专利名称：一种新型沥青混合料应力吸收层油石比确定方法
技术领域：
本发明主要涉及于道路工程设计及施工领域，特别涉及用于减少水泥混凝土路面 加铺浙青面层反射裂缝的应力吸收层的浙青混合料的油石比确定方法。
背景技术：
长期以来，困扰水泥混凝土路面加铺浙青混凝土面层使用性能的一大难题是如何 缓解水泥混凝土板的反射裂缝。缓解反射裂缝的技术措施主要有加厚浙青面层和设置应 力吸收层。目前应力吸收层的设计包括高弹性类型和多孔隙类型。高弹性应力吸收层主要 通过采用高弹性浙青，在水泥混凝土板上形成一层具有较高弹性变形能力的结构层，达到 吸收水泥混凝土板伸缩应力的效果；而多孔隙应力吸收层利用多孔隙的特点来消散和阻断 混凝土板的应力向上反射，以达到延缓反射裂缝的效果。这两种类型的应力吸收层设计分 别从材料和结构的角度提供了缓解反射裂缝的技术措施，但是关于应该如何确定应力吸收 层这一功能层的浙青用量的问题却始终没有明确的方法。应力吸收层作为结构功能层主要作用是延缓反射裂缝，材料本身应具有较高的韧 性和抗裂性；同时，因其具有一定的结构厚度，且所处的结构层位距离表面层较近，必须考 虑其使用过程中的耐高温稳定性，防止出现高温推移。因此，应力吸收层的浙青混合料设计 关键技术之一是确定合理的油石比，即满足浙青混合料具有较高的韧性和抗裂性，同时应 满足高温稳定性要求。
发明内容
针对上述领域中的的缺陷，本发明提出一种新型浙青混合料应力吸收层油石比确 定方法，按该油石比配合的浙青混合料作为应力吸收层的材料，具有较高的韧性和抗裂性， 同时具有高温稳定性，完全满足工程设计要求。一种新型浙青混合料应力吸收层油石比AC确定方法，包括如下步骤1)对于选定的集料和级配曲线，不同的油石比成型试件，测定浙青混合料试件毛 体积密度，计算浙青混合料的干密度，VMA, VCA，并以此确定最紧密嵌挤状态下的油石比，定义为AC1 ；2)采用不同的油石比对浙青混合料进行析漏试验，确定该级配和集料的浙青混合 料不出现浙青胶浆析漏的最大油石比，定义为AC23)在AC1与AC2之间取不同油石比在60°C下对试件进行车辙试验，确定满足动稳 定度和相对变形要求的最大油石比，定义为AC3,4)在AC1与々(2之间取不同油石比在0°C下进行小梁试件弯曲试验，确定满足弯拉 应变要求的油石比最小值，定义为AC4 ；5)确定 AC4 彡 AC 彡 AC3。所述AC 优选 OAC = (AC3+AC4) /2。所述步骤还包括对油石比OAC条件下的浙青混合料开展高低温性能、水稳定性的验证，如果各项性能指标满足要求则确定其为最佳油石比，否则调整级配进行设计重复 前面的设计步骤。所述步骤1中AC1的确定方法为计算浙青混合料干密度最大值、VMA最小值、VCA 最小值对应的油石比，取其均值即为AC1。所述毛体积密度的测定方法采用不同油石比以马歇尔击实试验成型浙青混合料 试件，通过蜡封法测定。所述步骤2中AC2的确定方法为析漏损失率与油石比的关系图中，析漏损失率出 现拐点所对应的油石比即为AC2，所述析漏实验按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规 程》JTJ052-2000 T0732-1993 的规定试验。所述析漏试验中，每一个油石比做三组平行实验，其析漏损失率取三个平行实验 中的平均值。所述步骤3中的试件是按照步骤1中不同油石比对应的毛体积密度的98%成 型车辙试件，所述车辙试验按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTJ 052-2000 T0719-1993的规定试验。所述步骤4中小梁试件是按步骤3中的车辙试件成型方法成型3. 