粗集料斷級配瀝青混凝土礦料級配方法和檢驗方法
2023-06-15 08:21:11 1
專利名稱：粗集料斷級配瀝青混凝土礦料級配方法和檢驗方法
技術領域：
本發明涉及粗集料斷級配瀝青混凝土，含多碎石瀝青混凝土(SAC)的礦料級配方法及其檢驗方法。
背景技術：
瀝青混凝土在各國道路建設中已經得到非常廣泛運用。我國約90％高速公路的路面面層使用了瀝青混凝土。世界各國使用的瀝青混凝土大致可分為兩類一類是密實式瀝青混凝土，其孔隙率(或空氣率)Va小於5％，因而透水性小。另一類是多孔隙瀝青混凝土，其孔隙率常在18％以上，最大達到28％，常被用作磨耗層。與本發明相關的是密實式瀝青混凝土，這類混凝土分為傳統連續式密級配瀝青混凝土、粗集料斷級配瀝青混凝土和細集料斷級配瀝青混凝土。近20年來，世界上瀝青混凝土的主要發展方向是粗集料斷級配瀝青混凝土。世界上所謂的瀝青混凝土礦料級配是指在瀝青混凝土礦料中，各個不同粒級的礦料在瀝青混凝土礦料組成中所佔的比重，以組成一個符合瀝青混凝土性能要求的級配。此級配常用各個不同篩孔的通過質量百分率表示。
傳統連續式密級配瀝青混凝土，其組成按最大密度原則遵循於20世紀初發表的美國富勒(Fuller)礦料級配公式
Pdi=(diDmax)0.5]]>式中di為某一篩孔尺寸(mm)；Dmax為礦料實際最大粒徑(mm)；Pdi為篩孔尺寸di的通過百分率(％)。
按照上述冪函數組成的礦料級配，最早使用於美國，已有近百年的歷史。常用的瀝青混凝土孔隙率一般為2％～5％。我國瀝青混凝土路面施工規範中的AC-XXI屬於這種傳統連續式密級配瀝青混凝土，孔隙率被定為3％～6％。
粗集料斷級配瀝青混凝土起始於20世紀80年代初。德國於1984年正式制定碎石瀝青砂膠混凝土(SMAStone Mastic Asphalt)規範，它有規定的礦料級配範圍。其礦料組成特點是用60％～70％大於4.75mm的粗碎石組成骨架，用比傳統連續式密級配瀝青混凝土較多的瀝青(在德國大於6.5％)和較多的填料(0.09mm的顆粒含量9％～13％)與較少的砂(實際含量僅為10％～13％)、少量木質素纖維(不少於0.3％)組成瀝青砂膠填充骨架的孔隙，並將粗集料粘結在一起。德國用兩面各擊實50次的馬歇爾試驗並按孔隙率Va為3％～4％確定瀝青用量。SMA礦料級配以粗集料為主，其級配不再是可以用一個冪函數描述的級配曲線，所以常稱其為粗集料斷級配。隨後，SMA在歐美一些國家和我國得到試用和運用。在德國和美國通常使用純瀝青，很少用改性瀝青。我國大多數採用改性瀝青。從我國的使用情況來看，這種瀝青混凝土路面通車後早期破壞嚴重，主要是泛油、轍槽和水破壞嚴重(產生網裂和坑洞)。
法國於1982年開始使用薄瀝青混凝土(BBM)，也是粗集料斷級配瀝青混凝土。BBM的礦料級配是一根級配曲線。與SMA相比，BBM是更顯著的斷級配。如BBM0/10，其6.3mm篩孔和4mm篩孔通過量都是53％，或6mm篩孔和2mm篩孔的通過量都是35％。BBM在路上的孔隙率Va約6％～12％，既可以是密實的瀝青混凝土，又可以是半開級配的瀝青混凝土。在Va值大的情況下，BBM是透水的，為了防止進入該層的水透入下層，常常需要用改性瀝青在其下面做一厚粘層。
1988年，我國自主研究成功了多碎石瀝青混凝土(SAC)。其中，SAC16的標稱最大粒徑為16mm，實際最大粒徑為19mm，礦料中大於4.75mm的顆粒含量為59％(範圍中值)，馬歇爾試驗(兩面各擊實75次)的Va值為5％。它是密實式粗集料斷級配瀝青混凝土。20世紀90年代初開始，SAC得到推廣應用。期間SAC的礦料級配也有調整，除了增加4.75mm以上的碎石含量(達到60％～70％)和填料含量(達到6％～10％)外，還形成了SAC系列分別適合於做表面層、中面層和底面層的六種粗細不同的礦料級配。如細粒式SAC10、SAC13，中粒式SAC16、SAC20，粗粒式SAC25、SAC30。在此，SAC後面的數字表示標稱最大粒徑，它們的實際最大粒徑分別為13.2、16、19、26.5、31.5和37.5mm。SAC具有較好高溫抗永久形變能力和透水性小，路面早期破壞較少。將SAC用做表面層時，還具有優良的抗滑性能。
