[发明专利]基于声力协同的聚氨酯高弹多孔混合料材料组成设计方法

说明书

本发明公开了一种基于声力协同的聚氨酯高弹多孔混合料材料组成设计方法，该方法包括以下步骤：(1)矿料级配及橡胶颗粒掺量初选；(2)矿料级配确定：根据声力学协同分析结果确定最优空隙率，并根据最优空隙率和初选的矿料级配确定最优级配；(3)橡胶颗粒掺量确定：根据声力学协同分析结果确定最优橡胶颗粒掺量；(4)聚氨酯用量的确定；(5)路用性能验证，得到聚氨酯高弹多孔混合料的目标配合比。该发明能够弥补现有技术的不足，为聚氨酯高弹多孔混合料提供一套系统、方便、易操作的材料组成设计方法，设计出力学性能和声学性能优异的聚氨酯高弹多孔混合料，降低材料组成设计阶段的盲目性和工作量。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种基于声力协同的聚氨酯高弹多孔混合料材料组成设计方法。

背景技术

聚氨酯高弹多孔混合料是由聚氨酯胶粘剂、橡胶颗粒和石料以一定比例组成的绿色功能型路面材料。该技术兼具胎路同质弹性减振和多孔吸声降噪两种特征，降噪功能相比常规多孔沥青路面、橡胶沥青路面等低噪音路面有大幅提升(降噪水平能提升约2dB～7dB)，与隔音屏障相当，可大幅提升驾乘人员出行体验和沿线居民的生活品质。同时高分子聚氨酯胶粘剂的应用，相比常规沥青结合料，能更好的提高混合料的力学性能和长期耐久性。

然而，聚氨酯高弹多孔混合料的降噪功能和力学行为存在矛盾、平衡和协同关系，如增加空隙率和橡胶颗粒掺量，会使降噪性能提升力学性能下降，反之则会使降噪性能下降力学性能提升。现有关于聚氨酯高弹多孔混合料组成设计的方法，通常针对特定路段重点提升混合料降噪性能，但未综合考虑级配、橡胶颗粒掺量等参数与聚氨酯高弹多孔混合料降噪、力学指标间的协同关系，缺乏系统科学的设计理论，难以构建出混合料组成设计和功能特性的联系，制约着聚氨酯高弹多孔混合料组成优化及综合性能提升。因此，目前行业内亟需提供一种基于声力协同的聚氨酯高弹多孔混合料材料组成设计方法。

发明内容

针对以上问题，本发明基于高弹多孔混合料力学性能和降噪功能的矛盾、平衡、协同关系，提供一种基于声力协同的聚氨酯高弹多孔混合料材料组成设计方法，能够科学、系统、方便的开展聚氨酯高弹多孔混合料组成设计，并降低材料组成设计阶段的盲目性和工作量，为设计岀力学性能和降噪功能优异的聚氨酯高弹多孔路面结构奠定了基础。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于声力协同的聚氨酯高弹多孔混合料材料组成设计方法，其中聚氨酯高弹多孔混合料由聚氨酯胶粘剂、橡胶颗粒和矿料组成，该方法包括如下步骤：

步骤一：选取影响声力学性能的材料组成参数，并制备聚氨酯高弹多孔混合料试件

(1)矿料级配：目标空隙率20％-30％，设计N₁组不同矿料级配；

采用固定的聚氨酯胶粘剂用量，与不同矿料级配制备成混合料，测定各矿料级配对应的空隙率(V_C)；