5cm厚的试件， 养生规定时间后切割试件，将其切割成宽度为3cm，长度为25cm的小梁试件，所述小梁试件 弯曲试验按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTJ 052-2000 T0715-1993的规定试验。所述步骤1、2、3、4中不同油石比的级差为0. 3-0. 4%。具体的确定方法步骤如下步骤1 对于选定的集料和级配曲线，通常根据经验选择5 6个以0. 4%为间隔 的油石比，以马歇尔击实试验成型一组浙青混合料试件，通过蜡封法测定试件的毛体积密 度等物理指标，根据浙青混合料干密度最大值、矿料间隙率VMA最小值和粗集料间隙率VCA 的最小值确定对于此种浙青混合料的最紧密嵌挤状态，此时浙青混合料对应的油石比定义 为 AC1 ；步骤2 参考马歇尔击实试验选用的油石比，选择8 10个同样以0.4%为间隔的 油石比，按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTJ 052-2000 T0732-1993的规定，开 展各油石比下浙青混合料的析漏试验，每组3个平行试验，取3次平行试验析漏率的平均值 作为试验结果，析漏率将随油石比的增加而增加，并在某一油石比出现析漏率变化拐点，此 拐点对应的油石比为此种级配和集料浙青混合料不出现浙青胶浆析漏的最大油石比，定义 为AC2 ；通过上述试验，确定AC1和AC2为应力吸收层浙青混合料油石比的下限和上限。步骤3:在上下限之间(包括上下限)选取3 4个油石比，进行应力吸收层浙青 混合料的高温稳定性验证，分别按照不同油石比对应的毛体积密度的98%成型车辙试件， 按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTJ 052-2000 T0719-1993的规定，进行60° 条件的车辙试验，测定各油石比条件下浙青混合料的动稳定度和相对变形，确定满足动稳 定度和相对变形要求的最大油石比AC3。步骤4 对不同油石比按照车辙试件成型方法，成型3. 5cm厚的试件，养生规定时 间后切割试件，将其切割成宽度为3cm，长度为25cm的小梁试件，按照《公路工程浙青及浙 青混合料试验规程》JTJ 052-2000 T0715-1993的规定，开展0°条件下的弯曲试验，确定可
4以满足设计弯拉应变要求的油石比最小值，定义为AC4。步骤5 在AC4和AC3之间的浙青混合料即满足低温抗裂性要求同时又满足高温稳 定性要求，定义其中值作为最佳油石比，即OAC = (AC3+AC4)/2。按照上面步骤试验，初步确定了应力吸收层浙青混合料的最佳油石比0AC，进一步 对最佳油石比条件下的浙青混合料开展高低温性能、水稳定性的验证，如果各项性能指标 满足要求则确定其为最佳油石比，否则重新调整级配进行设计。按照本发明的方法，可以很好地设计得到应力吸收层油石比的适当数值，从而得 到最佳数值，能完全满足浙青混合料具有较高的韧性和抗裂性，高温稳定性的要求。
图1油石比与干密度的二元关系图，图2油石比与VCA的二元关系图，图3油石比与VMA的二元关系图，图4析漏损失率与油石比的二元关系图，
具体实施例方式实施例11、1试验所需仪器、设备(1)车辙试件成型仪；(2)车辙试验仪；(3)天平或台秤量程不小于20kg，精度不低于Ig ；(4)烘箱控温精度不大于士 1°C ；(5)高精度混凝土切割机；(6)可控温低温冰柜(_30°C -O0C )度，控温精度士 1°C ；(7)液压伺服加载设备，具备荷载、位移传感器。1、2确定方法步骤1确定AC1某旧水泥混凝土路面加铺浙青面层，为延缓浙青面层出现反射裂缝，在水泥混凝 土板上设置一层应力吸收层，其推荐级配范围如下表1所示，对于此级配开展各项试验确 定其最佳油石比。表1应力吸收层浙青混合料用推荐矿料级配曲线
