[发明专利]一种橡胶沥青混合料的级配优化方法及其应用

说明书

本发明公开了一种橡胶沥青混合料的级配优化方法及其应用，属于级配技术领域。该方法包括以下步骤：将橡胶沥青混合料原料中的每档物料均通过多个不同孔径的标准孔筛进行筛分，基于每档物料对应不同孔径的标准孔筛的通过率得到相应的级配曲线。调整各档物料在橡胶沥青混合料原料中的质量百分数并重复上述筛分过程以得到在橡胶沥青混合料原料的级配上限和级配下限之间的另外至少两条级配曲线。以所得的多条级配曲线中同时具有较小PS空隙率n_PS及较大PS接触数cn_ps的级配曲线作为最优级配曲线并对应获得最优级配方案。该方法能够获得抗车辙性能较好的橡胶沥青混合料。该级配方法尤其适用于中上面层橡胶沥青混合料的设计。

技术领域

本发明涉及级配技术领域，具体而言，涉及一种橡胶沥青混合料的级配优化方法及其应用。

背景技术

橡胶沥青混合料是解决废旧轮胎的有效手段之一，可以实现对废旧轮胎的废物利用，避免“黑色污染”。然而，将橡胶粉加入到沥青当中，橡胶粉颗粒在沥青中会发生溶胀反应，导致体积增大，因此，目前国内外对于胶粉改性橡胶沥青的使用经验多为大油石比、大VMA，级配多采用间断级配以及开级配以减少胶粉的溶胀作用对级配的影响。

在级配设计过程中，通常有最大密度曲线和粒子干涉两大矿质混合料级配理论。

(1)最大密度曲线如富勒理论、泰波理论，公式如下所示：

富勒公式：泰波公式：

其中，p_i为某级颗粒粒径集料的通过率，d_max为最大粒径。富勒公式描述的抛物线是理论上矿质混合料的最大密实状态，但这种状态通常只在试验室能完成，在工程实践中很难找到集料能掺配成满足这条曲线的级配组成。另外，在配置沥青混合料时，这种级配曲线本身计算得到的细集料偏多，不利于高温稳定性。与富勒公式相比，泰波公式对富勒公式的级配指数进行了调整，将富勒最大密实度曲线用n幂公式来描述。

(2)粒子干涉理论，即级配在设计时为了达到最大密度，前一集颗粒之间的空隙应由次一级的颗粒所填充，其所余空隙又由再次小颗粒所填充，但填隙的颗粒粒径不得大于其空隙的距离，否则大小颗粒粒子之间将发生干涉现象。根据该理论，溶胀之后的橡胶粉将对粒径范围在0.075-2.36mm的细集料产生干涉作用，对级配产生影响，对骨架结构尤其不利。所以国内外在进行胶粉改性橡胶沥青混合料设计时，多采用开级配或者间断级配，以提供足够的VMA用于容纳胶粉的溶胀所造成的体积膨胀。

现有的橡胶沥青混合料的级配范围，均基于以上两种主要理论结合工程经验所得，但其无法根据级配特征来评估混合料的特定性能，如抗车辙性能。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种橡胶沥青混合料的级配优化方法，该方法能够获得抗车辙性能较好的橡胶沥青混合料。

本发明的目的之二在于提供一种上述橡胶沥青混合料的应用。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种橡胶沥青混合料的级配优化方法，包括以下步骤：将橡胶沥青混合料原料中的每档物料均通过多个不同孔径的标准孔筛进行筛分，基于每档物料对应不同孔径的标准孔筛的通过率得到相应的级配曲线。

调整各档物料在橡胶沥青混合料原料中的质量百分数并重复上述筛分过程以得到在橡胶沥青混合料原料的级配上限和级配下限之间的另外至少两条级配曲线。

所得的多条级配曲线中接近级配上限的级配曲线对应的筛孔通过率与级配上限对应的筛孔通过率之间的差值不超过5％，级配曲线中接近级配下限的级配曲线对应的筛孔通过率与级配下限对应的筛孔通过率的差值不超过5％，级配曲线中接近级配中值的级配曲线对应的筛孔通过率与级配中值对应的筛孔通过率的差值不超过3％。其中，就特定的橡胶沥青混合料而言，其所对应的级配上限和级配下限均是特定的。