1993年美國發表了花費5000萬美元和5年時間得到的研究成果，其商標名稱為高性能路面(Superpave)。它放棄了使用了近百年的連續式密級配富勒公式，改用純經驗的粗集料或細集料斷級配。我國的試用經驗表明，Superpave易產生嚴重轍槽。
但是，目前各種粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配，各國都是憑經驗確定一個較寬的級配範圍或一條級配曲線，讓使用者按照較寬的級配範圍中值和根據不同規格原礦料的實際組成，自己選擇級配。這種方法不能事先判斷所用礦料級配將能提供什麼性能，如瀝青混凝土的透水性如何，高溫抗永久形變能力如何，可能需要多少瀝青以及如果性能不符合要求，該如何調整級配等。此外，這種方法的嚴重缺點是使用者只能憑自己的經驗在規定的級配範圍內進行調整，或按照規定範圍的中值配料。配出來的瀝青混凝土性質是否符合要求則心中無數，只能等待性能試驗做完後，才能知道礦料級配是否合適。缺乏必要的理論檢驗方法，只能通過實驗進行檢驗和礦料級配調整，這需要花費很長的檢驗時間和經費投入。這種方法十分費時、費力，也十分費錢。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠使瀝青混凝土面層具有孔隙率小、防水破壞能力強、具有較高的高溫抗永久形變能力和優良抗滑性能的礦料級配。
只有粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土同時具有上述三個優良使用性能。但粗集料斷級配瀝青混凝土不一定是骨架密實結構。也並不是所有的高等級公路瀝青混凝土面層都要用骨架密實結構粗集料斷級配瀝青混凝土。為了節省投資，在冬季嚴寒地區的高等級公路以及其他地區的某些高等級公路只要求瀝青面層有良好的防水破壞能力和優良的抗滑性能，也就是只要求粗集料斷級配瀝青混凝土密實、孔隙率小。但粗集料斷級配瀝青混凝土又不一定是密實結構。
本發明的礦料級配方法包括三個步驟(一)確定粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線(1)將集料分成粗集料、細集料和填料三部分；(2)按所要求標稱最大粒徑篩分粗集料待用；(3)篩分細集料將細集料石料篩分成粒徑為4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六個粒級的細集料待用；(4)初選配合比以質量百分比初選粗集料碎石60％～75％、細集料石料20％～30％、填料3％～10％，三種集料含量之和等於100％；(5)計算粗集料各個篩孔碎石的通過質量百分率，依據如下通式Pdi=A(diDmax)B]]>式中Pdi——某篩孔尺寸di的通過量(％)；Dmax——礦料的實際最大粒徑，即標稱最大粒徑上面一個篩的篩孔尺寸(mm)；di——某篩孔尺寸(mm)；A、B——待定係數。
以粗集料標稱最大粒徑Dmax.n通過量為90％～100％間的某一個百分數作為第一控制點，以粗集料最小粒徑通過量為25％～40％間的某一個百分數作為第二控制點；根據上述通式用Dmax.n作為式中的di，第一控制點作為式中的Pdi建立第一個方程；用粗集料最小粒徑作為式中的di，用粗集料最小粒徑通過量，即第二個控制點作為通式中Pdi，建立第二個方程；上述第一個方程和第二個方程聯立，解此聯立方程，即可確定通式中的係數A、B的值，得到一個確定粗集料級配的冪函數方程；然後用此冪函數計算從粗集料標稱最大粒逕到粗集料最小粒徑各個篩孔的碎石通過質量百分率；(6)計算細集料各個篩孔石料的通過質量百分率按照步驟(5)中的通式，以細集料最大粒徑作為通式中的Dmax和di，細集料最大粒徑通過量為25％～40％間的與第二個控制點相同的百分數作為式中的Pdi建立第一個方程，以細集料最小粒徑作為式中的di，其通過量3％～10％之間的某一個百分數，即第三個控制點，作為式中的Pdi建立第二個方程，即可確定上述通式中的係數A、B的值，得到一個確定細集料級配的冪函數方程；然後計算從細集料最大粒逕到細集料最小粒徑各個篩孔細集料的通過質量百分率；(7)將上述步驟(5)和(6)計算得到的粗集料和細集料各個篩