权利要求
1.一种新型浙青混合料应力吸收层油石比AC确定方法，包括如下步骤1)对于选定的集料和级配曲线，测定不同的油石比下浙青混合料试件毛体积密度，计 算干密度，VMA, VCA确定该浙青混合料的最紧密嵌挤状态下的油石比，定义为AC1 ；2)对浙青混合料进行不同的油石比的析漏试验，确定该浙青混合料不出现浙青胶浆析 漏的最大油石比，定义为AC2;3)在AC1与AC2之间取不同油石比在60°C下对试件进行车辙试验，确定满足动稳定度 和相对变形要求的最大油石比，定义为AC3,4)在AC1与々(2之间取不同油石比在0°C下进行小梁试件弯曲试验，确定满足弯拉应变 要求的油石比最小值，定义为AC4 ；5)则应力吸收层油石比可选定在AC4和AC3之间，AC4彡AC彡AC3。
2.根据权利要求1所述的确定方法，所述AC为OAC=(AC3+AC4)/2。
3.根据权利要求2所述的确定方法，所述步骤还包括对油石比OAC条件下的浙青混 合料开展高低温性能、水稳定性的验证，如果各项性能指标满足要求则确定其为最佳油石 比，否则调整级配进行设计重复前面的设计步骤。
4.根据权利要求1所述的确定方法，所述步骤1)中AC1W确定方法为计算干密度最大 值、VMA最小值、VCA最小值对应的油石比，取其均值即为AC115
5.根据权利要求1所述的确定方法，所述毛体积密度的测定方法采用不同油石比以马 歇尔击实试验成型浙青混合料试件，通过蜡封法测定。
6.根据权利要求1所述的确定方法，所述步骤幻中AC2W确定方法为析漏损失率与油 石比的关系图中，析漏损失率出现拐点所对应的油石比即为AC2，所述析漏实验按照《公路 工程浙青及浙青混合料试验规程》JTJ052-2000 T0732-1993的规定试验。
7.根据权利要求6所述的确定方法，所述析漏试验中，每一个油石比做三组平行实验， 其析漏损失率取三个平行实验中的平均值。
8.根据权利要求1所述的确定方法，所述步骤幻中的试件是按照步骤1)中不同油石 比对应的毛体积密度的98%成型车辙试件，所述车辙试验按照《公路工程浙青及浙青混合 料试验规程》JTJ 052-2000 T0719-1993的规定试验。
9.根据权利要求1所述的确定方法，所述步骤4)中小梁试件是按步骤幻中的车辙试 件成型方法成型3. 5cm厚的试件，养生规定时间后切割试件，将其切割成宽度为3cm，长度 为25cm的小梁试件，所述小梁试件弯曲试验按照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》 JTJ052-2000 T0715-1993 的规定试验。
10.根据权利要求1所述的确定方法，所述步骤1)、2)、3)、4)中不同油石比的之间的级 差为0. 3 0. 4%。
全文摘要
本发明涉及“一种新型沥青混合料应力吸收层油石比确定方法”，包括确定该沥青混合料的最紧密嵌挤状态下的油石比AC1，确定该沥青混合料不出现沥青胶浆析漏的最大油石比AC2，确定在AC1和AC2范围内动稳定度和相对变形满足要求的最大油石比AC3，确定在AC1和AC2范围满足低温弯拉应变要求的油石比最小值AC4，则应力吸收层使用的AC的选取范围为AC4≤AC≤AC3，一般可优选AC为0AC＝(AC3+AC4)/2。按照本发明的方法，可以很好地设计得到应力吸收层油石比的适当数值，从而得到最佳数值，能更好的兼顾沥青混合料具有较高的抗裂性和高温稳定性的要求。
文档编号E01C19/02GK102094377SQ201010588159
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者周兴业, 张蕾, 王吉生, 王旭东, 肖俏, 郭朝阳 申请人:交通运输部公路科学研究所