[发明专利]一种微表处混合料配合比的优化设计方法

说明书

技术领域

本发明属于公路沥青路面养护工程技术领域，具体涉及一种微表处混合料配合比的优化设计方法。

背景技术

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，沥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1～3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，虽然沥青路面的设计寿命为15年，但多数沥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。如果沥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泛油、剥落、车辙等病害。造成这些病害的原因，有施工方面的，更重要的是因为微表处混合料的配合比设计方法系统性不足，尤其是在需要填补车辙的微表处混合料中，必须考虑微表处混合料的抗车辙能力。因此，微表处混合料有必要进行系统的考虑微表处混合料路用性能的配合比优化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微表处混合料配合比的优化设计方法，该方法是在进行矿料级配优化的基础上，考虑路用性能，用于系统地进行微表处混合料配合比设计，有利于更加科学地设计微表处混合料的配合比，从而获得路用性能优良的微表处混合料。

为达到上述目的，本发明所在用的技术方案是包括以下步骤：

包括以下步骤：

1）按照“堆积密度越大越密实”的原则确定最佳矿料级配，同时在矿料级配中增加7mm筛孔；

2）初选乳化沥青、填料、水和外加剂用量，根据施工性能试验，检验乳化沥青与石料的配伍性，并结合微表处混合料的技术要求，提出稀浆混合料的初步配方；

3）通过初期性能试验，确定微表处混合料的最佳油石比；

4）检验微表处混合料物理和力学指标；

5）检验微表处混合料路用性能；

6）确定微表处混合料施工配合比。

所述步骤1）中，确定最佳矿料级配以及在矿料级配中增加7mm筛孔的具体方法如下：

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，分别为筛孔尺寸为4.75mm以及筛孔尺寸为9.5mm的两个筛孔；

1.2）增加一个筛孔尺寸为7mm的筛孔，在不改变筛孔尺寸为4.75mm的筛孔的通过率但改变筛孔尺寸为7mm的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）通过正交试验选出四个关键筛孔，这四个关键筛孔的尺寸分别为：7mm、4.75mm、2.36mm和0.075mm；

1.4）对不同级配进行堆积密度试验；

1.5）选择通过量最大的级配方案作为最佳矿料级配。

所述步骤2）中的施工性能试验为拌和试验、破乳时间试验、粘聚力试验。

所述步骤2）中提出稀浆混合料的初步配方的方法具体如下：

根据当地气候条件及以往经验，选取3～5个油石比进行拌和试验，根据拌和试验的数据、破乳时间试验数据以及粘聚力试验数据初步拟定微表处混合料的配方。

所述步骤3）中，确定微表处混合料的最佳油石比的具体方法如下：

对3～5个不同油石比的微表处混合料做湿轮磨耗试验和负荷车轮粘砂试验，综合原路面状况、当地气候及交通因素，确定微表处混合料最佳油石比。