[发明专利]一种大粒径级配碎石级配组成设计及力学性能的研究方法

说明书

本发明公开了一种大粒径级配碎石级配组成设计及力学性能的研究方法，在采用室内重型击实试验的基础上，提供了一种以花岗岩为原材料、最大公称粒径为53mm的大粒径级配碎石级配组成及力学性能研究方法，为大粒径级配碎石在实际工程中的应用提供室内试验、理论数据的支撑。进一步提高级配碎石混合料的承载能力、透水性，减少路面病害的发生，降低工程成本。

技术领域

本发明属于工程施工领域，具体涉及到一种大粒径级配碎石级配组成的设计及力学性能的研究方法。

背景技术

级配碎石作为一种柔性散体材料，使用过程中不掺加粘结材料，依靠骨料之间的嵌挤作用形成密实结构层，具备良好的非线性和排水性等特征，对局部产生的高强集中应力有很好的吸收作用，常常被用作水泥混凝土或沥青路面基层来改善路面结构性能，提高路面承载力改善路面排水性能，防止路面开裂、减缓反射裂缝的产生。

目前，国内外对级配碎石的研究多数集中在最大公称粒径为31.5mm或26.5mm的混合料上，对大粒径级配碎石的物理、力学性能研究却很少。室内试验发现大粒径级配碎石力学性能优于常规粒径级配碎石，并被用到实际工程中，而由于我国相关规范没有给出大粒径级配碎石的级配范围，实际工程中采用的多为经验级配，国内相关学者或科研机构对大粒径级配碎石力学性能的研究也少之又少，没有可供参考的案例，供建设者选择的施工方法单一。

因此，在部分大粒径级配碎石作基层的混凝土路面或沥青路面工程中，路面结构层力学性能不够稳定，后期路面病害较为严重。基于此，本专利提出一种以花岗岩为原材料，最大公称粒径为53mm的大粒径级配碎石级的配组成设计及力学性能研究方法。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种大粒径级配碎石级配组成设计及力学性能的研究方法，该大粒径级配碎石级配组成设计及力学性能的研究方法能进一步提高级配碎石混合料的承载能力、透水性，减少路面病害的发生，降低工程成本。本发明在采用室内重型击实试验的基础上，提供了一种以花岗岩为原材料、最大公称粒径为53mm的大粒径级配碎石级配组成及力学性能研究方法，为大粒径级配碎石在实际工程中的应用提供室内试验、理论数据的支撑。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大粒径级配碎石级配组成设计及力学性能的研究方法，包含如下步骤：

步骤一、大粒径级配碎石级配组成的设计方法，采用泰波法计算粗集料并且用i法计算细集料，然后将泰波法、i法计算的级配两两组合，获取多组不同的级配组成；

步骤二、按照混合料逐级嵌挤的规律，将不满足通过率要求的级配组成进行剔除剩余的级配进行下一步的筛选；

步骤三、将步骤二得到的级配组成为对象，进行最大干密度、最佳含水率试验、筛选，以最大干密度为目标，选择最大干密度大的对象，确定在级配设计方法下的初拟级配组成；

步骤四、以初拟级配组成为试验对象，取对应的最佳含水率和最大干密度，从无侧限抗压强度、CBR值、回弹模量三个方面研究大粒径级配碎石的力学性能研究；

步骤五、对初拟级配组成进行结果分析，得到大粒径级配碎石级配组成设计结果的力学性能研究结果。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的大粒径级配碎石级配组成设计及力学性能的研究方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述采用泰波法计算粗集料具体为，计算所得级配碎石混合料可以获得最佳的受力骨架：

公式：

d—所需计算的某级集料粒径/mm；

p_x—所需计算的某级集料的通过率/％；

D—混合料的最大粒径/mm；