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1、(10)申请公布号 CN 103411803 A (43)申请公布日 2013.11.27 CN 103411803 A *CN103411803A* (21)申请号 201310240590.0 (22)申请日 2013.06.18 G01N 1/28(2006.01) (71)申请人 天津市市政工程研究院 地址 300074 天津市河西区平山道 39 号 (72)发明人 孟庆营 王伟 周卫峰 张红兵 刘淑艳 魏坤 陈仲良 代印松 张振玮 储琚 (74)专利代理机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 代理人 刘玲 (54) 发明名称 一种排水性沥青混合料的振动成型方法 (57) 摘。
2、要 本发明涉及一种排水性沥青混合料试件的振 动成型方法 ： (1) 沥青混合料的制作 ； (2) 拌制沥 青混合料 ； (3) 振动成型 ： 采用室内表面振动成 型仪对混合料进行振动成型， 参数选择为 ： 工作 频率 35Hz， 偏心块夹角 120 度， 上车配重 4 块， 每 块 6.95Kg ； 下车配重 5 块， 每块 4.41Kg， 振动时间 2min， 即 ： H35J120S4X5-2min。本发明能够很好地 模拟现场碾压工艺， 集料排列接近于实际路面， 试 验仪器简单、 方便， 易于推广应用。采用优选的参 数振动成型的排水性沥青混合料试件， 级配衰变 小， 各项路用性能均有较大幅。
3、度的提高， 对于延长 我国排水路面使用寿命具有积极意义， 具有广阔 的应用前景和显著的经济和社会效益。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 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2页 说明书5页 (10)申请公布号 CN 103411803 A CN 103411803 A *CN103411803A* 1/2 页 2 1. 一种排水性沥青混合料的振动成型方法， 其特征在于 ： 该方法的步骤为 ： (1). 沥青混合料的制作 ： A. 将各种规格的矿料置 105 5的烘箱中烘干 4 6h 至恒重 ； B. 将烘干分级的粗、 细集料， 按每。
4、个试件设计级配要求称其质量， 在一金属盘中混合均 匀， 矿粉单独放入小盆里 ； 然后置烘箱中加热至沥青拌和温度以上约 15 ； C. 将按 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTJ E20-2011） 之 T0601 采取的沥青 试样， 用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度， 不超过 175 ； (2). 拌制沥青混合料 ： A. 用蘸有少许黄油的棉纱擦净钢模套环、 钢模及钢模底板等， 置 100左右烘箱中加 热 1h 备用 ； B. 将沥青混合料拌和机提前预热至拌合温度 10左右 ； C. 将加热的粗细集料置于拌和机中， 用小铲子适当混合 ； 然后加入需要数量的沥青， 开动拌和机一边搅拌一。
5、边使拌和叶片插入混合料中拌和 1 1.5min ； 暂停拌和， 加入加热 的矿粉， 继续拌和至均匀为止， 并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内， 总拌和时间 为 3min ； (3). 振动成型 ： A. 采用室内表面振动成型仪对混合料进行振动成型， 其中， 参数选择为 ： 工作频率 35Hz， 偏心块夹角 120 度， 上车配重 4 块， 每块 6.95Kg ； 下车配重 5 块， 每块 4.41Kg， 振动时 间 2min ； B. 从烘箱中取出预热的钢模套环、 钢模及钢模底板， 将之紧密联结， 然后将其放在坚实 地面上， 将试模装在底座上， 放一张圆形的吸油性小的纸， 用小铲将混合料。
