一种微表处混合料矿料级配的优化设计方法技术

本发明专利技术公开了一种微表处混合料矿料级配的优化设计方法，包括以下步骤：1）以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案；2）测定不同级配矿料方案的堆积密度；3）对不同级配矿料进行初期性能试验；4）测定不同级配矿料的物理和力学指标；5）对不同级配矿料进行路用性能检验；6）确定微表处混合料最佳矿料级配。本发明专利技术采用集料的堆积密度法来评判微表处混合料矿料级配的优劣，从而得到具有密实骨架结构的微表处混合料，并综合考虑微表处混合料前期和后期的路用性能，得到很好的高温稳定性和抗滑性能、较高的耐磨耗性能的微表处混合料。本发明专利技术提供的设计方法，试验数据准确可靠，借鉴热拌沥青混合料的试验方法，具有非常良好的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：1）以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案；2）测定不同级配矿料方案的堆积密度；3）对不同级配矿料进行初期性能试验；4）测定不同级配矿料的物理和力学指标；5）对不同级配矿料进行路用性能检验；6）确定微表处混合料最佳矿料级配。本专利技术采用集料的堆积密度法来评判微表处混合料矿料级配的优劣，从而得到具有密实骨架结构的微表处混合料，并综合考虑微表处混合料前期和后期的路用性能，得到很好的高温稳定性和抗滑性能、较高的耐磨耗性能的微表处混合料。本专利技术提供的设计方法，试验数据准确可靠，借鉴热拌沥青混合料的试验方法，具有非常良好的推广价值。【专利说明】
本专利技术属于公路浙青路面养护工程
，具体涉及。
技术介绍
截至2012年底，我国公路网总里程达到410万公里，其中高速公路9.6万公里，一个干支衔接、布局合理、四通八达的全国公路网已初步形成。在已建成(或在建)的高速公路中，浙青路面以其良好的性能倍受青睐，得到了广泛的应用。但是，方便快捷的运输方式，使得交通量迅猛增长，并大大超出了原设计交通量，而且车辆重载、超载严重，使一些高速公路在建成通车I~3年甚至更短的时间内就出现了车辙、开裂、泛油、坑槽等严重的早期病害。因此，虽然高等级浙青路面的设计寿命为15年，但多数浙青路面在运营后短的2~3年，长的8~10年就需要进行大面积的维修和改造。如果浙青路面在没有破坏前就采取必要的预防性预养护措施，可使路面的使用寿命延长，使养护后的路面有抗滑、耐磨耗及防水等优点。在诸多养护技术中，微表处养护技术以其养生和固化期较短，在使用寿命内能保持良好的抗滑性能(高的摩擦系数)，可以填补车辙(尤其是较深的车辙)以及改善路面的行驶功能，具有较高的经济效益和环保效益等特点，受到了广大公路部门的青睐。目前，微表处己经在我国很多公路养护工程中得到应用。作为一种有效的路面养护技术，微表处混合料的设计方法、性能评价和施工工艺也在逐渐完善，形成了一套的理论体系。但在实际工程应用中仍然存在一些问题，例如微表处混合料在使用过程中抗松散性能不足，容易造成石子脱落；新填充车辙的微表处又产生新的车辙；车内噪声过大；抗裂性能较差；有些路段在开放交通不久后就出现剥落、车辙等病害。造成这些病害的原因，有施工方面的，更重要的是目前忽视微表处混合料的矿料级配优化设计，从而导致没有优良的微表处混合料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法采用集料的“堆积密度法”来评判矿料不同级配的优劣，采用堆积密度最大的原则优化矿料级配，并通过微表处混合料的初期性能、物理力学性能、以及路用性能验证得出，用堆积密度法设计的最优级配，从而获得骨架密实性能优良的微表处混合料。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案包括以下步骤:I)以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案；2)测定不同级配矿料方案的堆积密度；3)对不同级配矿料进行初期性能试验；4)测定不同级配矿料的物理和力学指标；5)对不同级配矿料进行路用性能检验；6)根据步骤I)~5)的试验及测试结果，确定微表处混合料最佳矿料级配。所述步骤I)中，以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案的具体步骤如下:1.1)根据微表处矿料级配范围，找出相邻筛孔尺寸差值间隔最大的两个筛孔；1.2)增加一个筛孔尺寸为差值间隔最大的两个筛孔尺寸平均值的筛孔，改变该筛孔通过率的条件下测试其骨架特性；然后对混合料进行马歇尔试验，确定增加的这个筛孔的通过率；1.3)通过正交试验选出若干计算组合来进行试验，确定试验组数。