[发明专利]排水性沥青混合料材料组成设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及沥青路面材料，特别是涉及一种排水性沥青混合料材料组成设计方法。

背景技术

排水性沥青路面是一种骨架嵌挤多孔结构的沥青路面。由于存在较高内部空隙率，该路面能够及时排走路表积水，并能够降低行车噪音，提供足够的表面粗糙度，提高路面驾驶的舒适性和安全性。国际上常用的排水路面材料组成设计方法不尽相同。例如，美国某些州采用表面常数KC法确定排水路面的沥青用量，但该方法没有考虑细集料比表面积特性；1999年，Kandhal和Mallick发表了《新一代开级配磨耗层的设计》(见文献《新一代开级配磨耗层的设计》，沥青技术美国国家研究中心，报告No.99-3)，该设计方法规定沥青含量在6.0％～6.5％之间，但并不符合所有工程实际应用情况。我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)借鉴了日本道路协会推荐方法，该法把空隙率作为级配选取的主要依据，没有考虑骨架结构特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种排水性沥青混合料材料组成设计方法，以保证和提高排水性沥青路面的功能性和耐久性。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的排水性沥青混合料材料组成设计方法，具体是：依据消除动力水压和提高排水性能的要求，确定所述排水性沥青混合料材料的空隙率；通过计算法确定初试沥青用量；以骨架嵌挤结构和空隙率作为选取原材料最终级配的根本依据；以沥青析漏损失和空隙率作为在最佳沥青用量确定的主要控制指标；在保证空隙率的基础上，通过使用纤维增大沥青用量，并且采用旋转压实成型试件工艺，以确保所述排水性沥青混合料材料兼备功能性和耐久性设计要求。

本发明提供的上述排水性沥青混合料材料组成设计方法，其在设计排水性沥青混合料组成中使用。

本发明提供了一种全面合理的排水性沥青混合料材料组成设计方法，其涉及到排水性沥青沥青混合料的功能型和耐久性问题。因此，具有以下主要的优点：

1.采用旋转压实设计方法成型排水性沥青混合料，能较好的模拟路面对排水性沥青混合料的压实，传统设计排水性沥青混合料采用马歇尔击实方法，不能准确对排水性沥青混合料进行材料组成设计。因此，本发明中排水性沥青混合料的成型设计方法能保证材料的组成设计与实际路面较好的一致性。

2.本发明中着重考虑到排水性沥青混合料的骨架结构特性，能够确保设计的排水性沥青混合料成型后的骨架密实性能，有效地保证了排水性沥青路面地高温稳定性能，同时能减缓排水性沥青路面随着使用年限增加而不断密实的速度，改善排水性沥青路面后期使用过程中的排水性功能。

3.同时采用空隙率和析漏损失作为最佳沥青用量设计的控制指标，一方面能够保证空隙率的设计要求，确保排水性沥青路面的功能性；另一方面能保证析漏损失的设计要求，有效确保排水性沥青混合料在生产运输过程中沥青不会严重流淌。空隙率和析漏损失满足条件下选取最大沥青用量作为最佳沥青用量的设计方法同时还能提高排水性沥青混合料的耐久性。

4.同时采用飞散损失、动稳定度和冻融劈裂强度比作为排水性沥青混合料的性能评价指标，较传统设计方法增加了飞散损失和冻融劈裂强度比作为排水性沥青混合料性能的评价指标，由于排水性沥青路面表面存在掉粒现象，且冰胀和冻融条件下排水性沥青混合料同样存在劈裂强度明显下降趋势，因此，采用飞散损失和冻融劈裂强度比能有效验证和确保排水性沥青混合料性能的优良性。

附图说明

图1是本发明提供的排水性沥青混合料材料组成设计的流程图。

图2是本发明提供的排水性沥青混合料粗、中、细三种初级配曲线示意图。

图3是旋转次数与压实度的关系曲线图。

图4是空隙率、析漏损失与沥青用量的关系示意图。

具体实施方式

本发明提供的排水性沥青混合料材料组成设计方法，具体是：依据消除动力水压和提高排水性能的要求，确定所述排水性沥青混合料材料的空隙率；通过计算法确定初试沥青用量；以骨架嵌挤结构和空隙率作为选取原材料最终级配的根本依据；以沥青析漏损失和空隙率作为在最佳沥青用量确定的主要控制指标；在保证空隙率的基础上，通过使用纤维增大沥青用量，并且采用旋转压实成型试件工艺，以确保所述排水性沥青混合料材料兼备功能性和耐久性设计要求。

本发明提供的上述排水性沥青混合料材料组成设计方法，具体是采用包括以下步骤的方法(参见图1)：

(一)确定空隙率：

为消除动力水压和提高排水性能，排水性沥青混合料设计空隙率范围定为18～22％。

(二)选择原材料：