本發(fā)明屬于瀝青路面
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國高速公路事業(yè)的迅猛發(fā)展，所面臨的交通事故的威脅也越來越多，而影響路面交通事故的重要因素就是路面的抗滑性能。良好的路面抗滑性能可以降低交通事故的發(fā)生，控制路面抗滑性能是減少交通事故發(fā)生的最直接、最有效的方法。然而，我國瀝青混合料配合比設(shè)計過程中沒有針對瀝青混合料面層的抗滑性能進(jìn)行考慮，從而導(dǎo)致很多高速公路在長期使用后抗滑能力不足，增加交通事故隱患。因此，有必要發(fā)明一種基于理論計算的高摩阻瀝青混合料配合比設(shè)計方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法。該方法通過構(gòu)造深度預(yù)估模型對瀝青混合料的抗滑性能進(jìn)行預(yù)估，較傳統(tǒng)方法具有更強(qiáng)的目的性，更易保證設(shè)計出的瀝青混合料具有良好的抗滑性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟一、根據(jù)道路材料的實際工程要求，確定待設(shè)計的高摩阻瀝青混合料的構(gòu)造深度；步驟二、選取caat≥7100mm、q≤15％且粒徑大于2.36mm的粗集料作為抗滑性能優(yōu)良的粗集料，所述caat為粗集料的表面形態(tài)特征綜合指標(biāo)，caat＝0.5*ai+10*tr，ai為粗集料的棱角性指標(biāo)，tr為粗集料的表面紋理指標(biāo)，ai和tr的單位均為mm，ai和tr均通過利用aims集料成像系統(tǒng)對粗集料進(jìn)行圖像掃描的方法測得；所述q為粗集料的磨耗值，q通過洛杉磯磨耗試驗方法測得；步驟三、按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，然后按照該級配將步驟二中所選取的抗滑性能優(yōu)良的粗集料和機(jī)制砂以及礦粉進(jìn)行摻配，得到礦料；步驟四、根據(jù)瀝青混合料抗滑性能預(yù)估模型預(yù)估在步驟三中所設(shè)計的級配條件下的瀝青混合料的構(gòu)造深度；若在該級配設(shè)計條件下所預(yù)估的瀝青混合料的構(gòu)造深度滿足道路材料實際工程要求，則采用馬歇爾試驗確定礦料在級配設(shè)計條件下的瀝青最佳用量，然后按照該用量摻配礦料和瀝青，得到瀝青混合料；否則，返回步驟三重新設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，并按照重新設(shè)計的級配制備礦料；所述瀝青混合料抗滑性能預(yù)估模型為：etd＝0.0793ms-0.0108p4.75+0.0687cc-0.0098cu；其中，etd為預(yù)估的瀝青混合料的構(gòu)造深度，單位為mm；ms為瀝青混合料中礦料的最大公稱粒徑，單位為mm；p4.75為瀝青混合料中礦料的4.75mm篩孔通過率；cc為曲率系數(shù)，cc＝(d30)2/(d10*d60)，cu為均勻系數(shù)，cu＝d60/d10，d10為瀝青混合料中礦料在通過率為10％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；d30為瀝青混合料中礦料在通過率為30％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；d60為瀝青混合料中礦料在通過率為60％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；步驟五、對步驟四中所制備的瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)長期抗滑性能試驗，若經(jīng)室內(nèi)長期抗滑性能試驗后的瀝青混合料滿足：擺值大于50，且構(gòu)造深度大于0.7mm，則進(jìn)入步驟六；否則，返回步驟三重新設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，并按照重新設(shè)計的級配制備礦料；步驟六、對步驟四中所制備的瀝青混合料進(jìn)行路用性能試驗，若路用性能試驗結(jié)果符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，則得到擺值bpn大于70、構(gòu)造深度滿足道路材料實際工程要求的高摩阻瀝青混合料；否則，采用更高等級的瀝青制備礦料，直至瀝青混合料的路用性能滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。上述的一種高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法，其特征在于，步驟一中待設(shè)計的高摩阻瀝青混合料的構(gòu)造深度不小于1.0mm。上述的一種高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法，其特征在于，步驟五中對瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)長期抗滑性能試驗的設(shè)備為磨耗儀，具體試驗過程為：對瀝青混合料進(jìn)行15萬次加載，每次施加0.7mpa標(biāo)準(zhǔn)軸載，然后測定加載后瀝青混合料的擺值和構(gòu)造深度。