一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310539404.3

申请日:

2013.11.04

公开号:

CN103572683A

公开日:

2014.02.12

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):E01C 7/26申请公布日:20140212|||实质审查的生效IPC(主分类):E01C 7/26申请日:20131104|||公开

IPC分类号:

E01C7/26

主分类号:

E01C7/26

申请人:

浙江大学

发明人:

彭勇

地址:

310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号

优先权:

专利代理机构:

杭州求是专利事务所有限公司 33200

代理人:

周烽

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内容摘要

本发明公开了一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法,通过运用级配集料质量分布函数:计算级配集料质量分维值D。将级配集料质量分布函数两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算级配集料质量分维值D和相关系数R2。根据橡胶沥青混合料集料级配质量分维值应在2.4左右,且集料质量级配曲线的相关系数R2越大越好来优化橡胶沥青混合料集料级配。

权利要求书

1.  一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法,其特征在于,该方法为:首先根据给定集料的级配组成,得到每一种级配集料质量分布函数:
P(x)=(x/xmax)3-D
式中,P(x)为该级配中粒径为x的集料通过方孔筛的质量百分率,x为集料粒径;xmax为该级配中的最大集料粒径:D为该级配集料质量分维值。
然后,将级配集料质量分布函数P(x)=(x/xmax)3-D两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算每种级配集料质量分维值D和相关系数R2
最后取级配集料质量分维值D在2.35-2.45范围内,且相关系数R2最大的级配做橡胶沥青混合料集料级配。

说明书

一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法
技术领域
本发明属于道路工程领域,尤其涉及一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法。
背景技术
橡胶沥青混合料,因其性能优良,成本相对低廉,大量应用于道路工程中,形成环境保护、废物利用和延长道路寿命的三赢局面,经济效益巨大,因此得到道路工程界的广泛关注。然而,针对橡胶沥青混合料集料级配的研究却缺乏通用的理论基础,研究局限在试验比选阶段。周纯秀等应用星点设计一效应面优化法进行废橡胶颗粒沥青混合料级配组成的优化设计,建立了相应的数学模型,得到了橡胶颗粒沥青混合料的最优级配组成。李正中等基于GTM力学设计方法进行橡胶沥青混合料的配合比设计,通过对连续级配和4.75mm通过率不同的3种间断级配进行系统研究,获得适于GTM旋转成型方式的优化级配形式。凌天清等通过室内试验研究了粉胶比对橡胶沥青胶浆抗车辙因子和相位角的影响;然后结合橡胶沥青的特异性,对其橡胶沥青混合料的矿料级配进行选择和调整,将动稳定度和相对变形作为混合料高温性能评价指标,得出优化后的矿料级配。常友功等在规范的基础上初步确定合适的级配研究区间,然后将这一区间近似均分成一定数目的小区间,从而得到一系列级配,进而通过马歇尔方法成型试件,通过体积指标和其他技术指标的测定,分析各个级配的优缺点并进行微调,最终选出两条最优级配范围,并进行了路用性能的检验。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法。
本发明解决问题所采用的方案是:一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法,该方法为:首先根据给定集料的级配组成,得到每一种级配集料质量分布函数:
P(x)=(x/xmax)3-D
式中,P(x)为该级配中粒径为x的集料通过方孔筛的质量百分率,x为集料粒径;xmax为该级配中的最大集料粒径:D为该级配集料质量分维值。
然后,将级配集料质量分布函数P(x)=(x/xmax)3-D两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算每种级配集料质量分维值D和相关系数R2
最后取级配集料质量分维值D在2.35-2.45范围内,且相关系数R2最大的级配做橡胶沥青混 合料集料级配。
本发明的有益效果是:基于级配集料质量分布函数,计算所给橡胶沥青混合料集料级配的分维值D,并绘制集料质量级配曲线,获得相关系数R2。根据“橡胶沥青混合料集料级配质量分维值应在2.4左右,且集料质量级配曲线的相关系数R2越大越好”来评价给定集料级配的优良。本方法为定量评价,具有很强的准确性和科学严谨性。
附图说明
图1是实施例中级配A的集料质量级配曲线图;
图2是实施例中级配B的集料质量级配曲线图;
图3是实施例中级配C的集料质量级配曲线图;
图4是实施例中级配D的集料质量级配曲线图。
具体实施方式
本发明橡胶沥青混合料集料级配优化方法具体为:首先根据给定集料的级配组成,得到每一种级配集料质量分布函数:
P(x)=(x/xmax)3-D
式中,P(x)为该级配中粒径为x的集料通过方孔筛的质量百分率,x为集料粒径;xmax为该级配中的最大集料粒径:D为该级配集料质量分维值。
然后,将级配集料质量分布函数P(x)=(x/xmax)3-D两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算每种级配集料质量分维值D和相关系数R2
最后取级配集料质量分维值D在2.35-2.45范围内,且相关系数R2最大的级配做橡胶沥青混合料集料级配。
考虑到橡胶粉不溶解于沥青,对沥青仅发生物理改性,故在选取橡胶沥青混合料级配时,不能按常规的方式采用密实的集料级配。为了保证橡胶沥青混合料的高温稳定性能,其集料级配应选取较粗的类型,即集料级配质量分维值较小的类型,但集料级配质量分维值也不能过于偏小。根据沥青混合料级配集料质量分维特性,橡胶沥青混合料集料级配质量分维值D应在2.35-2.45,且集料质量级配曲线的相关系数R2越大越好。R2能够反映集料级配的连续情况,R2越大,表明该集料级配越连续,反之亦反。根据上述评价标准,对给定级配进行评价。实施例
以橡胶沥青混合料AR-AC13为例,选取4种AR-AC13集料级配,其组成详见下表所示。
表1:集料的级配组成

