[发明专利]一种基于级配的多档粒径碎石压碎值估算方法

说明书

本发明公开一种基于级配的多档粒径碎石压碎值估算方法，基于部分粒径区间的碎石压碎值和压碎前后的粒径含量变化规律，以及满足一定区分度的A、B、C三组粒径范围在2.36mm‑26.5mm的连续级配碎石的压碎值和级配特征，计算出依赖于材料属性的相关参数。综合考虑大粒径碎石对压碎值的减小作用、小粒径碎石对压碎值的增大作用，以及满足填充条件下的小粒径碎石对压碎值的减小作用，结合计算出的材料相关参数进行压碎值估算。本发明提供的压碎值估算方法具有较好的准确度，可为对压碎值有一定要求的多档粒径碎石级配设计提供参考，提高设计效率。

技术领域

本发明属于建筑与公路工程集料技术领域，具体涉及一种基于级配的多档粒径碎石压碎值估算方法。

背景技术

一方面，碎石作为路面基层强度较低，实际使用时需要通过合理的级配设计以提高其强度与稳定性。另一方面，随着近几年来轻、中荷载透水路面的广泛应用，传统的骨架密实型级配碎石的渗透能力已无法满足部分需求，提高空隙率是一种有效的改善措施，然而随着空隙率的增大，其压碎值不合格的概率也越大，此概率又与级配有较大关系。目前针对级配与压碎值关系的研究较少，为满足空隙率与压碎值要求而一味选用强度较大的碎石会带来造价提高的弊端。

以试验方法确定多个复杂级配碎石的压碎值，需要反复称取不同粒径的骨料，其过程复杂繁琐，还存在操作失误的可能。级配设计时往往需要对多组备选级配进行压碎值试验，或不停改进原有级配以获得最优方案，再次增加了工作量。

相关研究表明，碎石的压碎值随粒径的增大、大粒径含量的增加、不同粒径间的嵌挤填充加强而提高，其中的数量关系较为复杂，且材料种类与批次都会对压碎值产生影响，目前尚未有较好的基于级配的压碎值计算模型。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于级配的多档粒径碎石压碎值估算方法，减少具有压碎值要求的级配设计工作量，提高设计效率，并为碎石压碎值估算提供一种解决方案。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于级配的多档粒径碎石压碎值估算方法，包括以下步骤：

(1)设计A、B、C三种粒径范围在2.36mm-26.5mm的连续级配。其中任意两种级配间至少存在4个粒径区间的粒径含量相差5％以上，或至少存在2个粒径区间的粒径含量相差10％以上。

(2)对A、B、C三组级配碎石进行压碎值试验，对试验结果与粒径d_smin以上的粒径含量x进行线性回归拟合，得到拟合方程为y＝ax+b。其中d_smin(mm)为第s档粒径区间内的最小粒径，y(％)为压碎值，a和b为拟合参数；

(3)利用方程Q＝ac+b进行目标级配的压碎值估算。其中Q(％)为目标级配的压碎值，c(％)为基于大粒径含量的计算系数。

优选的，所述级配A、B、C中任意两种级配间所有粒径区间的粒径含量都相差5％以上。

所述参数s的确定方法为：下述方法二选一：

(1)当A、B、C三组级配压碎后含量增加率最多的粒径既有2.36mm以下的也有以上的时，对三种级配进行如下两种排序：1)根据压碎后含量增加率最多的粒径大小对级配A、B、C进行排序；2)将所有粒径区间的下限粒径轮流作为d_smin，根据粒径大于d_smin的粒径含量大小对级配A、B、C进行排序。若仅有一个d_smin满足两种排序方法的结果一致，则将大于d_smin的第一个粒径区间记为第s档粒径。

(2)从第一个粒径区间开始，逐次对各个粒径区间的碎石分别进行压碎值试验，当某一档粒径的碎石压碎后含量增加率最大的粒径区间为2.36mm-4.75mm时停止试验，此时试验进行到的粒径区间记为第s档粒径。