所述步骤2)中，具体测定不同级配矿料方案堆积密度的具体方法如下:堆积密度的测试方法:根据粗集料的公称最大粒径选用相应的容量筒容积V，对于每种方案，由级配得出各个粒径的用量；首先称取容量筒的质量叫；将称好的试样置于干净的水泥地上，用平头铁锹将试样拌和均匀，将试样分次分别装入容量筒:第一层装完后，将一根直径为25_的圆钢筋放在筒底，按住筒的边沿，左右交替颠击地面若干次；装完第二层后，按上述方法颠实，其中圆钢筋的方向与第一层放置方向垂直；装完第三层后，同样按照上述方法颠实；使矿料高出容量筒口，待所有试样装完后，用钢筋滚转筒口边缘将高出的颗粒去掉,填平凹处,使表面凹处的矿料体积和凸起的部分相等，称取试样和容量筒总质量Hl2进行堆积密度试验；其中，振实状态下的堆积密度为【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: 1)以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案； 2)测定不同级配矿料方案的堆积密度； 3)对不同级配矿料进行初期性能试验； 4)测定不同级配矿料的物理和力学指标； 5)对不同级配矿料进行路用性能检验； 6)根据步骤I)~5)的试验及测试结果,确定微表处混合料最佳矿料级配。2.根据权利要求1所述的微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于:所述步骤I)中，以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案的具体步骤如下: 1.1)根据微表处矿料级配范围，由于4.5mm和9mm相邻筛孔间隔较大，在两个筛孔之间.增加一个7_筛孔，改变该筛孔通过率的条件下测试其骨架特性；然后对混合料进行马歇尔试验，确定增加的这个筛孔的通过率； 1.2)通过正交试验或图解法选出若干计算组合来进行试验，确定试验组数。3.根据权利要求1所述的微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于:所述步骤2)中，具体测定不同级配矿料方案堆积密度的具体方法如下: 堆积密度的测试方法:根据粗集料的公称最大粒径选用相应的容量筒容积V，对于每种方案，由级配得出各个`粒径的用量；首先称取容量筒的质量Hi1 ;将称好的试样置于干净的水泥地上，用平头铁锹将试样拌和均匀，将试样分次分别装入容量筒:第一层装完后，将一根直径为25_的圆钢筋放在筒底，按住筒的边沿，左右交替颠击地面若干次；装完第二层后，按上述方法颠实，其中圆钢筋的方向与第一层放置方向垂直；装完第三层后，同样按照上述方法颠实；使矿料高出容量筒口，待所有试样装完后，用钢筋滚转筒口边缘将高出的颗粒去掉,填平凹处,使表面凹处的矿料体积和凸起的部分相等,称取试样和容量筒总质量Hl2进行堆积密度试验； 其中，振实状态下的堆积密度为 4.根据权利要求1所述的微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于:所述步骤3)中的初期性能试验包括湿轮磨耗试验及负荷车轮粘砂试验，以测定磨耗值和粘附砂量。5.根据权利要求1所述的微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于:所述步骤4)中，采用马歇尔实验测定不同级配矿料的物理和力学指标。6.根据权利要求1或5所述的微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于:所述步骤4)中物理指标为空隙率和毛体积密度，力学指标为稳定度和流值。7.根据权利要求1所述的微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于:所述步骤5)中路用性能试验包括车辙试验、渗水试验以及摩擦摆值试验，以分别测试优选级配混合料的高温稳定性、抗水稳定性以及抗滑性能。【文档编号】C04B14/02GK103524061SQ201310426055【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日 【专利技术者】姚爱玲, 马洪林, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微表处混合料矿料级配的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1）以关键筛孔的通过量，来确定不同级配矿料方案；2）测定不同级配矿料方案的堆积密度；3）对不同级配矿料进行初期性能试验；4）测定不同级配矿料的物理和力学指标；5）对不同级配矿料进行路用性能检验；6）根据步骤1）～5）的试验及测试结果，确定微表处混合料最佳矿料级配。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚爱玲，马洪林，张久鹏，王建东，李晓明，万福纪，杜金鹏，穆勇，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：