[发明专利]内摩擦角与粘聚力的泡沫沥青冷再生混合料配比设计方法

说明书

本发明公开了一种内摩擦角与粘聚力的泡沫沥青冷再生混合料配比设计方法，包括根据直剪试验或三轴压缩试验测得的内摩擦角确定再生材料最佳级配；确定沥青最佳发泡条件后选取3～4种不同泡沫沥青用量，利用击实试验确定最佳含水量；在最佳含水量下成型并浸水养生试件，利用三轴压缩试验得出的粘聚力确定最佳泡沫沥青用量；根据以上最佳泡沫沥青用量以及再生材料最佳级配确定泡沫沥青冷再生混合料配比设计。此法相比于现行基于干湿劈裂强度的泡沫沥青混合料设计方法，在考虑材料抗拉强度的同时，更加针对地考虑了泡沫沥青混合料使用过程中两种最主要的破坏形式：水损坏以及由于剪切应变不断积累造成的永久变形。

技术领域

本发明涉及一种基于内摩擦角与粘聚力的泡沫沥青冷再生混合料设计方法，属于道路工程领域。

背景技术

泡沫沥青冷再生是沥青类道路材料冷再生方面常用的技术之一，其能够充分发挥旧路面材料的剩余价值，符合低碳环保的大潮流。目前广泛使用的泡沫沥青冷再生混合料设计方法是基于干湿劈裂强度指标的设计方法，其充分考虑了泡沫沥青混合料的弯拉性能，但此方法也有其局限性：未充分考虑泡沫沥青混合料的抗剪切性能，而由于剪切应变不断积累造成的永久变形正是目前泡沫沥青混合料使用过程中最为主要的破坏形式之一。因此，现存设计方法的局限性导致其不能完全保证泡沫沥青混合料的服务性能。

发明内容

本发明的目的是针对泡沫沥青混合料使用过程中两种最主要的破坏形式：水损坏以及由于剪切应变不断积累造成的永久变形。为了在设计中考虑泡沫沥青混合料抗拉性能的同时，更好地考虑混合料的抗剪切性能以及抗水损性能，发明了基基于内摩擦角与粘聚力的泡沫沥青冷再生混合料配比设计方法。该方法以泡沫沥青混合料内摩擦角与粘聚力为主要指标，同时兼顾了混合料抗剪切，抗弯拉以及抗水损性能。其能够更好地保证设计出的泡沫沥青混合料在使用过程中的服务性能。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的内摩擦角与粘聚力的泡沫沥青冷再生混合料配比设计方法，包括以下步骤：

步骤a)回收分析沥青路面材料后，基于内摩擦角从中确定一组最佳级配；

步骤b)利用最佳发泡条件下的发泡沥青与步骤a)的最佳级配，在最佳含水量条件下成型三轴压缩试验试件，基于粘聚力选取最佳油量；

步骤c)将步骤a)与步骤b)的最佳级配与最佳泡沫沥青用量组合，进行混合料性能检测，完成混合料最终配合比设计。

优选的：所述步骤a)中基于内摩擦角从中确定一组最佳级配的方法：

首先获取原沥青路面铣刨材料，使用筛分实验对回收材料进行级配分析，筛分前应将回收材料进行烘干至恒重，去除回收材料中的水分；在此基础上，进行材料级配初步设计；选取2-3组不同级配设计；级配设计完成后分别进行烘干至恒重，然后分别测试不同级配设计的内摩擦角值；选取内摩擦角值最大的一组级配作为最佳级配。

优选的：所述步骤a)中采用直剪实验或固结三轴压缩试验分别测试不同级配设计的内摩擦角值。

优选的：所述步骤a)中级配设计中对细集料进行补充。