專利名稱：一種ac-13瀝青混合料的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通土建工程應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種AC-13浙青混合料的設(shè)計方法，該方法采用垂直振動法(VVTM)設(shè)計，可減少浙青用量，提高浙青混合料的路用性能，且操作簡便，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前AC-13浙青混合料的設(shè)計方法主要有馬歇爾法、GTM法、Hveem法。GTM法所采用的設(shè)備昂貴不利于推廣采用；Hveem法設(shè)計結(jié)果與現(xiàn)場關(guān)聯(lián)度較差。目前馬歇爾法仍是大多數(shù)國家進(jìn)行浙青混合料設(shè)計的主要方法。我國AC-13浙青混合料普遍采用《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范JTGF40-2004》(簡稱“JTG F40-2004”)中的馬歇爾設(shè)計法，其步驟如下:(I)根據(jù)JTG F40-2004技術(shù)要求，選擇原材料；(2) AC-13浙青混合料的級配范圍符合表I的要求；表1:AC_13浙青混合料礦料級配范圍
爾孔尺寸(mm) |16 |13.2 |9.5 |4.75 |2.36 |l.18 |0.6 |0.3 |0.15 |0.075 瓦過率(％)|l00 |90~100 |68~85 |38~68 |24~50 |l5~38 |l0~28 卜~20 |5~15 |4~8 —(3)以預(yù)估的油石比為中值，按一定間隔(通常為0.39T0.5%)等間距的向兩側(cè)擴(kuò)展，取5個或5個以上不同的油石比分別成型馬歇爾試件；(4)測定馬歇爾試件的密度，并計算試件的空隙率、浙青飽和度、礦料間隙率等體積參數(shù)；采用馬歇爾試驗儀，測其馬歇爾穩(wěn)定度與流值；(5)以油石比為橫坐標(biāo)，以馬歇爾試驗的各項指標(biāo)為縱坐標(biāo)，將試驗結(jié)果點入圖中，連成圓滑的曲線；取密度最大值、穩(wěn)定度最大值、規(guī)定空隙率范圍的中值、規(guī)定飽和度范圍的中值對應(yīng)的油石比a” a2、a3、a4，求取平均值作為OAC1 ；以各項指標(biāo)均符合JTGF40-2004中AC-13浙青混合料馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求(不含VMA)的油石比范圍OACmin OACmax中值作為OAC2 ;取OAC1與OAC2的平均值作為最佳油石比OAC ；(6)根據(jù)最佳油石比OAC制作車轍板和馬歇爾試件，按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)(以下簡稱JTG E20-2011)進(jìn)行路用性能檢驗:包括車轍試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗；不符合要求的浙青混合料，必須更換材料或重新進(jìn)行配合比設(shè)計。馬歇爾設(shè)計方法具有以下局限性:(I)馬歇爾設(shè)計法的成型方式不能準(zhǔn)確模擬車輪對路面的壓實作用。擊實功與交通量大小之間沒有內(nèi)在聯(lián)系，成型試件密度無法反映通車多年后路面密度，其試件物理力學(xué)性能與實際路面不符；(2)馬歇爾設(shè)計法已不適應(yīng)現(xiàn)代交通發(fā)展需要。現(xiàn)行馬歇爾法設(shè)計浙青混合料的各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均是根據(jù)20世紀(jì)80年代初的交通量提出的，而目前干線公路的交通狀況已發(fā)生了顯著的變化，呈現(xiàn)“大流量、重軸載”特點，顯然馬歇爾法提出的各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足現(xiàn)行交通對路面性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種AC-13浙青混合料的設(shè)計方法，該方法設(shè)計的AC-13浙青混合料性能好、浙青用量少且操作簡便。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案:一種AC-13浙青混合料的設(shè)計方法，其特征在于，該方法采用垂直振動法(VVTM)設(shè)計，具體按照以下步驟進(jìn)行:I)原材料選擇及測試從工程實際使用的材料中取代表性樣品，對其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試；2)礦料級配的設(shè)計根據(jù)工程級配設(shè)計范圍和各組成材料篩分試驗資料，計算符合要求級配范圍的各組成材料用量比例；3)最佳油石比的確定
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A、試件的制作根據(jù)工程經(jīng)驗預(yù)估油石比Pa，并采用垂直振動法(VVTM)分別制作油石比為Pa、Pa+ (0.3 0.5)、Pa± (0.6 1.0)的5組試件；試件成型步驟如下:(I)用蘸有適量黃油的棉紗擦拭內(nèi)徑IOOmmX高度180mm的試模內(nèi)側(cè)及墊塊，并置于100°C烘箱中加熱Ih ；(2)根據(jù)粘度曲線確定浙青混合料的拌和溫度、壓實溫度，并按JTGE20-2011規(guī)定將浙青加熱至混合料拌合溫度；(3)根據(jù)工程經(jīng)驗預(yù)估壓實后浙青混合料密度Pf，則一個試件質(zhì)量為M=PfX JI X52X6.35。根據(jù)各規(guī)格集料比例和試件質(zhì)量M，預(yù)估一個試件所需的各規(guī)格集料的用量 Mk，(k=l，2，3，4，5)，所述 MpM2J^M4 和] 5分別代表 9.5mm 16mm、4.75mm 9.5mm、