6、分两次铲入试模 中， 用插刀或大螺丝刀沿周边插捣 15 次， 中间插捣 10 次， 末次插捣后将沥青混合料表面整 平 ； C. 插入温度计至混合料中心附近， 检查混合料温度 ； D. 待混合料温度符合要求的压实温度后， 上面垫一张吸油性小的圆纸， 将钢模连同混 合料放在振动压实机的钢模底板上， 用螺栓将钢模底板与振动压实机底板固定在一起 ； E. 将振动压头对准钢模后， 放下振动器， 使振动压头与钢模内的混合料紧密接触， 检查 振动压实机上的螺栓及相关联结处， 确定没有任何物品放在振动压实机上 ； F. 启动振动压实机开关， 开始振动压实， 振动完毕后， 拉起振动压头， 松开钢模底板的 螺栓，。
7、 将钢模连同经过振实的混合料一起卸下 ； G. 试件振动结束后， 立即用镊子取掉上面的纸， 用卡尺量取试件离试模上口的高度并 由此计算试件高度， 并按式 （1） 调整试件的混合料质量， 以保证高度符合 150mm2mm 的要 求 ； H.将装有试件的钢模放置冷却12-20h至室温后,置脱模机上脱出试件， 将试件仔细置 于干燥洁净的平面上， 供试验用。 2. 根据权利要求 1 所述的排水性沥青混合料的振动成型方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） C 权 利 要 求 书 CN 103411803 A 2 2/2 页 3 步骤中， 沥青试样为石油沥青， 用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度 163。。
8、 3. 根据权利要求 1 所述的排水性沥青混合料的振动成型方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） C 步骤中， 沥青试样为改性沥青， 用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度 180。 权 利 要 求 书 CN 103411803 A 3 1/5 页 4 一种排水性沥青混合料的振动成型方法 技术领域 0001 本发明涉及道路工程的沥青混合料， 特别是一种排水性沥青混合料的振动成型方 法。 背景技术 0002 目前国际上普遍通用的排水性沥青混合料试件成型方法是 ： 马歇尔击实法和旋转 压实法。 0003 （1） 马歇尔击实法 ： 目前我国规范规定排水性沥青混合料的试件成型方法采用马 歇尔双面 50 次。
9、击实。但在试件成型方面， 马歇尔方法锤击次数与路面成型时的压实功能没 有内在联系， 马歇尔击锤的冲击力与车辆车轮接地压强存在巨大差异， 马歇尔试模对沥青 混合料的约束条件也与实际路面材料的受力条件不同， 马歇尔的冲击压实方法不利于集料 的定向重排， 因此用马歇尔击实方式成型的试件存在种种不足。 0004 （2） 旋转压实法 ： 为减少集料在击实过程中的破碎， 使集料的排列更接近于实际路 面的情况， 有研究采用 SGC 成型， 旋转压实次数采用 50 次。但旋转压实成型仪价格昂贵不 便推广， 与现场振动碾压的施工工艺在作用原理上存在一定差距。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的不。
10、足， 提供一种排水性沥青混合料的振动成型 方法。 0006 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的 ： 0007 一种排水性沥青混合料的振动成型方法， 其特征在于 ： 该方法的步骤为 ： 0008 (1). 沥青混合料的制作 ： 0009 A. 将各种规格的矿料置 105 5的烘箱中烘干 4 6h 至恒重 ； 0010 B. 将烘干分级的粗、 细集料， 按每个试件设计级配要求称其质量， 在一金属盘中混 合均匀， 矿粉单独放入小盆里 ； 然后置烘箱中加热至沥青拌和温度以上约 15 ； 0011 C. 将按 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTJ E20-2011） 之 T0601 采取。
