的一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法， 其特征在于所述第一步中每个影响因素取10个试验水平。
5. 按照权利要求1所述的一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法， 其特征在于所述第二步和第三步中采用人工神经网络（ANNs)的方法分析各因素对公路技 术指标或材料物理性能的影响。
6. 按照权利要求2所述的一种高性能改性乳化浙青开级配结构一步级配混料方法， 其特征在于所述五种石料的粒径范围分别为：小于等于4. 75mm，4. 75?9. 5mm，9. 5?16mm, 16^26. 5mm 大于等于 26. 5mm。
【文档编号】C04B26/26GK104098292SQ201410270596
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】芮定文, 孙益民, 王举 申请人:安徽瑞研新材料技术研究院有限公司