孔石料的通過質量百分率接合在一起，就得出粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線；相鄰兩個篩孔通過量之差即為某粒級石料在全部礦料中所佔的質量百分率，直徑與細集料最小粒徑相同的篩孔的通過量即為填料；(二)粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的初步檢驗，即根據粗集料的孔隙率減去預留孔隙率Va之差應與細集料、填料和瀝青的體積之和相等的要求，檢驗並調整上述礦料級配曲線中的細集料和/或填料；根據調整後的新配合比，用上述通式重新計算與新配合比相應的礦料級配曲線；(三)粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的最終檢驗，即按步驟(一)得到的礦料級配曲線準備礦料混合料，另加步驟(二)初步檢驗時確定的瀝青用量Pa，Pa-(0.2％～0.3％)和Pa+(0.2％～0.3％)製備三種瀝青混合料，進行馬歇爾試驗，測定瀝青混凝土試件的毛體積密度Gb·s(g/cm3)；爾後根據礦料中粗集料的孔隙率應與細集料、填料和瀝青的體積加設計要求預留的孔隙率Va之和相等的要求，檢驗並調整上述礦料中的細集料和/或填料；根據調整後的新配合比，用上述通式重新計算與新配合比相應的礦料級配曲線。
另外，步驟(二)、(三)中的骨架密實結構檢驗方法也可用於單純的密實結構檢驗，只要將步驟(二)中的幹搗實孔隙率VCADRC增加2％～3％，以及步驟(三)中最後的判斷步驟只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純的密實結構的要求。
本發明的優點1.利用本發明的礦料級配方法，可以方便地計算得粗集料斷級配，含多碎石瀝青混凝土的礦料級配曲線，避免了以往全憑使用者經驗確定礦料級配的做法。
2.利用本發明的骨架密實結構和密實結構礦料級配兩階段檢驗方法，即用VCADRC方法對原材料進行初步檢驗和VCAAC方法對瀝青混凝土試件進行最終檢驗，既可以使所用礦料級配的瀝青混凝土成為骨架密實結構或單純的密實結構，滿足使用性能的要求，又可以避免通過大量試驗摸索前進的過程，達到省時、省力、節約資金。
3.由於同一個良好礦料級配用於不同巖類碎石和不同產地相同巖類碎石時，瀝青混凝土的主要技術指標值都會有顯著差異，因此常需要調整礦料級配。本發明提供的礦料級配方法可使使用者方便地計算出新的礦料級配曲線；本發明提供的礦料級配檢驗方法可使使用者方便地檢驗新的礦料級配是否符合骨架密實結構或單純密實結構。
4.可以根據需要調整瀝青用量，在需要的場合，調整成富瀝青的瀝青混凝土。
具體實施例方式
本發明的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料級配方法，具體包括下列步驟(一)確定粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線(1)將集料分成三部分，即實際最大粒徑～4.75mm為粗集料，4.75mm～0.075mm為細集料，＜0.075mm為填料；(2)按標稱最大粒徑篩分粗集料以SAC30為例，將粗集料碎石篩分，分成粒級為37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七個粒級的粗集料待用；如為SAC16，則只要後面的四個粒級粗集料；如為SAC10，則只要最後的兩個粒級粗集料；(3)篩分細集料將細集料石料篩分成粒徑為4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六個粒級的細集料待用；(4)選取配料比以質量百分比選取粗集料碎石60％～75％，選取細集料石料20％～30％，選取填料3％～10％。三種集料含量之和等於100％。