2.36mm 4.75mm、機(jī)制砂和礦粉的質(zhì)量；(4)稱取一份各規(guī)格集料的用量為MkX (1.廣1.2)，(k=l，2，3，4)，并將其拌合均勻；稱取一份礦粉的用量為M5X (1.n.2);分別置于大于拌和溫度的烘箱中加熱4 5h ；(5)從烘箱中取出步驟(4)中的混合料置于預(yù)熱至規(guī)定拌和溫度的浙青混合料拌和鍋內(nèi)，并用小鏟適當(dāng)拌和；(6)從烘箱中取出加熱好的浙青,稱取所需的浙青質(zhì)量IV加入步驟(5)中的浙青
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混合料拌和鍋內(nèi)，開動拌和鍋拌和90s ;其中1-1.2)x^A#k[3.8+0.5(1-1)]% ,i是
k--1
指第i組油石比，i=l,2,3,4,5 ；(7)從烘箱中取出已加熱好的礦粉，加入步驟(6)中浙青混合料拌和鍋內(nèi)，再次開動拌和鍋拌和90s ；(8)從浙青混合料拌和鍋中取出已拌和好的浙青混合料，并稱取I個試件所需混合料用量，放入預(yù)熱至100°c的金屬盤中；(9)從烘箱中取出預(yù)熱至100°C的試模和墊塊，并用蘸有少許黃油的棉紗擦拭試模內(nèi)側(cè)、墊塊及振動錘底面。將墊塊裝入試模內(nèi)并墊入一張吸油性小的圓形紙片，要求墊塊底部平整。然后將浙青混合料均勻裝入試模中，沿浙青混合料周邊插搗15 20次、中間10 15次，插搗后將浙青混合料表面整平成凸圓弧面；(10)插入溫度計至裝好的浙青混合料中心附近，測定浙青混合料溫度是否符合JTG E20-2011要求的壓實溫度；(11)待混合料達(dá)到要求的壓實溫度后，在裝好的混合料頂面墊一張吸油性小的圓紙，然后將試模連同墊塊固定到振動壓實儀上，放下振動錘使其與浙青混合料接觸，開啟振動壓實儀振動壓實60±5s。振動壓實儀參數(shù)配置為:振動頻率:37±2Hz、名義振幅:1.4±0.2mm、上車系統(tǒng)重量:1.2±0.2kN、下車系統(tǒng)重量:1.8±0.2kN ；(12)振動壓實結(jié)束后，將試模連同墊塊從振動壓實儀上取下，取掉試件頂面的圓形紙片，量取試件高度，試件標(biāo)準(zhǔn)高度為63.5±1.3mm，如不符合標(biāo)準(zhǔn)高度要求時，試件作廢，并按公式①調(diào)整試件混合料質(zhì)量，并按步驟(8廣(12)重新制備試件直到高度符合標(biāo)準(zhǔn)要求為止；
權(quán)利要求
1.一種AC-13浙青混合料的設(shè)計方法，其特征在于，該方法采用垂直振動法設(shè)計，具體按照以下步驟進(jìn)行: 1)原材料選擇及測試 從工程實際使用的材料中取代表性樣品，對其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測試； 2)礦料級配的設(shè)計 根據(jù)工程級配設(shè)計范圍和各組成材料篩分試驗資料，計算符合要求級配范圍的各組成材料用量比例； 3)最佳油石比的確定 A、試件的制作 根據(jù)工程經(jīng)驗預(yù)估油石比Pa，并采用VVTM分別制作油石比為Pa、Pa± (0.3 0.5)、Pa± (0.6 1.0)的5組試件；試件成型步驟如下: (1)用蘸有適量黃油的棉紗擦拭內(nèi)徑IOOmmX高度180mm的試模內(nèi)側(cè)及墊塊，并置于100°C烘箱中加熱Ih ； (2)根據(jù)粘度曲線確定浙青混合料的拌和溫度、壓實溫度，并按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)規(guī)定將浙青加熱至混合料拌合溫度； (3)根據(jù)工程經(jīng)驗預(yù)估壓實后浙青混合料密度Pf，則一個試件質(zhì)量為M=PfX JI X52X6.35 ;根據(jù)各規(guī)格集料比例和試件質(zhì)量M，預(yù)估一個試件所需的各規(guī)格集料的用量 Mk，(k=l，2，3，4，5)，所述 M1' M2, M3、M4 和 M5 分別代表 9.5mm 16mm、4.75mm .9.5mm、2.36mm 4.75mm、機(jī)制砂和礦粉的質(zhì)量； (4)稱取一份各規(guī)格集料的用量為MkX(1.r1.2)，k=l，2，3，4 ;并將其拌合均勻；稱取一份礦粉的用量為M5X (1.n.2);分別置于大于拌和溫度的烘箱中加熱4 5h ； (5)從烘箱中取出步驟(4)中的混合料置于預(yù)熱至規(guī)定拌和溫度的浙青混合料拌和鍋內(nèi)，并拌和； (6)從烘箱中取出加熱好的浙青,稱取所需的浙青質(zhì)量Hii,加入步驟(5)中的浙青混合料拌和鍋內(nèi)，開動拌和鍋拌和90s ;其中，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種AC-13瀝青混合料的設(shè)計方法，采用垂直振動法設(shè)計，包括原材料選擇及測試、礦料級配的設(shè)計、最佳油石比的確定和性能的檢驗等步驟，經(jīng)試驗驗證表明，該方法所設(shè)計的瀝青混合料，路用性能好、瀝青用量少且操作簡便，并可節(jié)約瀝青8%~10%。
文檔編號E01C7/22GK103147374SQ201310049708
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者蔣應(yīng)軍, 薛金順, 張宜偉, 李寧方, 徐曉兵 申請人:長安大學(xué)