上述的一種高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法，其特征在于，步驟六中所述路用性能試驗包括高溫車轍試驗、低溫小梁彎曲試驗和浸水馬歇爾試驗。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明提供的設(shè)計方法，充分考慮了瀝青混合料的抗滑性能，同時也兼顧了其他路用性能，提出了完整的設(shè)計程序，可重復(fù)性高，能成功地應(yīng)用于實體工程。2、本發(fā)明提供的設(shè)計方法通過構(gòu)造深度預(yù)估模型對瀝青混合料的抗滑性能進(jìn)行預(yù)估，較傳統(tǒng)方法具有更強(qiáng)的目的性，更易保證設(shè)計出的瀝青混合料具有良好的抗滑性能。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。具體實施方式本發(fā)明所述的一種高摩阻瀝青混合料配合比設(shè)計方法，高溫車轍試驗、低溫小梁彎曲試驗、浸水馬歇爾試驗均為本領(lǐng)域常規(guī)試驗。其中高溫車轍試驗依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(jtge20-2011)中的t0719-2011進(jìn)行測試，低溫小梁彎曲試驗依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(jtge20-2011)中的t0715-2011進(jìn)行測試，浸水馬歇爾試驗依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(jtge20-2011)中的t0730-2011進(jìn)行測試。實施例1本實施例高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法包括以下步驟：步驟一、根據(jù)道路材料的實際工程要求，確定待設(shè)計的高摩阻瀝青混合料的構(gòu)造深度；本實施例中，道路材料的實際工程要求待設(shè)計的高摩阻瀝青混合料的構(gòu)造深度不小于1.0mm；步驟二、選取caat≥7100mm、q≤15％且粒徑大于2.36mm的粗集料作為抗滑性能優(yōu)良的粗集料，所述caat為粗集料的表面形態(tài)特征綜合指標(biāo)，caat＝0.5*ai+10*tr，ai為粗集料的棱角性指標(biāo)，tr為粗集料的表面紋理指標(biāo)，ai和tr的單位均為mm，ai和tr均通過利用aims集料成像系統(tǒng)對粗集料進(jìn)行圖像掃描的方法測得；所述q為粗集料的磨耗值，q通過洛杉磯磨耗試驗方法測得；本實施例中，粗集料檢測結(jié)果如表1所示。表1集料的主要技術(shù)指標(biāo)試驗項目單位試驗結(jié)果試驗標(biāo)準(zhǔn)試驗方法石料壓碎值％14.75≤25t0316－2005堅固性％0.3≤12t0314－2000石料磨光值-43≥39t0321－2005洛杉磯磨耗值％12.72≤15t0317－2005aimm2213.5≥2100-trmm635.4≥200-caatmm7460.7≥7100-步驟三、按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，然后按照該級配摻配步驟二中所述抗滑性能優(yōu)良的粗集料和機(jī)制砂以及礦粉得到礦料；本實施例中，高摩阻瀝青混合料的級配如表2所示。表2高摩阻瀝青混合料的級配篩孔(mm)1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過率(％)1009554.828.028.019.814.110.07.15.0步驟四、根據(jù)瀝青混合料抗滑性能預(yù)估模型評估步驟三中所述級配設(shè)計條件下瀝青混合料的構(gòu)造深度，若所述級配設(shè)計條件下瀝青混合料的構(gòu)造深度滿足道路材料實際工程要求，則采用馬歇爾試驗確定礦料在級配設(shè)計條件下的瀝青最佳用量，然后按照該用量摻配礦料和瀝青，得到瀝青混合料；否則，返回步驟三重新設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，并按照重新設(shè)計的級配制備礦料，直至在該級配條件下制成的礦料的構(gòu)造深度滿足道路材料實際工程要求，然后采用馬歇爾試驗確定礦料在該級配設(shè)計條件下的瀝青最佳用量，之后按照該用量摻配礦料和瀝青，得到瀝青混合料；所述瀝青混合料抗滑性能預(yù)估模型為：etd＝0.0793ms-0.0108p4.75+0.0687cc-0.0098cu；其中，etd為預(yù)估的瀝青混合料的構(gòu)造深度，單位為mm；ms為瀝青混合料中礦料的最大公稱粒徑，單位為mm；p4.75為瀝青混合料中礦料的4.75mm篩孔通過率；cc為曲率系數(shù)，cc＝(d30)2/(d10*d60)，cu為均勻系數(shù)，cu＝d60/d10，d10為瀝青混合料中礦料在通過率為10％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；d30為瀝青混合料中礦料在通過率為30％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；d60為瀝青混合料中礦料在通過率為60％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；本實施例中，計算用各參數(shù)分別是：ms為16mm，p4.75為28.0％，cc為23.75，cu為95，預(yù)估構(gòu)造深度為1.67mm(預(yù)估構(gòu)造深度大于1.0mm)，最佳瀝青用量為5.0％。