一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，包括以下步骤：一、将沥青混合料进行试样制备，得到荷载试样和车辙试样；二、将荷载试样和车辙试样分别进行荷载试验和车辙试验，得到荷载试验次数和动稳定度；三、将荷载试验次数和动稳定度输入到专家系统中进行响应面分析，得到二维性能轮廓图和三维性能响应图；四、将二维性能轮廓图进行复合，得到性能叠加图。本发明专利技术通过将多个荷载试样和多个车辙试样分别进行荷载试验和车辙试验，然后通过响应面分析，得到二维性能轮廓图和三维性能响应图，再将二维性能轮廓图进行复合，得到性能叠加图，仅需设计一组材料，即可得到基于性能需求的条件下沥青混合料的最佳油石比，增加测试效率。加测试效率。加测试效率。

A method for determining asphalt aggregate ratio of asphalt mixture based on performance requirements

【技术实现步骤摘要】
一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法


[0001]本专利技术属于沥青混合料
，具体涉及一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法。

技术介绍

[0002]公路建设中的沥青路面主要采用沥青混合料铺筑在基层上，经过压路机械压实而成。沥青混合料中的沥青种类和油石比都会影响到沥青混合料的抗裂性能，因此在大规模修建路面之前，需要对沥青混合料的抗裂性能的试验和检验，来确定沥青混合料的最佳沥青种类和油石比。
[0003]在目前的沥青混合料设计中，沥青标号和油石比的选取依据体积参数法选取，而体积参数法的测量存在很大的误差。例如，集料的毛体积密度由于测量环境、测量人员的水平限制，所测得的集料毛体积密度不同时间，不同人员测量的误差很大。此外，尽管体积参数满足要求，但是其路用性能达不到设计的要求。
[0004]因此需要一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法。该方法通过将多个荷载试样和多个车辙试样分别进行荷载试验和车辙试验，然后通过响应面分析，得到沥青混合料分别关于荷载试验次数和动稳定度的二维性能轮廓图和三维性能响应图，再将二维性能轮廓图进行复合，得到性能叠加图，对沥青混合料的最佳油石比进行确定，仅需设计一组材料进行油石比确定，即可得到基于性能需求的条件下沥青混合料的最佳油石比，增加测试效率。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤一、将多个沥青混合料进行试样制备，得到多个荷载试样和多个车辙试样；多个所述沥青混合料至少有两种标号，每个标号的沥青混合料至少有两种油石比；
[0008]步骤二、将多个步骤一中得到的荷载试样和车辙试样分别进行荷载试验和车辙试验，得到每个荷载试样的荷载试验次数和每个车辙试样的动稳定度；所述荷载试验次数为当荷载试样的荷载损失率达到93％时的试验次数；
[0009]步骤三、将步骤二中得到的荷载试验次数和动稳定度输入到专家系统中进行响应面分析，得到沥青混合料分别关于荷载试验次数和动稳定度的二维性能轮廓图和三维性能响应图；所述响应面分析中将沥青标号定为因素一，油石比定为因素二，动稳定度定为响应一，荷载试验次数定为响应二，所述关于荷载试验次数的二维性能轮廓图和三维性能响应图通过因素一、因素二和响应一得到，所述关于动稳定度的二维性能轮廓图和三维性能响应图通过因素一、因素二和响应二得到；
[0010]步骤四、将步骤三中得到的关于荷载试验次数的二维性能轮廓图和关于动稳定度
的二维性能轮廓图进行复合，得到性能叠加图，从性能叠加图的重叠区域得出基于性能需求的沥青混合料油石比。
[0011]本专利技术先将多个沥青混合料分别进行试样制备，得到多个荷载试样和多个车辙试样，多个所述沥青混合料至少有两种标号，多个所述沥青混合料至少有两种油石比，得到多种参数的沥青混合料试样，仅需进行一次实验即可得到多种参数的沥青混合料最佳标号以及对应的油石比，本专利技术通过将荷载试样和车辙试样分别进行荷载试验和车辙试验，得到荷载试样的荷载试验次数和车辙试样的动稳定度，用于分析沥青混合料试样的各项性能，本专利技术通过响应面分析得到沥青混合料分别关于荷载试验次数和动稳定度的二维性能轮廓图和三维性能响应图，通过荷载试验次数和动稳定度作为评价沥青混合料油石比的参数，本专利技术通过将关于荷载试验次数的二维性能轮廓图和关于动稳定度的二维性能轮廓图进行复合将符合标准的范围标出来，然后将重合的范围标在图中，得到性能叠加图，性能叠加图中重叠的区域即为最佳的沥青混合料油石比，进行沥青类型和油石比的平衡设计。
[0012]上述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤一中所述沥青混合料的标号为20#、30#、50#或70#，油石比为4.5％～8％。本专利技术采用的20#、30#、50#为新型的高模量沥青，70#为常用的沥青，评价新型材料，并克服传统方法的缺点，适用于各种沥青混合料，不仅可用与常见的基质沥青混合料，也可用于SBS改性沥青混合料、温拌沥青混合料、RAP沥青混合料、RAS沥青混合料，新型的复合改性沥青混合料等。
