[发明专利]双层多孔沥青路面上下层抗堵塞型配合比设计方法

说明书

本发明是一种双层多孔沥青路面上下层抗堵塞型配合比设计方法，属于双层多孔沥青路面技术领域，本发明解决排水沥青混合料配合比设计过程中未能考虑抗堵塞性能、缺少改变油石比与双层多孔沥青路面抗车辙性能间关联方面研究的问题。本发明采用的技术方案如下：通过正交试验和室内堵塞试验确定最佳4.75mm、2.36mm筛孔通过率后代入级配设计方程，借助级配验证方程对级配设计进行验证。采用析漏试验、飞散试验和车辙试验确定双层多孔沥青路面最佳油石比，通过路面性能试验验证混合料性能、调整配合比。改进后的设计方法可快速获得目标孔隙率，充分考虑路面的抗堵塞性能和抗车辙性能，提升双层多孔沥青路面抗堵塞性能和使用寿命。

技术领域

本发明是一种双层多孔沥青路面上下层抗堵塞型配合比设计方法，属于双层多孔沥青路面技术领域。

背景技术

排水沥青混合料作为一种开级配混合料，其配合比决定了混合料是否具有较稳定的骨架结构，对混合料的强度以及排水性能具有重要作用。级配设计一般从骨架稳定性出发，一方面使粗集料能够形成稳定的骨架嵌挤结构，另一方面防止细集料对骨架产生干涉。随着沥青及改性沥青材料的不断发展，沥青胶结料能够提供的粘结作用越来越大，在保证排水混合料强度的同时，混合料可以具有更大的空隙率。

美国国家沥青科技中心改进了OGFC配合比设计方法，首先在级配范围内选取几组不同的级配，通过旋转压实成型试件后，检测是否满足VCA_mix≤VCA_DRC，再以试验的方法确定最佳沥青用量，并对混合料空隙率、老化/未老化磨耗损失、透水率等提出了相应的要求。

日本《排水铺装技术指南》配合比设计方法中首先确定目标空隙率，并由试算法确定矿料配合比，以2.36mm筛孔通过率为准给出3组级配方案，估算沥青用量，通过马歇尔双面击实50次成型试件，验证级配空隙率，接着利用析漏、飞散试验确定最佳沥青用量，最后通过车辙试验、排水试验、水稳试验等对其性能进行评价。

丹麦排水路面配合比设计方法主要基于空隙率指标，更注重排水性能，空隙率要求26％左右。通过析漏试验确定最大沥青用量，通过汉堡车辙试验评价高温性能，但较少用飞散试验评价路面耐久性。对于排水混合料中沥青用量范围的确定，最大沥青用量需保证路面的最小空隙率，最小沥青用量则是考虑混合料具有足够的颗粒粘结力，具有较好的抗水损害能力。

国内配合比设计方法与日本类似，主要通过控制2.36mm和4.75mm筛孔通过率来获得目标空隙率。估算最佳沥青用量后以0.5％的间隔给出5组沥青用量，通过飞散、析漏试验以及马歇尔稳定度试验对已选定的级配进行高温、低温、水稳以及排水性能试验，验证其是否满足规范要求。

目前，国内外排水沥青混合料设计方法主要通过控制关键筛孔通过率获得目标孔隙率后，采用谢伦堡析漏试验和肯塔堡飞散试验确定最佳油石比。通过路用性能试验对级配及油石比进行验证是否满足规范要求。此类方法在配合比设计符合规范的前提下着重考虑级配和空隙率。双层多孔沥青路面使用过程中易出现砾石堵塞的现象，显然级配设计与排水沥青路面抗堵塞性能存在关联。而目前国内外排水沥青混合料配合比设计过程中注重排水性能，忽视了双层多孔沥青路面抗堵塞能力这项重要指标。同时，由于大空隙率的特点，双层多孔沥青路面使用过程中易出现车辙破坏，目前配合比设计过程中，缺少优化油石比以提升双层多孔沥青路面抗车辙性能方面的研究。