常温改性沥青混合料的配合比设计方法
【专利摘要】本发明提供了一种常温改性沥青混合料的配合比设计方法，其包括如下两个步骤：确定矿料级配和确定混合料最佳油石比，所述方法的特点在于矿料级配采用幂函数构建的多碎石断级配；采用旋转压实法成型试件，通过不同油石比条件下的矿料最紧密状态及最大干密度对应的油石比确定最佳油石比。采用本发明提供的方法，可以规范常温改性沥青混合料的配合比设计方法，确保常温改性沥青混合料的质量品质。
【专利说明】常温改性沥青混合料的配合比设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于公路工程【技术领域】，具体是涉及一种常温改性浙青混合料的配合比设 计方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着交通运输科技的发展，"节能、低碳、环保"筑路材料不断涌现，特别是 溶剂型冷拌冷铺改性浙青的出现，弥补了以往水介质冷补材料路用性能不良、不适宜全幅 摊铺及使用的技术缺陷，该类材料以其显著的技术优势受到越来越多的关注与研究，与传 统的热拌浙青混合料和温拌浙青混合料而言，其消耗的能源、释放的有害气体更少，且能在 低温和负温条件下施工，解决了浙青路面只能在高温季节施工的技术难题，实现了浙青路 面在特殊环境（主要是低温）特殊条件（路面周边无热拌站）下的修筑及养护。
[0003] 常温浙青混合料SMC是从冷补浙青混合料发展过来的，追溯常温浙青混合料和冷 补浙青混合料的发展，国内外已开展了很多的研究，上世纪50年代，苏联学者提出冷补浙 青混合料的路用性能主要跟浙青结合料的粘度与用量、矿质集料比表面积等因素有关。上 世纪90年代，美国SHRP计划路面养护课题组提出：（1)冷补浙青应便于混合料拌和和施工 操作，其最大粘度不应大于6Pa*s ;(2)冷补浙青的用量和施工时环境条件（温度、光照、风 速、湿度等）均影响冷补浙青的凝结速度；（3)残留浙青应能形成较大的粘结力，并对矿质 集料有良好的粘附性，能抵抗雨水的侵蚀而不脱落。此外，美国的研究者还提出，冷补浙青 应按气温进行划分，分为冬季型、春秋季型和夏季型三种材料。日本的研究者提出冷补浙青 应根据不同季节气温，划分出高温型和低温型两种材料。国内《公路浙青路面施工技术规 范》(JTG F40-2004)中对冷补浙青混合料的施工和易性、抗水剥落性和粘聚力进行了规定。
[0004] 现有热拌浙青混合料配合比设计方法不适用于常温改性浙青混合料，依据现行的 《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)，采用马歇尔击实法成型试件，以确定混合 料的最佳油石比。但于常温改性浙青混合料而言，浙青结合料在常温条件下7天内一直处 于润滑状态，未能形成热拌料浙青结合料冷却后的胶结强度，因此，在采用马氏击实法成型 时，不易形成油石比与干密度的抛物线曲线，较难找到最大干密度（矿料最紧密状态）对应 的油石比。此外在实际使用过程中，如果照搬现有热拌浙青混合料的配合比设计方法，将存 在最佳油石比无法确定、常温浙青混合料的各项力学性能指标偏低、不满足设计要求等问 题，这将严重制约常温改性浙青混合料的大面积推广应用。
[0005] 尽管美国、日本等国家进行了系统研究，但尚未形成成套技术体系，常温浙青混合 料的配合比设计方面没有进行针对性、深入地研究，没有提出系统的混合料配合比设计方 法。
[0006] 公开于该发明【背景技术】部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般【背景技术】的理 解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有 技术。
【发明内容】
[0007] 因此，参照有关国家标准及行业标准， 申请人:提出了一种常温浙青混合料的配合 比设计方法，作为常温浙青混合料配合比设计的依据。
[0008] 本发明的目的在于提供一种常温改性浙青混合料的配合比设计方法，通过该方法 可以科学规范地确定常温改性浙青混合料的材料组成，为常温浙青混合料配合比设计提供 依据。
[0009] 为实现上述目的，本发明提供一种常温改性浙青混合料的配合比设计方法，所述 方法包括如下两个步骤：确定矿料级配和确定混合料最佳油石比。
