一种玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法,它包括以下步骤：一、原料选择；二、级配设计；三、最佳油石比确定；四、配合比设计指标验证，得到透水沥青混合料的目标配合比。本发明专利技术提供的设计方法易操作，节约成本，避免了飞散试验确定透水沥青混合料油石比的繁琐，合理地确定沥青的用量，保证了沥青混合料的各项性能，降低配合比设计阶段的盲目性和工作量，显著提高工程效率。

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法
本专利技术属公路建筑材料研究领域，具体涉及一种玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法。
技术介绍
透水沥青混合料作为一种具有相互连通空隙的开级配沥青混合料，以其显著的透水、良好的抗滑性能和降低路面温度的功能在国内外得到了广泛应用。国外学者通过研究认为大空隙透水路面集料的飞散的原因主要是由于沥青的粘度以及与集料的粘附性不足，添加剂的加入可显著提高混合料的耐磨性能，但会影响透水路面的空隙率，因此在添加时应进行充分的试验，以期在控制空隙率的同时提高路面的耐久性。随后美国将玄武岩纤维用于OGFC中，并解决了OGFC早期损害问题。玄武岩纤维对增强沥青混合料高温稳定性，水稳定性，耐久性等方面均有显著效果。因此，研究玄武岩纤维对透水沥青混合料配合比设计指标影响成为解决配合比设计问题的主要方案之一。透水沥青混合料的最佳沥青用量主要由谢伦堡沥青析漏试验和肯塔堡飞散试验结果选定。通常以谢伦堡沥青析漏试验确定的沥青混合料不致产生流淌的沥青用量作为上限，以肯塔堡飞散试验检验沥青混合料在通车后粒料不致松散、脱落、飞散时的沥青用量为下限。这样的设计方法存在两方面缺陷:一是这类方法是一种经验法，不同的人确定的随意性比较大，而且与个人的实践经验关系很大；二是肯塔堡飞散的方法误差较大，有时数据不准确，且试验量大，因此如何合理设计透水沥青混合料配合比设计方法尚需经过进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法，通过在透水沥青混合料掺入适当的短切玄武岩纤维，不仅可以提高混合料性能，且设计方法易操作，节约成本。降低配合比设计阶段的盲目性和工作量，显著提高工程效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术所述的玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法,包括如下步骤：步骤一、原料选择：沥青选用高粘改性沥青，粗细集料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩，玄武岩纤维选用短切玄武岩纤维，集料整体级配范围如下：步骤二、确定初始油石比：根据矿料表面吸附沥青膜厚度确定初始油石比；步骤三、最佳油石比确定：确定短切玄武岩纤维的用量和长度，设初始油石比值为x，以x-1.5、x-1.0、x-0.5、x、x+0.5、x+1.0、x+1.5为油石比，分别对掺入不同长度的短切玄武岩纤维的透水沥青混合料进行谢伦堡析漏试验，再以x-1.5、x-1.0、x-0.5、x、x+0.5、x+1.0、x+1.5为横坐标值，以其相应的析漏损失值为纵坐标值，作关系曲线图，在曲线上取x-1.0和x+1.0两坐标点附近任意两点作为切点作切线，切线交点的横坐标值即为最佳油石比；进一步的，步骤三中，在曲线上取x-1.0和x+1.0两坐标点作为切点作切线。进一步的，步骤四中，掺杂短切玄武岩纤维透水沥青混合料的空隙率为18％-25％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有优点：本专利技术提供的设计方法易操作，节约成本，避免了飞散试验确定透水沥青混合料油石比的繁琐，合理地确定沥青的用量，保证了沥青混合料的各项性能，降低配合比设计阶段的盲目性和工作量，显著提高工程效率。附图说明图1为掺入不同长度的短切玄武岩纤维的透水沥青混合料的油石比与析漏损失的关系曲线(a为0mm，b为3mm，c为3mm，d为6mm，e为9mm)。图2为掺入不同长度的短切玄武岩纤维的透水沥青混合料马歇尔指标对比图(a为马歇尔稳定度，b为流值)。图3为不同长度短切玄武岩纤维透水沥青混合料空隙率与连通空隙率对比试验。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术所述的一种玄武岩纤维透水沥青混合料最佳油石比确定方法做进一步说明。步骤一、原料和级配选择：沥青选用高粘改性沥青(沥青用量为油石比乘以总矿料质量)，粗细集料为镇江玄武岩共3920g，矿粉为80g磨细的镇江石灰岩，玄武岩纤维选用的江苏天龙短切玄武岩纤维，总矿料(粗细集料和矿粉总和)为4000g。