基于表1中集料级配组成,依据级配集料质量分布函数,将级配集料质量分布函数两边取对数,绘制出相应的集料质量级配曲线,如附图1~附图4所示。
根据附图1~附图4中集料质量级配曲线,计算级配集料质量分维值D和相关系数R2。上述4种级配集料质量分维值,由大到小,依次为级配C(2.5343)>级配D(2.3861)>级配B(2.3551)>级配A(2.2889)。级配A的质量分维值D过于偏小,矿质集料间孔隙率偏大,而为保证其混合料使用性能,用油量只能增加,用油量大的橡胶沥青混合料在使用过程中容易泛油。级配C的质量分维值D过于偏大,矿质集料间孔隙率偏小,橡胶沥青混合料高温稳定性能差。
级配B集料质量级配曲线的相关系数R2(0.9384)比级配D集料质量级配曲线的相关系数R2(0.9864)小,在上述4种橡胶沥青混合料集料级配中,最好的是级配D。

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资源描述

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1、10申请公布号CN103572683A43申请公布日20140212CN103572683A21申请号201310539404322申请日20131104E01C7/2620060171申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号72发明人彭勇74专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人周烽54发明名称一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法57摘要本发明公开了一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法,通过运用级配集料质量分布函数计算级配集料质量分维值D。将级配集料质量分布函数两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算级配集料质量分维值D和相关系数R2。根据橡胶沥青混合。

2、料集料级配质量分维值应在24左右,且集料质量级配曲线的相关系数R2越大越好来优化橡胶沥青混合料集料级配。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN103572683ACN103572683A1/1页21一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法,其特征在于,该方法为首先根据给定集料的级配组成,得到每一种级配集料质量分布函数PXX/XMAX3D;式中,PX为该级配中粒径为X的集料通过方孔筛的质量百分率,X为集料粒径;XMAX为该级配中的最大集料粒径D为该级配集料质量分维值。然后,将级配集料质量分布函数P。

3、XX/XMAX3D两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算每种级配集料质量分维值D和相关系数R2。最后取级配集料质量分维值D在235245范围内,且相关系数R2最大的级配做橡胶沥青混合料集料级配。权利要求书CN103572683A1/3页3一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法技术领域0001本发明属于道路工程领域,尤其涉及一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法。背景技术0002橡胶沥青混合料,因其性能优良,成本相对低廉,大量应用于道路工程中,形成环境保护、废物利用和延长道路寿命的三赢局面,经济效益巨大,因此得到道路工程界的广泛关注。然而,针对橡胶沥青混合料集料级配的研究却缺乏通用的理论基础,研究。

4、局限在试验比选阶段。周纯秀等应用星点设计一效应面优化法进行废橡胶颗粒沥青混合料级配组成的优化设计,建立了相应的数学模型,得到了橡胶颗粒沥青混合料的最优级配组成。李正中等基于GTM力学设计方法进行橡胶沥青混合料的配合比设计,通过对连续级配和475MM通过率不同的3种间断级配进行系统研究,获得适于GTM旋转成型方式的优化级配形式。凌天清等通过室内试验研究了粉胶比对橡胶沥青胶浆抗车辙因子和相位角的影响;然后结合橡胶沥青的特异性,对其橡胶沥青混合料的矿料级配进行选择和调整,将动稳定度和相对变形作为混合料高温性能评价指标,得出优化后的矿料级配。常友功等在规范的基础上初步确定合适的级配研究区间,然后将这一。

