【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路工程，尤其涉及一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法。
技术介绍
1、浇注式沥青混合料内部空隙率接近零,具有非常好的抗渗性,水分和其他物质都无法渗人到混合料内部,可避免沥青混合料在使用过程中因接触空气(水)而老化、脆化,产生性能衰变。较高的沥青含量使得铺装层在气候和交通条件作用下具有很好的柔韧性,可适应反复弯曲变形及与结构层的同步变形,且不会出现开裂等破坏现象。同时，高温拌和可采用浇注自流成型的摊铺工艺，避免摊铺碾压埋下质量隐患，如温度离析、骨料离析等。冷却后其自然形成强度,具有非常强的整体性。
2、浇注式沥青混合料所具有密实、抗老化、变形能力的结构特点，决定了其除拥有沥青混凝土的性能外，还具有不同于普通碾压沥青混凝土的特性,而这些性能优势恰恰适应了桥面铺装等一些特殊铺装工程的使用要求，一般被用作钢桥面铺装层下层中。浇筑式沥青混合料在设计过程中，主要依据规范中级配要求，掺入天然沥青、硬质沥青、改性沥青等胶结材料，以空隙率、贯入度、流动性作为相关指标，配制不同油石比、级配的浇筑式沥青混合料，采用试验方法进行验证，这种混合料设计方法主要依赖试验，对浇筑式沥青混合料构成机理和材料之间相互作用不明确，各方面的性能往往容易顾此失彼，难以达到较好的平衡状态，导致试验量大，且浇筑式沥青混合料设计结果难以达到较优状态。公路建设快速发展的同时，所带来的资源与环境问题日趋严重，筑路材料短缺问题日益严重，而大宗固废诸如胶粉、尾矿砂的堆积逐年增加，一直没有有效处理措施。
3、因此，需要提出一种低碳型浇筑式沥青混合料
技术实现思路
1、本专利技术针对浇筑式沥青混合料设计过程中路用性能、密实度、流动性难以控制的问题，旨在提供一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，通过胶粉吸收沥青油份，以及沥青裹附集料、尾矿砂、胶粉在体积填充及成膜状态，使混合料各方性能处于较好平衡状态，并考虑胶粉吸收油份后沥青、胶粉在体积和密度上的变化，进一步提升设计准确性，将胶粉、尾矿砂再利用，实现低碳环保。
2、本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
3、一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法其特征在于：包括以下步骤：
4、(1)低碳型浇筑式沥青混合料：沥青、胶粉、尾矿砂、集料组成，对各档集料和尾矿砂进行筛分，确定各档集料及尾矿砂的级配组成；
5、(2)将集料、尾矿砂按照规范要求级配范围，进行级配合成，并测定其捣实密度，按照下式确定其捣实状态下空隙率vc。
6、
7、式中：ρc——合成级配捣实密度，g/cm3；ρsc——合成级配的密度，g/cm3；
8、按照混合料体积填充原理，集料和矿粉捣实形成空隙率为vc，胶粉、沥青填充在vc中，形成的空隙率为vv，按照如下公式确定各类原材料体积填充时掺入量：
9、
10、pc＝1000×(1-vc)×ρc
11、式中：pa——1m3浇筑式沥青混合料中沥青的掺量，kg；pc——1m3浇筑式沥青混合料中尾矿砂和集料的掺量，kg；pj——1m3浇筑式沥青混合料中胶粉的掺量，kg；ρj——胶粉密度，g/cm3；ρa——沥青的密度，g/cm3；
12、(3)加入到混合料中的沥青，被胶粉吸收部分轻质油份后，胶粉体积发生膨胀，沥青的组份发生变化，沥青的质量发生变化，采用胶粉体积变化量与沥青油份变化量关系，控制两者掺入比例，并按照如下公式进行沥青密度和沥青与胶粉关系的确定：
13、
14、
15、式中：ρq——轻质油份密度，g/cm3；ρ’a——沥青被吸收油分后的密度，g/cm3；γ——沥青油分变化量，％；β——胶粉体积变化量，％。
16、(4)沥青中部分轻质油份被胶粉吸收后，沥青的密度发生变化，胶粉的体积发生变化，沥青裹附集料、尾矿砂、胶粉表面形成沥青膜，并进行体积填充，按照下式确定沥青裹附及填充时原材料掺量关系。
17、
18、pa＝u×(pc×sac+pj×saj)×ρ’a
19、sac＝0.41+0.0041a+0.0082b+0.0164c+0.0287d+0.0614e+0.1229f+0.3277g
20、式中：sac——合成级配比表面积，m2/kg；saj——胶粉体积增加后的比表面积，m2/kg；u——沥青膜厚度，um；dj—胶粉目数折算的粒径，mm；a、b、c、d、e、f、g分别为4.75mm及其以下各筛孔通过率。
21、所述的沥青为湖沥青与硬质沥青按照一定比例调和成的改性沥青。