集料与填料的整体级配范围如下：步骤二、确定初始油石比：根据矿料表面吸附沥青膜厚度确定初始油石比。步骤三、最佳油石比确定：先确定短切玄武岩纤维的用量为0.3wt％(矿料的0.3％)和0，再确定掺入短切玄武岩纤维长度分别为(0mm、3mm、6mm、9mm、12mm)，分别对掺入不同长度的玄武岩纤维透水沥青混合料进行谢伦堡析漏试验，设初始油石比值为x，则以x-1.5、x-1.0、x-0.5、x、x+0.5、x+1.0、x+1.5为横坐标值，以其相应的析漏损失值为纵坐标值，作关系曲线图，在曲线上取x-1.0和x+1.0两坐标点作为切点作切线，切线交点的横坐标值即为最佳油石比。步骤四、指标验证：对掺加短切玄武岩纤维透水沥青混合料进行马歇尔试验，与公路沥青路面施工技术规范要求进行对比，进行沥青混合料的配合比设计检验。实施例：步骤一、原料和级配选择：透水沥青混合料PAC-13的级配设计参照CJJ/T190-2012《透水沥青路面技术规程》中所规定的矿料级配范围进行设计。确定的掺入短切玄武岩纤维PAC-13透水沥青混合料的合成级配表如下。PAC-13透水沥青混合料级配各筛孔通过率步骤二、确定初始油石比：透水沥青混合料PAC-13的初始油石比的确定参照CJJ/T190-2012《透水沥青路面技术规程》中所规定的矿料表面吸附沥青膜厚度进行设计，初始油石比为4.5％。步骤三、最佳油石比确定：先确定短切玄武岩纤维的用量为0.3％，再确定掺入短切玄武岩纤维长度分别为(0mm、3mm、6mm、9mm、12mm)，分别以3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％和6.0％为油石比，对掺入不同长度的玄武岩纤维透水沥青混合料进行谢伦堡析漏试验，分别确定其析漏损失值，再以3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％和6.0％为横坐标点，以其相应的析漏损失值为纵坐标值，再画出油石比与析漏损失的关系曲线，在曲线上取横坐标为3.5％和5.5％的两点作的切线，交点横坐标即为最佳油石比，油石比分别为4.6％、4.8％、4.8％、4.9％、4.95％，不同纤维长度的油石比与析漏损失的关系曲线如图1所示。沥青混合料类型步骤四、指标验证：对掺加短切玄武岩纤维透水沥青混合料进行马歇尔试验，与公路沥青路面施工技术规范要求进行对比，进行沥青混合料的配合比设计检验，试验结果如图2所示。由图1可见，析漏损失随油石比的增大而增大，掺入短切玄武岩纤维长度为0mm、3mm、6mm、9mm、12mm的短切玄武岩纤维透水沥青混合料最佳油石比分别为4.6％、4.8％、4.8％、4.9％、4.95％。综上所述，掺入短切玄武岩纤维透水沥青混合料的最佳油石比，随着掺入短切玄武岩纤维长度的增加而提高。如图2，五种透水沥青混合料马歇尔稳定度大小依次为：A5>A4>A3>A2>A1，5种透水沥青混合料流值大小依次为：A1>A3>A4>A2>A5，随着短切玄武岩纤维的掺入，改善透水沥青混合料的稳定度和流值，且符合规范。由图3可见，5种透水沥青混合料空隙率大小依次为：A3>A4>A1>A2>A5，连通空隙率大小依本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法,其特征在于，包括如下步骤：步骤一、原料和级配选择：沥青选用高粘改性沥青，粗细集料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩，玄武岩纤维选用的短切玄武岩纤维；集料整体级配范围如下：

【技术特征摘要】
1.玄武岩纤维透水沥青混合料配合比的设计方法,其特征在于，包括如下步骤：步骤一、原料和级配选择：沥青选用高粘改性沥青，粗细集料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩，玄武岩纤维选用的短切玄武岩纤维；集料整体级配范围如下：筛孔（mm）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过率（%）100.097-9075-7030-2015-1211-810-58-57-56-4步骤二、确定初始油石比：根据矿料表面吸附沥青膜厚度确定初始油石比；步骤三、最佳油石比确定：确定短切玄武岩纤维的用量和长度，设初始油石比值为x，以x-1.5、x-1.0、x-0.5、x、x+0.5、x+1.0、x+1.5为油石比，分别对掺入不同长度的短切玄武岩纤维的透水沥青混合料进行谢伦堡析漏试验，再以x-1.5、x-1.0、x...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖鹏，王胜，康爱红，吴正光，伏伟俐，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32