步驟五、對步驟四中所制備的瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)長期抗滑性能試驗，若經(jīng)室內(nèi)長期抗滑性能試驗后的瀝青混合料的構(gòu)造深度滿足擺值不小于50bpn、構(gòu)造深度不小于0.70mm的標(biāo)準(zhǔn)要求，則進(jìn)入步驟六；否則，返回步驟三重新設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，并按照該級配制備礦料；本實施例中，對瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)長期抗滑性能試驗的設(shè)備為磨耗儀，具體試驗過程為：對瀝青混合料進(jìn)行15萬次加載，每次施加0.7mpa標(biāo)準(zhǔn)軸載，然后測定加載后瀝青混合料的擺值和構(gòu)造深度。本實施例采用磨耗儀對瀝青混合料制作的車轍板進(jìn)行長期磨耗試驗，測定在0.7mpa標(biāo)準(zhǔn)軸載作用15萬次后車轍板的擺值和構(gòu)造深度，擺值為57bpn，構(gòu)造深度為0.76mm，結(jié)果滿足擺值不小于50bpn，構(gòu)造深度不小于0.70mm的標(biāo)準(zhǔn)要求；步驟六、對步驟四中所制備的瀝青混合料進(jìn)行路用性能試驗，路用性能試驗包括高溫車轍試驗、低溫小梁彎曲試驗和浸水馬歇爾試驗，若路用性能試驗結(jié)果公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，則得到擺值bpn大于70，構(gòu)造深度滿足步驟一設(shè)計要求的高摩阻瀝青混合料；否則，采用更高等級的瀝青制備礦料，直至瀝青混合料的路用性能滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。瀝青混合料路用性能試驗結(jié)果如表3所示。表3瀝青混合料路用性能試驗結(jié)果路用性能試驗項目單位試驗結(jié)果試驗標(biāo)準(zhǔn)試驗標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗結(jié)果次/mm5575≥3000t0719-2011凍融劈裂強(qiáng)度比％94.27≥80t0716-2011低溫彎曲破壞應(yīng)變-4305≥2500t0715-2011經(jīng)過本實施例確定的高摩阻瀝青混合料的配合比如表4所示。表4實施例1確定的高摩阻瀝青混合料的配合比(油石比5.0％)實施例2本實施例高摩阻瀝青混合料的配合比設(shè)計方法包括以下步驟：步驟一、根據(jù)道路材料的實際工程要求，確定待設(shè)計的高摩阻瀝青混合料的構(gòu)造深度；本實施例中，道路材料的實際工程要求待設(shè)計的高摩阻瀝青混合料的構(gòu)造深度不小于1.0mm；步驟二、選取caat≥7100mm、q≤15％且粒徑大于2.36mm的粗集料作為抗滑性能優(yōu)良的粗集料，所述caat為粗集料的表面形態(tài)特征綜合指標(biāo)，caat＝0.5*ai+10*tr，ai為粗集料的棱角性指標(biāo)，tr為粗集料的表面紋理指標(biāo)，ai和tr的單位均為mm，ai和tr均通過利用aims集料成像系統(tǒng)對粗集料進(jìn)行圖像掃描的方法測得；所述q為粗集料的磨耗值，q通過洛杉磯磨耗試驗方法測得；本實施例中，粗集料檢測結(jié)果如表5所示。表5集料的主要技術(shù)指標(biāo)試驗項目單位試驗結(jié)果試驗標(biāo)準(zhǔn)試驗方法石料壓碎值％15.35≤25t0316－2005洛杉磯磨耗值％13.42≤15t0317－2005堅固性％0.4≤12t0314－2000石料磨光值－44≥39t0321－2005aimm2178.2≥2100－trmm620.2≥200－caat值mm7291.1≥7100－步驟三、按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，然后按照該級配將步驟二中所述抗滑性能優(yōu)良的粗集料和機(jī)制砂以及礦粉摻配得到礦料；本實施例中，高摩阻瀝青混合料的級配如表6所示。