11、的 沥青试样， 用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度， 不超过 175 ； 0012 (2). 拌制沥青混合料 ： 0013 A. 用蘸有少许黄油的棉纱擦净钢模套环、 钢模及钢模底板等， 置 100左右烘箱 中加热 1h 备用 ； 0014 B. 将沥青混合料拌和机提前预热至拌合温度 10左右 ； 0015 C. 将加热的粗细集料置于拌和机中， 用小铲子适当混合 ； 然后加入需要数量的沥 青， 开动拌和机一边搅拌一边使拌和叶片插入混合料中拌和 1 1.5min ； 暂停拌和， 加入加 热的矿粉， 继续拌和至均匀为止， 并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内， 总拌和时 间为 3min ； 0。
12、016 (3). 振动成型 ： 说 明 书 CN 103411803 A 4 2/5 页 5 0017 A. 采用室内表面振动成型仪对混合料进行振动成型， 其中， 参数选择为 ： 工作频 率 35Hz， 偏心块夹角 120 度， 上车配重 4 块， 每块 6.95Kg ； 下车配重 5 块， 每块 4.41Kg， 振动 时间 2min ； 0018 B. 从烘箱中取出预热的钢模套环、 钢模及钢模底板， 将之紧密联结， 然后将其放在 坚实地面上， 将试模装在底座上， 放一张圆形的吸油性小的纸， 用小铲将混合料分两次铲入 试模中， 用插刀或大螺丝刀沿周边插捣 15 次， 中间插捣 10 次， 末次。
13、插捣后将沥青混合料表 面整平 ； 0019 C. 插入温度计至混合料中心附近， 检查混合料温度 ； 0020 D. 待混合料温度符合要求的压实温度后， 上面垫一张吸油性小的圆纸， 将钢模连 同混合料放在振动压实机的钢模底板上， 用螺栓将钢模底板与振动压实机底板固定在一 起 ； 0021 E. 将振动压头对准钢模后， 放下振动器， 使振动压头与钢模内的混合料紧密接触， 检查振动压实机上的螺栓及相关联结处， 确定没有任何物品放在振动压实机上 ； 0022 F. 启动振动压实机开关， 开始振动压实， 振动完毕后， 拉起振动压头， 松开钢模底 板的螺栓， 将钢模连同经过振实的混合料一起卸下 ； 002。
14、3 G. 试件振动结束后， 立即用镊子取掉上面的纸， 用卡尺量取试件离试模上口的高 度并由此计算试件高度， 并按式 （1） 调整试件的混合料质量， 以保证高度符合 150mm2mm 的要求 ； 0024 0025 H.将装有试件的钢模放置冷却12-20h至室温后,置脱模机上脱出试件， 将试件仔 细置于干燥洁净的平面上， 供试验用。 0026 而且， 步骤 （1） C 步骤中， 沥青试样为石油沥青， 用烘箱加热至规定的沥青混合料 拌和温度 163。 0027 而且， 步骤 （1） C 步骤中， 沥青试样为改性沥青， 用烘箱加热至规定的沥青混合料 拌和温度 180。 0028 本发明的优点和积极效。
15、果是 ： 0029 排水性沥青混合料的振动成型方法， 能够很好地模拟现场碾压工艺， 集料排列接 近于实际路面， 试验仪器简单、 方便， 易于推广应用。采用优选的参数振动成型的沥青混合 料试件， 级配衰变小， 各项路用性能均有较大幅度的提高， 对于延长我国排水路面使用寿命 具有积极意义， 具有广阔的应用前景和显著的经济和社会效益。 具体实施方式 0030 以下对本发明的实施例做进一步详述， 以下实施例只是描述性的， 不是限定性的， 不能以此限定本发明的保护范围。 0031 一种排水性沥青混合料的振动成型方法， 其特征在于 ： 该方法的步骤为 ： 0032 (1). 沥青混合料的制作 ： 说 明 。
16、书 CN 103411803 A 5 3/5 页 6 0033 A. 将各种规格的矿料置 105 5的烘箱中烘干 4 6h 至恒重 ； 0034 B. 将烘干分级的粗、 细集料， 按每个试件设计级配要求称其质量， 在一金属盘中混 合均匀， 矿粉单独放入小盆里 ； 然后置烘箱中加热至沥青拌和温度以上约 15 ； 0035 C. 将按 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTJ E20-2011） 之 T0601 采取的 沥青试样， 用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度， 不超 过 175； 沥青试样为石油沥青 时， 用烘箱加热至规定的沥青混合料拌和温度 163。沥青试样为改性沥青时， 用烘箱加热。