[0013]上述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤一中所述荷载试样的制备过程为：采用旋转压实仪将沥青混合料压制为圆柱形的沥青混合料试件，其中加载压力为0.6MPa，旋转角度为1.25
°
，旋转速度为30r/min；所述沥青混合料试件的直径为150mm，高度为62mm，然后将沥青混合料试件两端进行切除，得到高为38mm的圆柱体试件，再将圆柱体试件周侧进行切割，得到长为150mm，宽为75mm的沥青混合料试样，所述沥青混合料试样两端为圆弧形。本专利技术通过压实并控制压实的参数，将沥青混合料压制为圆柱形的沥青混合料试件，圆柱形为规范规定的形状，其与其他性能试验的制备方法一致，可建立与其他路用性能的相关性，本专利技术通过切除，去除沥青混合料试件周围多余的沥青，通过控制沥青混合料试样的参数，使沥青混合料试样在荷载试验时受力均匀。
[0014]上述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤一中所述车辙试样的制备过程为：将沥青混合料加热至180℃使沥青混合料加热至流动，然后进行拌合得到松散试样，之后将松散试样装入车辙仪试模中并采用轮碾仪进行碾压，再将碾压后的沥青混合料置于室温12h后得到车辙试样，所述车辙仪试模的尺寸为300mm
×
300mm
×
50mm，所述碾压时碾压轮的温度为110℃。本专利技术通过控制车辙试样的制备过程得到标准的车辙试样，其与其他性能试验的制备方法一致，可建立与其他路用性能的相关性。
[0015]上述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤二中所述荷载试验的过程为：将荷载试样粘贴于沥青罩面层测试系统的托盘上，然后采用位移控制模式，对荷载试样进行加载和卸载，一个荷载周期为10s，其中前5s加载，后5s卸载，且每个荷载周期的最大位移为0.625mm，直至荷载试样的荷载损失率达到93％或荷载周期达到1200次；所述荷载损失率为当前加载周期的峰值荷载与第一周期峰值荷载的比值。本专利技术通过控制荷载试验的参数，对荷载试样进行加载和卸载，反复试验得到荷载试样的荷载损失率达到93％时的荷载周期，若荷载周期达到1200次荷载损失率仍未达到93％，则取荷
载周期为1200次，便于分析沥青混合料的最佳油石比。
[0016]上述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤二中所述车辙试验的过程为：将车辙试样在60℃下保温5h后置于车辙试验仪，实验时间1h，记录车辙试样的变形曲线，从曲线上读取时间为t1时的车辙变形量d1和时间为t2时的车辙变形量d2，通过公式得到动稳定度，其中，DS为车辙试样的动稳定度，单位为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将多个沥青混合料进行试样制备，得到多个荷载试样和多个车辙试样；多个所述沥青混合料至少有两种标号，每个标号的沥青混合料至少有两种油石比；步骤二、将多个步骤一中得到的荷载试样和车辙试样分别进行荷载试验和车辙试验，得到每个荷载试样的荷载试验次数和每个车辙试样的动稳定度；所述荷载试验次数为当荷载试样的荷载损失率达到93％时的试验次数；步骤三、将步骤二中得到的荷载试验次数和动稳定度输入到专家系统中进行响应面分析，得到沥青混合料分别关于荷载试验次数和动稳定度的二维性能轮廓图和三维性能响应图；所述响应面分析中将沥青标号定为因素一，油石比定为因素二，动稳定度定为响应一，荷载试验次数定为响应二，所述关于荷载试验次数的二维性能轮廓图和三维性能响应图通过因素一、因素二和响应一得到，所述关于动稳定度的二维性能轮廓图和三维性能响应图通过因素一、因素二和响应二得到；步骤四、将步骤三中得到的关于荷载试验次数的二维性能轮廓图和关于动稳定度的二维性能轮廓图进行复合，得到性能叠加图，从性能叠加图的重叠区域得出基于性能需求的沥青混合料油石比。2.根据权利要求1所述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤一中所述沥青混合料的标号为20#、30#、50#或70#，油石比为4.5％～8％。3.根据权利要求1所述的一种基于性能需求的沥青混合料油石比确定方法，其特征在于，步骤一中所述荷载试样的制备过程为：采用旋转压实仪将沥青混合料压制为圆柱形的沥青混合料试件，其中加载压力为0.6MPa，旋转角度为1.25
°
，旋转速度为30r/min；所述沥青混合料试件的直径为150mm，高度为62mm，然后将沥青混合料试件两端进行切除，得到高为38mm的圆柱体试件，再将圆柱体试件周侧进行切割，得到长为150mm，宽为75mm的沥青混合料试样，所述沥青混合料试样两...

【专利技术属性】
技术研发人员：林毅，许玉和，叶尔木拉提，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：