一种基于抗剪性能的沥青混合料配合比设计方法

摘要

一种基于抗剪性能的沥青混合料配合比设计方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)确定设计的沥青混合料所在结构层的最大剪应力；(2)常规目标配合比设计阶段；(3)确定步骤(2)中设计的沥青混合料的抗剪强度；(4)确定沥青混合料的容许剪应力；(5)抗剪性能的验证。本发明的优越性在于在沥青混合料配合比设计中，提出沥青混合料抗剪设计指标，材料与结构一体化设计，针对性较强；在重载交通条件下，可以确定重载交通的设计荷载，突破标准荷载的限制，进行结构计算，确定路面结构受到的最大剪应力；再通过三轴剪切试验和结构分析，确定沥青混合料的容许剪应力；使设计的沥青混合料满足重载交通的需要，具有良好的抗剪性能。

主权项

1.一种基于抗剪性能的沥青混合料配合比设计方法，其特征在于它包括以下步骤：(1)确定设计的沥青混合料所在结构层的最大剪应力，通过路面结构力学分析，得到路面的最大剪应力τ_max：确定路面结构的设计参数，采用弹性层状体系理论，应用壳牌软件BISAR3.0计算结构层受到的最大剪应力；(2)常规目标配合比设计阶段，采用Superpave配合比设计方法或马歇尔配合比设计方法进行沥青混合料配合比设计，使各项物理力学指标满足规范即JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求；(3)确定步骤(2)中设计的沥青混合料的抗剪强度，通过三轴剪切试验得出沥青混合料的粘聚力c和内摩擦角φ，通过沥青混合料所在路面结构层的位置，计算路面实际受到的围压σ₃，根据公式得出沥青混合料的抗剪强度；式中：τ_f为沥青混合料的抗剪强度，单位：kPa；σ₃为围压，根据路面的实际荷载情况计算确定，单位：kPa；(4)确定沥青混合料的容许剪应力：结构层材料的容许剪应力是路面承受行车荷载反复作用达到临界破坏状态时的最大疲劳应力，这一应力较一次荷载作用的剪切强度小，减小的程度同重复荷载次数及路面结构层材料的性质有关，这种关系表示为：式中：τ_R为路面结构层材料的容许剪应力，单位：Mpa；τ_SP为由试验确定的结构层材料的剪切强度，单位：Mpa；K_S为抗剪强度结构系数；(5)抗剪性能的验证：若τ_max≤τ_R，则沥青混合料的抗剪性能符合设计要求；否则，沥青混合料的抗剪性能不符合设计要求，通过调整级配和胶结料类型，使最后设计的沥青混合料满足抗剪要求。