17、 至规定的沥青混合料拌和温度 180。 0036 (2). 拌制沥青混合料 ： 0037 A. 用蘸有少许黄油的棉纱擦净钢模套环、 钢模及钢模底板等， 置 100左右烘箱 中加热 1h 备用 ； 0038 B. 将沥青混合料拌和机提前预热至拌合温度 10左右 ； 0039 C. 将加热的粗细集料置于拌和机中， 用小铲子适当混合 ； 然后加入需要数量的沥 青， 开动拌和机一边搅拌一边使拌和叶片插入混合料中拌和 1 1.5min ； 暂停拌和， 加入加 热的矿粉， 继续拌和至均匀为止， 并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内， 总拌和时 间为 3min ； 0040 (3). 振动成型 ： 00。
18、41 A. 采用室内表面振动成型仪对混合料进行振动成型， 其中， 参数选择为 ： 工作频 率30-40Hz， 偏心块夹角120度， 上车配重4块， 每块6.95Kg ； 下车配重5块， 每块4.41Kg， 振 动时间 2min ； 工作频率在 35Hz 之间， 能够维持空隙率和连通空隙率在较为合理的范围内。 因此， 选择排水性沥青混合料的工作频率为 35Hz。 0042 B. 从烘箱中取出预热的钢模套环、 钢模及钢模底板， 将之紧密联结， 然后将其放在 坚实地面上， 将试模装在底座上， 放一张圆形的吸油性小的纸， 用小铲将混合料分两次铲入 试模中， 用插刀或大螺丝刀沿周边插捣 15 次， 中间。
19、插捣 10 次， 末次插捣后将沥青混合料表 面整平 ； 0043 C. 插入温度计至混合料中心附近， 检查混合料温度 ； 0044 D. 待混合料温度符合要求的压实温度后， 上面垫一张吸油性小的圆纸， 将钢模连 同混合料放在振动压实机的钢模底板上， 用螺栓将钢模底板与振动压实机底板固定在一 起 ； 0045 E. 将振动压头对准钢模后， 放下振动器， 使振动压头与钢模内的混合料紧密接触， 检查振动压实机上的螺栓及相关联结处， 确定没有任何物品放在振动压实机上 ； 0046 F. 启动振动压实机开关， 开始振动压实， 振动完毕后， 拉起振动压头， 松开钢模底 板的螺栓， 将钢模连同经过振实的混合。
20、料一起卸下 ； 0047 G. 试件振动结束后， 立即用镊子取掉上面的纸， 用卡尺量取试件离试模上口的高 度并由此计算试件高度， 并按式 （1） 调整试件的混合料质量， 以保证高度符合 150mm2mm 的要求 ； 0048 说 明 书 CN 103411803 A 6 4/5 页 7 0049 H.将装有试件的钢模放置冷却12-20h至室温后,置脱模机上脱出试件， 成型混合 料试件， 将试件仔细置于干燥洁净的平面上， 供试验用。 0050 试件的毛体积密度随振动时间的延长而不断增大， 空隙率随振动时间的延长而不 断减小。当振动时间超过 120s 时， 试件的密实程度进一步增加的幅度减小， 而。
21、连通空隙率 却大幅下降， 因此， 选择 2min(120s) 作为成型试件 （150mm*150mm） 的振动时间参数。 0051 上述参数得到的空隙率为 17%， 连通空隙率为 12%， 有效空隙率为 70%， 能够满足目 标要求。 0052 将振动成型的排水型沥青混合料试件进行实验对比。 0053 排水性沥青混合料振动成型试件的验证 0054 级配衰变 0055 表 1 振动成型与马氏击实前后级配变化对比表 0056 0057 由表 1 可见， 振动成型试件的集料破损率小于马氏击实， 与原级配接近， 解决了目 前沥青混合料马歇尔击实成型试件中公称最大粒径附近的集料的破碎问题。 0058 不。
22、同成型方式下试件的体积指标汇总 0059 表 2 不同成型方式下试件的体积指标汇总 0060 0061 由表 2 可见， 相同油石比下， 在最佳配置参数下不同级配振动成型试件的空隙率 较双面击实 50 次成型试件的空隙率降低了 1 2%， 连通空隙率也呈现类似规律， 能够满足 目标要求。 0062 尽管为说明目的公开了本发明的实施例， 但是本领域的技术人员可以理解 ： 在不 说 明 书 CN 103411803 A 7 5/5 页 8 脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内， 各种替换、 变化和修改都是可能的， 因此， 本 发明的范围不局限于实施例所公开的内容。 说 明 书 CN 103411803 A 8 。