(5)計算粗集料各個篩孔碎石的通過質量百分率，依據如下通式Pdi=A(diDmax)B]]>式中Pdi——某篩孔尺寸di的通過量(％)；Dmax——礦料的實際最大粒徑(mm)di——某篩孔尺寸(mm)A、B——係數以粗集料標稱最大粒徑Dmax.n通過量為90％～100％間的某一個百分數作為第一控制點，以粗集料最小粒徑通過量為25％～40％間的某一個百分數作為第二控制點；用Dmax.n作為上述通式中的di，第一控制點作為通式中的Pdi，根據上述通式建立第一個方程；用粗集料最小粒徑(4.75mm)作為通式中的di，用粗集料最小粒徑通過量，即第二個控制點作為通式中Pdi，根據上述通式建立第二個方程；上述第一個方程和第二個方程聯立，解此聯立方程，即可確定通式中的係數A、B的值，將A、B代入上述通式而得到一個確定粗集料級配的冪函數方程；然後用此冪函數計算從粗集料標稱最大粒逕到粗集料最小粒徑各個篩孔的碎石通過質量百分率；(6)計算細集料各個篩孔石料的通過質量百分率。按照步驟(4)中的通式，以細集料最大粒徑4.75mm(在此即通式中的Dmax和第一個方程中的di)其通過量25％～40％間的與計算粗集料級配採用的第二個控制點相同的數作為控制點，即通式中的Pdi建立第一個方程；以細集料最小粒徑0.075mm作為通式中的di，其通過量3％～10％之間的某一個數作為第三個控制點，即通式中的Pdi建立第二個方程。解此聯立方程，確定上述通式中的係數A、B的值，得到一個計算細集料各個篩孔通過質量百分率的冪函數方程。用此冪函數方程計算從4.75mm到0.075mm各個篩孔細集料的通過質量百分率。
(7)將上述步驟(5)和(6)計算得到的粗集料、細集料各個篩孔石料和填料的通過質量百分率接合在一起，就得到粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線；相鄰兩個篩孔通過量之差即為某粒級石料在全部礦料中所佔的質量百分率；0.075mm篩孔的通過量即為填料。
(二)粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的初步檢驗。本發明所述的粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的初步檢驗方法稱VCADRC法，它是對未拌成瀝青混合料的原材料進行初步檢驗，確定其是否為骨架密實結構，提供進一步做瀝青混合料試驗的礦料級配和瀝青用量(油石比)。初步檢驗具體包括下列步驟
(1)確定粗集料斷級配瀝青混凝土各粒級礦料的原始數據列出步驟(一)得到的礦料級配曲線，並計算從粗集料最大粒逕到填料各個粒級礦料的含量百分率；通過礦料的密度試驗得到從粗集料最大粒逕到填料各個粒級集料的毛體積密度Gb和填料的視密度Ga·fi(g/cm3)，通過瀝青密度試驗得到瀝青的密度Ga(g/cm3)；計算並列出粗集料斷級配瀝青混凝土礦料中粗集料的含量百分率Pca(％)；細集料的含量百分率Pfa(％)，填料的含量百分率Pfi(％)，初步設定瀝青含量Pa(％)，瀝青混凝土中要求預留的孔隙率Va(％)；計算並列出粗集料的毛體積密度Gb·ca(g/cm3)和細集料的毛體積密度Gb·fa(g/cm3)；(2)將礦料中的粗集料進行幹搗實試驗，測定其幹搗實密度GCADRC(g/cm3)，計算其幹搗實孔隙率VCADRC(％)；(3)根據粗集料斷級配瀝青混凝土礦料中粗集料的孔隙率減去設計要求預留的孔隙率Va之差等於細集料、填料和瀝青的體積之和的要求，即PcaGCADRCVCADRC-Va100=PfaGbfa+PfiGafi+PaGa]]>分別計算粗集料的應有孔隙率(式中等號左側)，細集料、填料和瀝青的體積之和(等號右側)；(4)如果上式中等號左側的值大於等號右側的值，說明由細集料、填料和瀝青組成的瀝青砂膠不能填滿粗集料的孔隙，該粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配不能形成骨架密實架結構，由此構成的瀝青混凝土面層防水滲透能力差，易形成水破壞，應增加細集料和/或填料的含量；反之，如果等號左側的值小於等號右側的值，說明粗集料的孔隙不能容納由細集料、填料和瀝青組成的瀝青砂膠，其形成的骨架結構將被瀝青砂膠撐開，甚至粗集料懸浮於瀝青砂膠中，由此構成的瀝青混凝土面層抗高溫永久形變能力差，應減少細集料和/或填料的含量；根據調整後的新配合比，用上述通式重新計算與新配合比相應的礦料級配曲線。如果等號左側的值等於等號右側的值，說明由細集料、填料和瀝青組成的瀝青砂膠正好填滿粗集料的孔隙，該粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配能形成骨架密實結構，具有良好的高溫抗永久形變能力和防水破壞能力，符合設計要求。
