一种橡胶沥青混合料级配范围确定方法及系统与流程

本发明涉及工程施工
技术领域：
，特别涉及一种橡胶沥青混合料级配范围确定方法及系统。
背景技术：
：中国的轮胎产量已连续10年居世界前列，每年产生的废旧轮胎也是全国首位。近年来，废旧轮胎引起的一系列问题屡见不鲜，比如长期堆积废旧轮胎造成的火灾等。废旧橡胶轮胎大量堆积,不仅造成了黑色污染，也是对现有资源的一种浪费。道路材料的发展，为解决这个问题指引了方向。橡胶沥青是利用废胎胶粉与沥青按一定比例拌和而得到的满足相关技术要求的改性沥青，不仅具有良好的路用性能，且由于实现了废旧轮胎的再生利用，成为近年来国内研究与应用的重点。在橡胶沥青混合料中，集料所占的比例通长在90％以上，对混合料的性能起到至关重要的作用。橡胶沥青混合料的级配虽经过了长期摸索、研究、实践，取得了一定的发展，但目前国内外橡胶沥青混合料的级配范围普遍过大，且不同地区同一类型混合料级配范围相差甚远，最大值接近20％，这不仅对橡胶沥青混合料设计指导性不强，同时混合料的性能也难以得到保障。为此，一种橡胶沥青混合料级配范围确定方法，对不同地域，在保证设计出的混合料在满足规范要求的同时，可以提高路用性能以及减少路面病害的产生，是本领域技术人员亟待解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供橡胶沥青混合料级配范围确定方法，针对不同地域，能够在保证设计出的混合料在满足规范要求的同时，提高路用性能以及减少路面病害的产生；本发明的第二个目的在于提供一种橡胶沥青混合料级配范围确定系统，具有同样的效果。本发明解决技术问题的技术方案如下：一种橡胶沥青混合料级配范围确定方法，其特征在于，包括如下步骤，确定符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围；生成能够平均划分所述最大区间范围的所有级配曲线；测试所述级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能；根据所述地域的气候分区赋予每项所述级配曲线路用性能权重系数，根据权重系数计算每项所述级配曲线路用性能评分，确定所述地域的橡胶沥青混合料的级配范围。优选地，在测试所述级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能之前，还包括，根据地域的气候分区调整所述级配曲线的步骤。优选地，在根据地域的气候分区调整所述级配曲线之前还包括，根据所述地域的高温指标、低温指标以及雨量指标确定所述地域的气候分区的步骤。优选地，在测试所述级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能之前，还包括，根据所述地域的交通荷载等级调整所述级配曲线的步骤。优选地，根据地域的气候分区调整所述级配曲线，具体为，夏季高温地区，上调4.75mm至9.5mm集料的用量，下调0.3mm至2.36mm集料的用量；冬季低温地区上调0mm至0.6mm集料的用量。一种橡胶沥青混合料级配范围确定系统，其特征在于，包括，储存有符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围，以及平均划分所述最大区间范围的所有级配曲线的储存模块；用于输入地域的气候分区，以及所有所述级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能的输入模块，根据地域的气候分区赋予每项所述级配曲线路用性能的权重系数，并根据权重系数计算每项所述级配曲线路用性能评分的评价模块；用于输出所述评价模块评分前三的级配曲线的输出模块。优选地，还包括，用于根据地域的气候分区调整所述级配曲线的级配调整模块。优选地，所述输入模块，还用于输入所述地域交通荷载等级；所述级配调整模块，还用于根据所述地域的交通荷载等级调整所述级配曲线。本发明所提供的橡胶沥青混合料级配范围确定方法，先确定符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围，然后，生成能够平均划分所述最大区间范围的所有级配曲线，再测试所有级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能，最后根据地域的气候分区以及所述路用性能，确定地域的橡胶沥青混合料的级配范围。