表6高摩阻瀝青混合料的級配篩孔(mm)1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過率(％)10095.060.040.020.018.015.010.09.08.0步驟四、根據(jù)瀝青混合料抗滑性能預(yù)估模型評估在步驟三中所述級配設(shè)計條件下瀝青混合料的構(gòu)造深度，若所述級配設(shè)計條件下瀝青混合料的構(gòu)造深度滿足道路材料實際工程要求，則采用馬歇爾試驗確定礦料在級配設(shè)計條件下的瀝青最佳用量，然后按照該用量摻配礦料和瀝青，得到瀝青混合料；否則，返回步驟三重新設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，并按照該級配制備礦料；直至在該級配條件下制成的礦料的構(gòu)造深度滿足道路材料實際工程要求，然后采用馬歇爾試驗確定礦料在該級配設(shè)計條件下的瀝青最佳用量，之后按照該用量摻配礦料和瀝青，得到瀝青混合料；所述瀝青混合料抗滑性能預(yù)估模型為：etd＝0.0793ms-0.0108p4.75+0.0687cc-0.0098cu；其中，etd為預(yù)估的瀝青混合料的構(gòu)造深度，單位為mm；ms為瀝青混合料中礦料的最大公稱粒徑，單位為mm；p4.75為瀝青混合料中礦料的4.75mm篩孔通過率；cc為曲率系數(shù)，cc＝(d30)2/(d10*d60)，cu為均勻系數(shù)，cu＝d60/d10，d10為瀝青混合料中礦料在通過率為10％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；d30為瀝青混合料中礦料在通過率為30％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；d60為瀝青混合料中礦料在通過率為60％條件下對應(yīng)的篩孔尺寸，單位為mm；本實施例中計算用參數(shù)分別是：ms為16mm，p4.75為40.0％，cc為4.43；cu為31.67，預(yù)估構(gòu)造深度為0.83mm。本實施例中，預(yù)估構(gòu)造深度小于1.0mm，不滿足要求。故需返回步驟三，重新設(shè)計級配，按行業(yè)經(jīng)驗，本實施例通過減小4.75mm篩孔的通過率來調(diào)整級配，調(diào)整后的級配如表7所示。表7級配對應(yīng)篩孔的通過率篩孔(mm)1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過率(％)100.095.060.023.020.018.015.010.09.08.0本實施例中調(diào)整級配后的計算用參數(shù)分別是：ms為16mm；p4.75為23.0％，cc為7.92；cu為31.67，預(yù)估構(gòu)造深度為1.25mm。滿足要求，因此采用馬歇爾試驗確定礦料在該級配設(shè)計條件下的瀝青最佳用量為5.1％；步驟五、對步驟四中所制備的瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)長期抗滑性能試驗，若經(jīng)室內(nèi)長期抗滑性能試驗后的瀝青混合料的構(gòu)造深度滿足擺值大于50，構(gòu)造深度大于0.7mm，則進(jìn)入步驟六；否則，返回步驟三重新設(shè)計高摩阻瀝青混合料的級配，并按照重新設(shè)計的級配制備礦料；本實施例中，對瀝青混合料進(jìn)行室內(nèi)長期抗滑性能試驗的設(shè)備為磨耗儀，具體試驗過程為：對瀝青混合料進(jìn)行15萬次加載，每次施加0.7mpa標(biāo)準(zhǔn)軸載，然后測定加載后瀝青混合料的擺值和構(gòu)造深度。本實施例采用磨耗儀對瀝青混合料制作的車轍板進(jìn)行長期磨耗試驗，測定在0.7mpa標(biāo)準(zhǔn)軸載作用15萬次后車轍板的擺值和構(gòu)造深度，擺值為57bpn，構(gòu)造深度為0.76mm，結(jié)果滿足擺值不小于50bpn，構(gòu)造深度不小于0.70mm的標(biāo)準(zhǔn)要求；步驟六、對步驟四中所制備的瀝青混合料進(jìn)行路用性能試驗，路用性能試驗包括高溫車轍試驗、低溫小梁彎曲試驗和浸水馬歇爾試驗，若路用性能試驗結(jié)果公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，則得到擺值bpn大于70，構(gòu)造深度滿足設(shè)計要求的高摩阻瀝青混合料；否則，采用更高等級的瀝青制備礦料，直至瀝青混合料的路用性能滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。瀝青混合料路用性能試驗結(jié)果如表8所示。表8瀝青混合料路用性能試驗結(jié)果路用性能試驗項目單位試驗結(jié)果試驗標(biāo)準(zhǔn)試驗標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗結(jié)果次/mm5400≥3000t0719-2011凍融劈裂強(qiáng)度比％95.2≥80t0716-2011低溫彎曲破壞應(yīng)變4530≥2500t0715-2011經(jīng)過本實施例確定的高摩阻瀝青混合料的配合比如表9所示。表9實施例2確定的高摩阻瀝青混合料的配合比(油石比5.1％)篩孔(mm)1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過率(％)100.095.060.023.020.018.015.010.09.08.0以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12