(三)粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的最終檢驗。本發明所述的粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的最終檢驗方法稱VCAAC法。其具體包括下列步驟(1)確定粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的原始數據原始數據除與VCADRC法相同外，另加全部礦料的毛體積密度Gb·ma和視密度Ga.ma。計算礦料的有效密度Ge；(2)做試驗 按計算得到的粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線準備礦料混合料，另加用VCADRC法初步檢驗時確定的瀝青用量Pa，Pa-0.2％～0.3％和Pa+0.2％～0.3％製備三種瀝青混合料，進行馬歇爾試驗。測定瀝青混凝土試件的毛體積密度Gb·s(g/cm3)；(3)計算基本數據 用Ge計算試件瀝青混凝土的孔隙率Va和礦料的質量MMAAC等MMAAC=Gbs(1+Pa)]]>
粗集料的質量MCAAC，MCAAC＝Pca·MMAAC細集料的質量MFAAC、MFAAC＝Pfa·MMAAC填料的質量MFIAC，MFIAC＝Pfi·MMAAC和瀝青的質量MAAC。
MAAC＝Gb·s-MMAAC(4)計算判斷用數據粗集料的孔隙率VCAAC，VCAAC=1-MCAACGbca]]>細集料的體積 、填料的體積 、瀝青的體積 計算結果應符合下式要求VCAAC-Va=MFAACGbfa+MFIACGafi+MAACGa]]>式中Va——瀝青混凝土中需保留的孔隙率(空氣率)。
以上各項計算全都以小數計。
依據上述公式分別計算粗集料的孔隙率減去設計要求預留的孔隙率Va的差值，細集料、填料和瀝青的體積之和；(5)判斷 如果上式等號左側的值大於等號右側的值，說明由細集料、填料和瀝青組成的瀝青砂膠不能填滿粗集料的孔隙，該粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配不能形成骨架密實結構，由此構成的瀝青混凝土面層防水滲透能力差，容易形成水破壞，應當增加細集料和/或填料的含量；反之，如果等號左側的值小於等號右側的值，說明粗集料的孔隙不能容納由細集料、填料和瀝青組成的瀝青砂膠，其形成的骨架結構將被瀝青砂膠撐開，甚至粗集料懸浮於瀝青砂膠中，由此構成的瀝青混凝土面層抗高溫永久形變能力差，應當減少細集料和/或填料含量。根據調整後的新配合比，用上述通式重新計算與新配合比相應的礦料級配曲線。如果等號左側的值等於等號右側的值，說明由細集料、填料和瀝青組成的瀝青砂膠正好填滿粗集料的孔隙並有需要的空氣率，粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配能形成骨架密實結構，具有良好的高溫抗永久形變能力和防水破壞能力，符合設計要求。
(四)本發明的粗集料斷級配單純密實結構瀝青混凝土礦料級配的初步檢驗VCADRC方法和最終檢驗VCAAC方法與前述骨架密實結構的檢驗方法基本相同。差別僅在於用VCADRC方法時，將幹搗實孔隙率增加2％～3％；用VCAAC時，最後的判斷中只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純密實結構的要求。
權利要求