采用本发明提供的方法，由于结合了目标地域的气候分区以及橡胶沥青混合料的路用性能，并根据目标地域的气候分区赋予每项级配曲线路用性能权重系数，且根据权重系数计算每项级配曲线路用性能评分，最后确定目标地域的橡胶沥青混合料的级配范围，使得确定后的橡胶沥青混合料级配区间更加适合目标地域，因此，能够在保证设计出的混合料在满足规范要求的同时，提高路用性能以及减少路面病害的产生。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的橡胶沥青混合料级配范围确定方法的步骤示意图；图2是sup-13最佳油石比与级配关系曲线图；图3是本发明实施例试件高温性能结果图；图4是本发明实施例试件低温性能结果图；图5是本发明实施例试件水稳定性能结果图；图6为本发明实施例提供的橡胶沥青混合料级配范围确定系统的示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请如图1所示，本发明实施例以江苏南部地区橡胶沥青混合料sup-13为例对本发明提供的橡胶沥青混合料级配范围确定方法进行具体完整地说明。s1.确定符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围；首先确定符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围，在此过程中，其确定的依据为现有的规范以及已有工程实践经验。以sup-13混合料为例，参考sup-13混合料的控制点以及禁区位置，并结合江苏地区已有工程经验以及我国密级配ac-13混合料的工程级配范围，确定橡胶沥青混合料级配的最大区间范围，具体如表1所示。表1：sup-13级配最大区间范围s2.生成能够平均划分最大区间范围的所有级配曲线；当确定了符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围后，平均划分该最大区间范围，生成级配曲线。平均划分该表1所示的最大区间范围后，所生成的6条级配曲线，具体如表2所示。表2平均划分该最大区间范围所生成的所有sup-13级配当然，为了使得平均划分该最大区间范围所生成的所有级配曲线对使用地域更有针对性，可以根据地域的气候分区调整每项级配曲线。本实施例中，以江苏南部地区为例，而江苏南部地区的气候分区为“夏炎热冬温，年降雨量大于1000ml”。因此，针对该气候分区，对每项级配曲线的调整具体为：增加中间档次的集料用量，以加强骨架嵌挤结构，以提高混合料的高温稳定性、水稳定性能；由于0.3mm至2.36mm区间内的细集料颗粒的棱角性较小，不易形成摩阻力，故在满足级配范围的前提下，尽量减少该区间细集料的使用，避免形成驼峰级配；级配尽量采用平坦的s型曲线，减少最粗集料以及0.6mm以下集料的用量，以减少混合13料中粗细集料的离析。经过调整后的各级配曲线如表3所示.表3根据地域的气候区间调整后的所有sup-13级配本实施例中，气候分区指标为高温指标、低温指标以及雨量指标。其中，高温指标的计算方法为：采用最近30年内最热月平均日最高气温的平均值，作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变的气候因子，并作为气候分区的一级指标。具体如下，先选择目标地域一年中最热的月份作为年最热月，通过当地气象台站获得该月记录的每一天的最高气温的温度和时间；计算每年最热月的日最高气温的平均值作为一年最热月的月平均最高气温；计算30年的年最热月平均最高气温的平均值为最热月平均最高气温，作为高温分区指标。低温指标的计算方法为：采用近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子，并作为气候分区的二级指标。具体如下，先选择目标地域一年中最冷的月作为年最冷月，通过当地气象台站获得该月记录极端最低气温；然后，计算30年的极端最低气温最小值，作为低温分区指标。雨量指标的计算方法为：采用最近30年内的年降水量的平均值作为反映沥青路面受雨/雪影响的气候因子，并作为气候分区的三级指标。具体为，通过目标地域气象台站获得目标地域的年降雨量；然后，计算30年内的年降雨量的平均值，作为雨量分区指标。