22、所述的集料由粒径3～5mm、5～10mm、10～15mm掺配组成，所述的尾矿砂为细粒度的尾矿砂，最大粒径为2.36mm，其中0.075mm通过率不低于65％。
23、所述的空隙率vv为1.5～2％。
24、所述的沥青膜厚度为5～8um，胶粉体积变化量为5～15％。
25、本专利技术的有益效果是：
26、本专利技术提供一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，通过掺入胶粉吸收沥青的轻质油份，以胶粉体积变化反演计算轻质油份变化量，从而有效控制浇筑式沥青混合料的流动性和路用性能，在两者之间取得较好平衡。
27、本专利技术提供一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，沥青包裹胶粉、尾矿砂、集料表面，形成沥青膜，通过表面成膜理论，确定沥青最佳用量，并根据沥青包裹后混合料体积变化，确定沥青填充量，从而有效发挥沥青填充效果和其在混合料中作用。
28、本专利技术提供一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，以体积填充原理，根据体积参数来控制混合料的空间构成状态，从而确定原材料的掺入量，确保浇筑式沥青混合料的密实度，并提出了胶粉吸收沥青油份后，沥青与胶粉体积、密度变化计算方法，提高沥青与胶粉在体积填充以及沥青裹附过程中精准度，保证浇筑式沥青混合料达到设计要求。
29、本专利技术采用尾矿砂、胶粉作为浇筑式沥青混合料的原材料，将工业废弃物进行再生使用，实现废物资源化利用，资源节约，高效环保。
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1.一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，集料、尾矿砂级配合成后，捣实状态下空隙率VC按照如下公式计算：
3.如权利要求2所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，混合料空间体积构成原理，按照如下公式确定各类原材料掺入量：
4.如权利要求3所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，沥青油份变化量控制胶粉的掺入比例，沥青的密度发生变化，按照如下公式进行沥青密度、沥青与胶粉关系的确定：
5.如权利要求4所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，沥青裹附集料、尾矿砂、胶粉表面形成沥青膜，并进行体积填充，按照下式确定沥青裹附及填充时原材料掺量关系，并计算胶粉体积变化后的比表面积：
6.如权利要求1所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，所述的集料由粒径3～5mm、5～10mm、10～15mm掺配组成。
7.如权利要求1所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，所
8.如权利要求1所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，所述的沥青膜厚度为5～8um，胶粉体积变化量为5～15％。
...【技术特征摘要】
1.一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，集料、尾矿砂级配合成后，捣实状态下空隙率vc按照如下公式计算：
3.如权利要求2所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，混合料空间体积构成原理，按照如下公式确定各类原材料掺入量：
4.如权利要求3所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其特征在于，沥青油份变化量控制胶粉的掺入比例，沥青的密度发生变化，按照如下公式进行沥青密度、沥青与胶粉关系的确定：
5.如权利要求4所示的一种低碳型浇筑式沥青混合料设计方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：任园，吴双，陈修和，王春红，张玉斌，王祥彪，牛京涛，方肖立，鲍世辉，
申请(专利权)人：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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