5、区间近似均分成一定数目的小区间,从而得到一系列级配,进而通过马歇尔方法成型试件,通过体积指标和其他技术指标的测定,分析各个级配的优缺点并进行微调,最终选出两条最优级配范围,并进行了路用性能的检验。发明内容0003本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法。0004本发明解决问题所采用的方案是一种橡胶沥青混合料集料级配优化方法,该方法为首先根据给定集料的级配组成,得到每一种级配集料质量分布函数0005PXX/XMAX3D;0006式中,PX为该级配中粒径为X的集料通过方孔筛的质量百分率,X为集料粒径;XMAX为该级配中的最大集料粒径D为该级配集料质量分维值。000。

6、7然后,将级配集料质量分布函数PXX/XMAX3D两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算每种级配集料质量分维值D和相关系数R2。0008最后取级配集料质量分维值D在235245范围内,且相关系数R2最大的级配做橡胶沥青混合料集料级配。0009本发明的有益效果是基于级配集料质量分布函数,计算所给橡胶沥青混合料集料级配的分维值D,并绘制集料质量级配曲线,获得相关系数R2。根据“橡胶沥青混合料集料级配质量分维值应在24左右,且集料质量级配曲线的相关系数R2越大越好”来评价给定集料级配的优良。本方法为定量评价,具有很强的准确性和科学严谨性。附图说明说明书CN103572683A2/3页40010。

7、图1是实施例中级配A的集料质量级配曲线图;0011图2是实施例中级配B的集料质量级配曲线图;0012图3是实施例中级配C的集料质量级配曲线图;0013图4是实施例中级配D的集料质量级配曲线图。具体实施方式0014本发明橡胶沥青混合料集料级配优化方法具体为首先根据给定集料的级配组成,得到每一种级配集料质量分布函数0015PXX/XMAX3D;0016式中,PX为该级配中粒径为X的集料通过方孔筛的质量百分率,X为集料粒径;XMAX为该级配中的最大集料粒径D为该级配集料质量分维值。0017然后,将级配集料质量分布函数PXX/XMAX3D两边取对数,绘制给定集料的质量级配曲线,计算每种级配集料质量分维。

8、值D和相关系数R2。0018最后取级配集料质量分维值D在235245范围内,且相关系数R2最大的级配做橡胶沥青混合料集料级配。0019考虑到橡胶粉不溶解于沥青,对沥青仅发生物理改性,故在选取橡胶沥青混合料级配时,不能按常规的方式采用密实的集料级配。为了保证橡胶沥青混合料的高温稳定性能,其集料级配应选取较粗的类型,即集料级配质量分维值较小的类型,但集料级配质量分维值也不能过于偏小。根据沥青混合料级配集料质量分维特性,橡胶沥青混合料集料级配质量分维值D应在235245,且集料质量级配曲线的相关系数R2越大越好。R2能够反映集料级配的连续情况,R2越大,表明该集料级配越连续,反之亦反。根据上述评价标。

9、准,对给定级配进行评价。实施例0020以橡胶沥青混合料ARAC13为例,选取4种ARAC13集料级配,其组成详见下表所示。0021表1集料的级配组成00220023基于表1中集料级配组成,依据级配集料质量分布函数,将级配集料质量分布函数两边取对数,绘制出相应的集料质量级配曲线,如附图1附图4所示。0024根据附图1附图4中集料质量级配曲线,计算级配集料质量分维值D和相关系数R2。上述4种级配集料质量分维值,由大到小,依次为级配C(25343)级配D(23861)说明书CN103572683A3/3页5级配B(23551)级配A(22889)。级配A的质量分维值D过于偏小,矿质集料间孔隙率偏大,而为保证其混合料使用性能,用油量只能增加,用油量大的橡胶沥青混合料在使用过程中容易泛油。级配C的质量分维值D过于偏大,矿质集料间孔隙率偏小,橡胶沥青混合料高温稳定性能差。0025级配B集料质量级配曲线的相关系数R2(09384)比级配D集料质量级配曲线的相关系数R209864)小,在上述4种橡胶沥青混合料集料级配中,最好的是级配D。说明书CN103572683A1/2页6图1图2说明书附图CN103572683A2/2页7图3图4说明书附图CN103572683A。

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