1.一種粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於包括下列步驟(一)確定粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線(1)將集料分成粗集料、細集料和填料三部分；(2)按所要求標稱最大粒徑篩分粗集料待用；(3)篩分細集料將細集料石料篩分成粒徑為4.75mm～2.36mm、2.36mm～1.18mm、1.18mm～0.6mm、0.6mm～0.3mm、0.3mm～0.15mm、0.15mm～0.075mm六個粒級的細集料待用；(4)初選配合比以質量百分比初選粗集料碎石60％～75％、細集料石料20％～30％、填料3％～10％，三種集料含量之和等於100％；(5)計算粗集料各個篩孔碎石的通過質量百分率，依據如下通式Pdi=A(diDmax)B]]>式中Pdi——某篩孔尺寸di的通過量(％)；Dmax——礦料的實際最大粒徑，即標稱最大粒徑上面一個篩的篩孔尺寸(mm)；di——某篩孔尺寸(mm)；A、B——待定係數；以粗集料標稱最大粒徑Dmax.n通過量為90％～100％間的某一個百分數作為第一控制點，以粗集料最小粒徑通過量為25％～40％間的某一個百分數作為第二控制點；用Dmax.n作為上述通式中的di，第一控制點作為通式中的Pdi，根據上述通式建立第一個方程；用粗集料最小粒徑作為通式中的di，用粗集料最小粒徑通過量，即第二個控制點作為通式中Pdi，根據上述通式建立第二個方程；上述第一個方程和第二個方程聯立，解此聯立方程，即可確定通式中的係數A、B的值，將A、B代入上述通式而得到一個確定粗集料級配的冪函數方程；然後用此冪函數計算從粗集料標稱最大粒逕到粗集料最小粒徑各個篩孔的碎石通過質量百分率；(6)計算細集料各個篩孔石料的通過質量百分率以細集料最大粒徑作為通式中的Dmax和di，細集料最大粒徑通過量為25％～40％間的與第二個控制點相同的百分數作為式中的Pdi，按照步驟(5)中的通式建立第一個方程，以細集料最小粒徑作為式中的di，其通過量3％～10％之間的某一個百分數，即第三個控制點，作為式中的Pdi，按照步驟(5)中的通式建立第二個方程，即可確定上述通式中的係數A、B的值，將A、B代入上述通式即得到一個確定細集料級配的冪函數方程；然後計算從細集料最大粒逕到細集料最小粒徑各個篩孔細集料的通過質量百分率；(7)將上述步驟(5)和(6)計算得到的粗集料和細集料各個篩孔石料的通過質量百分率接合在一起，就得出粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線；相鄰兩個篩孔通過量之差即為某粒級石料在全部礦料中所佔的質量百分率，直徑與細集料最小粒徑相同的篩孔的通過量即為填料；(二)粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的初步檢驗，即根據粗集料的孔隙率減去預留孔隙率Va之差應與細集料、填料和瀝青的體積之和相等的要求，檢驗並調整上述礦料級配曲線中的細集料和/或填料；根據調整後的新配合比，用上述通式重新計算與新配合比相應的礦料級配曲線；(三)粗集料斷級配骨架密實結構瀝青混凝土礦料級配的最終檢驗，即按步驟(一)得到的礦料級配曲線準備礦料混合料，另加步驟(二)初步檢驗時確定的瀝青用量Pa，Pa-(0.2％～0.3％)和Pa+(0.2％～0.3％)製備三種瀝青混合料，進行馬歇爾試驗，測定瀝青混凝土試件的毛體積密度Gb·s(g/cm3)；爾後根據礦料中粗集料的孔隙率應與細集料、填料和瀝青的體積加設計要求預留的孔隙率Va之和相等的要求，檢驗並調整上述礦料中的細集料和/或填料；根據調整後的新配合比，用上述通式重新計算與新配合比相應的礦料級配曲線。
2.根據權利要求1所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(二)中所述的初步檢驗，具體包括如下步驟(1)確定粗集料斷級配瀝青混凝土各粒級礦料的原始數據列出步驟(一)得到的礦料級配曲線，並計算從粗集料最大粒逕到填料各個粒級礦料的含量百分率；通過礦料的密度試驗得到從粗集料最大粒逕到填料各個粒級集料的毛體積密度Gb和填料的視密度Ga.fi(g/cm3)，通過瀝青密度試驗得到瀝青的密度Ga(g/cm3)；計算並列出粗集料斷級配瀝青混凝土礦料中粗集料的含量百分率Pca(％)；細集料的含量百分率Pfa(％)，填料的含量百分率Pfi(％)，初步設定瀝青含量Pa(％)，瀝青混凝土中要求預留的孔隙率Va(％)；計算並