[发明专利]一种计算碎石封层中沥青用量的方法

说明书

本发明公开了一种用于计算碎石封层中沥青用量的方法。其包括以下步骤：将碎石封层中每一个碎石近似看成球体，根据近似球体的最大横截面积S′，可计算得到布满单位面积所需球体的总个数N；根据实际情况对理论计算出的布满单位面积所需球体的总个数N进行修正，修正系数为K₁；碎石与碎石之间的空隙由沥青来填充，将碎石近似为球体排布时，沥青的爬升高度介于d/3～d/2便可达到理想效果；然后根据理论公式计算出碎石封层中沥青的用量。本发明有效解决了碎石封层中关于沥青用量的确定问题，对于不同粒径碎石封层中需要的沥青用量都能进行准确定量计算，从而避免了通过繁琐的试验来确定，且计算简单。

技术领域

本发明是一种计算碎石封层中沥青用量的方法，尤其是一种解决目前路面碎石封层沥青用量不准确的方法，属于公路路面材料的技术领域。

背景技术

由于碎石封层具有良好的防水性能、独特的层间排水功能、高强的层间粘结力和抗剪力、良好的抗裂性等一系列优异的性能，目前在我国得到比较广泛的应用。而在碎石用量一定的情况下，沥青用量过多，一方面会使成本增加，另一方面则会引起泛油等严重病害，沥青用量过少，碎石与碎石的粘结力不足，则会导致碎石脱落等问题。因此碎石封层中沥青用量的确定是碎石封层质量得以保证的关键。目前，碎石封层中沥青用量的确定一方面是在经验确定用量的基础上再通过相关的试验方法来准确确定用量，另一方面则是通过理论计算法来确定。前者由于采用的是经验法+试验方法来确定用量，不可避免的会导致工作量比较大，花费的时间精力比较多，而且会有一定的试验误差；而后者的理论法目前用的较多的是McLeod法，该方法最初是由Norman McLeod提出的，后来被Strategic HighwayResearch Program(SHRP)采纳，用于碎石封层的设计。该法计算沥青用量的过程如下：首先确定碎石尺寸中值M，碎石尺寸中值是按照碎石级配计算得出的，为50％的碎石能够通过的筛网网孔尺寸；然后测定碎石的针片状含量FI，根据公式H＝M/(1.139285+0.011506×FI)计算出碎石平均最小尺寸H，其值代表了轮胎碾压最多地方碎石封层的厚度；随后通过相关的试验方法来确定碎石密度G、松散碎石的单位质量W；McLeod认为，交通量小，碎石将保持最初压实后的形状，要达70％的沥青裹附率，需要更多的沥青，交通量足够大时，碎石封层会比初压后的薄，需要的沥青较少，如果不考虑交通量的影响，碎石封层在轮胎碾压较多的地方会泛油，在没有轮胎碾压的地方掉粒较为严重，因此他提出了不同车流量情况下，碎石的沥青裹附率修正因子T；另外，他还认为所有碎石都具有吸收沥青材料的特性，并且道路状况也是影响沥青用量的因素，据此，他分别提出了碎石吸收率A和路面状况修正因此S；最后根据公式B＝(0.40×H×T×V+S+A)/R确定最终的碎石用量，其中R为乳化沥青或稀释沥青中沥青含量。从上述计算过程可以看出，该方法虽然计算结果相对准确，可需要通过大量的试验来确定公式中的一些参数，并且考虑了较多的修正因子，工作量比前者更为繁多，而且，试验的准确性和修正因子选择的合理性对最后的试验结果影响非常之大。

综合以上两种较为常用的方法，亟需一种准确高效的方法来准确确定碎石封层中碎石的用量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种准确高效的计算方法来确定沥青用量，且计算过程简单，计算结果可靠，能够避免一部分复杂繁多的试验。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：