[0010] 根据本发明的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中所述确定矿料的级配 的步骤包括：确定间断点，以幂函数构建矿料级配曲线，构建粗集料级配曲线，测定孔隙率、 浙青饱和度等体积指标，当孔隙率、浙青饱和度等体积指标不符合设计要求时，调整间断点 筛孔的通过率，直至满足最佳油石比对应的混合料旋转压实试件体积指标的设计要求。 [0011] 根据本发明的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中所述确定混合料最佳 油石比的步骤包括：预估混合料的最佳油石比，以预估油石比为中值，按照预定的间隔，最 少取5个不同的油石比进行旋转压实分别成型试件，采用旋转压实法成型试件，测定混合 料的毛体积密度，计算混合料的最大干密度，绘制油石比与干密度关系曲线，采用二次抛物 线模型进行回归分析，利用二次抛物线系数计算得出最大干密度对应的油石比作为常温浙 青混合料最佳油石比。
[0012] 根据本发明的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中在所述确定矿料的级 配的步骤中，通过幂函数模型y = a · Xb构建粗集料级配曲线，其中y为集料通过各筛孔的 质量百分率，a为常数，X为各筛孔尺寸，b为常数。
[0013] 根据本发明的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中在所述确定混合料最 佳油石比的步骤中所述间隔为0. 3%或0. 4%。
[0014] 由于采用本发明提供的方法，可以规范常温改性浙青混合料的配合比设计方法， 确定其材料组成，可以确保常温改性浙青混合料的质量品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1显示根据常规的配比设计方法中通过马氏法测定常温改性浙青混合料的油 石比与干密度关系的曲线；
[0016] 图2显示根据本发明的温改性浙青混合料的配合比设计方法中通过旋转压实法 测定常温改性浙青混合料的油石比与干密度关系的曲线。
【具体实施方式】
[0017] 本发明下面，给出一个具体的实施例--SAC-10常温改性浙青混合料的实施例， 以更详细的说明本发明。
[0018] 1、原材料及矿料级配
[0019] 选择合适的矿料级配是常温改性浙青混合料能否成功应用的关键，也是评价其路 用性能的重要影响因素。常温改性浙青混合料采用间断型级配，按公称最大粒径分为：5 型、7型、10型、13型、16型、20型和25型共7个类型，其代号分别为：SMC-5、SMC-7、SMC-10、 SMC-13、SMC-16、SMC-20、SMC-25。级配类型及其参考范围见下表I :
[0020] 表1 :常温改性浙青混合料矿料级配类型及其参考范围
【权利要求】
1. 一种常温改性浙青混合料的配合比设计方法，所述方法包括如下两个步骤：确定矿 料级配和确定混合料最佳油石比。
2. 根据权利要求1所述的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中所述确定矿料 的级配的步骤包括：确定间断点，以幂函数构建矿料级配曲线，构建粗集料级配曲线，测定 孔隙率、浙青饱和度等体积指标，当孔隙率、浙青饱和度等体积指标不符合设计要求时，调 整间断点筛孔的通过率，直至满足最佳油石比对应的混合料旋转压实试件体积指标的设计 要求。
3. 根据权利要求1所述的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中所述确定混合 料最佳油石比的步骤包括：预估混合料的最佳油石比，以预估油石比为中值，按照预定的间 隔，最少取5个不同的油石比进行旋转压实分别成型试件，采用旋转压实法成型试件，测定 混合料的毛体积密度，计算混合料的最大干密度，绘制油石比与干密度关系曲线，采用二次 抛物线模型进行回归分析，利用二次抛物线系数计算得出最大干密度对应的油石比作为常 温浙青混合料最佳油石比。
4. 根据权利要求2所述的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中在所述确定矿 料的级配的步骤中，通过幂函数模型y = a ? xb构建粗集料级配曲线，其中y为集料通过各 筛孔的质量百分率，a为常数，x为各筛孔尺寸，b为常数。
5. 根据权利要求3所述的常温改性浙青混合料的配合比设计方法，其中在所述确定混 合料最佳油石比的步骤中，所述间隔为〇. 3%或0. 4%。
【文档编号】E01C7/18GK104372727SQ201410638672
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】郭朝阳, 魏道新, 陈景, 赵蔚, 朱宝林, 王书杰, 李亚非, 许严 申请人:交通运输部科学研究院