列出粗集料的毛體積密度Gb·ca(g/cm3)和細集料的毛體積密度Gb·fa(g/cm3)；(2)將礦料中的粗集料進行幹搗實試驗，測定其幹搗實密度GCADRC(g/cm3)，計算其幹搗實孔隙率VCADRC(％)；(3)根據粗集料斷級配瀝青混凝土礦料中粗集料的孔隙率減去設計要求預留的孔隙率Va之差等於細集料、填料和瀝青的體積之和的要求，即PcaGCADRCVCADRC-Va100=PfaGbfa+PfiGafi+PaGa]]>分別計算粗集料的應有孔隙率即式中等號左側，以及細集料、填料和瀝青的體積之和即等號右側；(4)如果上式中等號左側的值大於等號右側的值，應當增加細集料和/或填料的含量；反之，如果等號左側的值小於等號右側的值，應當減少細集料和/或填料的含量；如果等號左側的值等於等號右側的值，則符合要求。
3.根據權利要求1或2所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(三)中所述的最終檢驗，具體包括如下步驟(1)確定粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的原始數據原始數據除與初步檢驗方法相同外，另加全部礦料的毛體積密度Gb·ma和視密度Ga.ma，計算全部礦料的有效密度Ge；(2)做試驗按計算得到的粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配曲線準備礦料混合料，另加用初步檢驗方法檢驗時確定的瀝青用量Pa，Pa-0.2％～0.3％和Pa+0.2％～0.3％製備三種瀝青混合料，進行馬歇爾試驗，測定瀝青混凝土試件的毛體積密度Gb·s(g/cm3)；(3)計算基本數據用Ge計算試件瀝青混凝土的最大理論密度Gmm和孔隙率Va、全部礦料的質量MMAAC=Gbs(1-Pa),]]>粗集料的質量MCAAC＝Pca·MMAAC、細集料的質量MFAAC＝Pfa·MMAAC、填料的質量MFIAC＝Pfi·MMAAC、和瀝青的質量MAAC＝Gb·s-MMAAC；(4)計算判斷用數據粗集料的孔隙率VCAAC=1-MCAACGbca]]>細集料的體積 填料的體積 瀝青的體積 計算結果應符合下式要求VCAAC-Va=MFAACGbfa+MFIACGafi+MAACGa]]>式中Va——瀝青混凝土中需保留的孔隙率，即空氣率以上各項計算全都以小數計，依據上述公式分別計算粗集料的孔隙率減去設計要求預留的孔隙率Va的差值即上式等號左側的值；以及細集料、填料和瀝青的體積之和即上式等號右側的值；(5)判斷 如果上式等號左側的值大於等號右側的值，應當增加細集料和/或填料的含量；反之，如果等號左側的值小於等號右側的值，應當減少細集料和/或填料含量如果等號左側的值等於等號右側的值，則符合要求。
4.根據權利要求1或2所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，三種集料的粒徑範圍分別為填料的粒徑小於0.075mm，細集料為0.075mm～4.75mm，粗集料為4.75mm～實際最大粒徑。
5.根據權利要求3所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，三種集料的粒徑範圍分別為填料的粒徑小於0.075mm，細集料為0.075mm～4.75mm，粗集料為4.75mm～實際最大粒徑。
6.根據權利要求1或2所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，採用SAC30，將粗集料碎石篩分，分成粒級為37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七個粒級的粗集料待用；採用SAC16時，則只要後面的四個粒級粗集料；採用SAC10時，則只要最後的兩個粒級粗集料。
7.根據權利要求3所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，採用SAC30，將粗集料碎石篩分，分成粒級為37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七個粒級的粗集料待用；採用SAC16時，則只要後面的四個粒級粗集料；採用SAC10時，則只要最後的兩個粒級粗集料。