其中，需要说明的是，目标地域气候分区中，高温指标分为3个区，具体如表4所示。表4：高温指标分区目标地域气候分区中，低温指标分为4个区，具体如表5所示。表5：低温指标分区低温气候区1234气候区名称冬严寒区冬寒区冬冷区冬温区极端最低气温(℃)＜-37.0-37.0-21.521.5—9.0＞-9.0目标地域气候分区中，雨量指标分为4个区，具体如表6所示。表6：雨量指标分区雨量气候区1234气候区名称冬严寒区冬寒区冬冷区冬温区年降雨量(mm)＞10001000-500500-250＜250当然，根据需要，还可以根据目标地域的交通荷载等级调整级配曲线。s3.测试所述级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能；当生成级配曲线后，对所有的级配曲线进行路用性能测试，并记录测试结果。需要说明的是，在对路用性能的测试中，考虑到不同地区路用性能指标的可比性和易于操作的要求，本发明实施例中仍采用现行规范中高温性能、低温性能、水稳定性能测试方法，具体测试参照《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(jtge20-2011)的相关步骤和要求。本发明实施例中的6条级配曲线的路用性能参数见附图2至5。其中，图1是sup-13最佳油石比与级配关系曲线图；图2是本发明实施例试件高温性能结果图；图3是本发明实施例试件低温性能结果图；图4是本发明实施例试件水稳定性能结果图。s4.根据地域的气候分区赋予每项级配曲线路用性能权重系数，然后，根据权重系数计算每项级配曲线路用性能评分，最后，根据评分确定地域的橡胶沥青混合料的级配范围。其中，目标地域的气候分区与路用性能的权重系数对应关系请如表7所示。表7：气候分区与路用性能权重系数关系由于本发明实施例中江苏南部地区的气候分区为“夏炎热冬温，年降雨量大于1000ml”，因此，其路用性能的权重系数具体如表8所示。表8不同路用性能权重系数路用性能高温性能水稳定性低温性能权重系数0.40.40.2当确定了路用性能的权重系数后，根据权重系数计算每项级配曲线路用性能评分，本发明实施例中，其评分具体如表9所示。表9各试验级配的综合得分比较最后，根据每项级配曲线的评分，确定目标地域的橡胶沥青混合料的级配范围。从本发明实施例中的每项级配曲线的评分中发现，级配2、3、4评分较高，表明这三个级配的各项性能比较均衡且具有地域针对性。最后确定优化后的sup-13橡胶沥青混合料级配范围为江苏南部地区的级配范围，具体如表10所示。表10江苏南部地区橡胶沥青混合料sup-13级配优化范围采用如上方法，能够有效解决目前橡胶沥青混合料级配范围过大、不同地区差异过大所导致的橡胶沥青混合料的路用性能难以保证的问题，使得设计出的橡胶沥青混合料更具有针对性，即不同地域其橡胶沥青混合料在满足规范要求的同时，能够提高路用性能以减少路面病害的产生。与此同时，本发明实施例还提供一种橡胶沥青混合料级配范围确定系统，具体如图6所示，其包括，储存有符合控制点要求的橡胶沥青混合料级配的最大区间范围，以及平均划分最大区间范围的所有级配曲线的储存模块1；用于输入地域的气候分区，以及所有级配曲线对应的橡胶沥青混合料的路用性能的输入模块2，根据地域的气候分区赋予每项级配曲线路用性能的权重系数，并根据权重系数计算每项级配曲线路用性能评分的评价模块3；用于输出评价模块评分前三的级配曲线的输出模块4。其中，还可以包括，用于根据地域的气候分区调整级配曲线的级配调整模块5。当然，输入模块2还可以用于输入地域交通荷载等级；此时，级配调整模块5还可以用于根据目标地域的交通荷载等级调整级配曲线。采用本发明实施例提供的橡胶沥青混合料级配范围确定系统进行级配范围确定时，先通过输入模块2输入目标地域的气候分区，级配调整模块5会根据目标地域的气候分区和/交通荷载等级对级配进行调整，然后通过输出模块4输出各级配曲线，工作人员对输出模块4输出的各级配曲线进行路用性能测试，然后工作人员将各级配曲线的路用性能参数能过输入模块2输入，评价模块3根据地域的气候分区赋予每项级配曲线路用性能的权重系数，并根据权重系数计算每项级配曲线路用性能评分，最后由输出模块输出适合目标地域的橡胶沥青混合料的级配范围。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12