8.根據權利要求4所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，採用SAC30，將粗集料碎石篩分，分成粒級為37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七個粒級的粗集料待用；採用SAC16時，則只要後面的四個粒級粗集料；採用SAC10時，則只要最後的兩個粒級粗集料。
9.根據權利要求5所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，採用SAC30，將粗集料碎石篩分，分成粒級為37.5mm～31.5mm、31.5mm～26.5mm、26.5mm～19mm、19mm～16mm、16mm～13.2mm、13.2mm～9.5mm、9.5mm～4.75mm七個粒級的粗集料待用；採用SAC16時，則只要後面的四個粒級粗集料；採用SAC10時，則只要最後的兩個粒級粗集料。
10.根據權利要求1或2所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(二)、(三)中所述的骨架密實結構檢驗方法也可用於單純的密實結構檢驗，只要將步驟(二)中的幹搗實孔隙率VCADRC增加2％～3％，以及步驟(三)中最後的判斷步驟只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純的密實結構的要求。
11.根據權利要求3所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(二)、(三)中所述的骨架密實結構檢驗方法也可用於單純的密實結構檢驗，只要將步驟(二)中的幹搗實孔隙率VCADRC增加2％～3％，以及步驟(三)中最後的判斷步驟只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純的密實結構的要求。
12.根據權利要求4所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(二)、(三)中所述的骨架密實結構檢驗方法也可用於單純的密實結構檢驗，只要將步驟(二)中的幹搗實孔隙率VCADRC增加2％～3％，以及步驟(三)中最後的判斷步驟只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純的密實結構的要求。
13.根據權利要求5、7-9之一所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(二)、(三)中所述的骨架密實結構檢驗方法也可用於單純的密實結構檢驗，只要將步驟(二)中的幹搗實孔隙率VCADRC增加2％～3％，以及步驟(三)中最後的判斷步驟只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純的密實結構的要求。
14.根據權利要求6所述的粗集料斷級配瀝青混凝土礦料的級配方法，其特徵在於，步驟(二)、(三)中所述的骨架密實結構檢驗方法也可用於單純的密實結構檢驗，只要將步驟(二)中的幹搗實孔隙率VCADRC增加2％～3％，以及步驟(三)中最後的判斷步驟只要求瀝青砂膠的體積較粗集料的孔隙率大2％～3％，並保持預留孔隙率不小於3％，就可以使粗集料斷級配瀝青混凝土的礦料級配符合單純的密實結構的要求。
全文摘要
本發明提供一種能夠使瀝青混凝土面房具有孔隙率少，防水破壞能力強，具有較高的高溫抗永久形變能力和優良抗滑性能的礦料級配和檢驗方法，可以使所用礦料級配的瀝青混凝土成為骨架密實結構或單純的密實結構，滿足使用性能的要求。
文檔編號B28C7/00GK1583387SQ20041004499
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月8日 優先權日2004年6月8日
發明者沙慶林 申請人:沙慶林