混合料配合比矿料组成设计的改进正规方程法

混合料配合比组成设计常用的数解方法是正规方程法,由于该方法不能直接考虑理论设计级配范围的约束条件,故按其计算结果配制的混合料不能保证一定满足理论设计级配要求。本文的改进方法以普通正规方程法得到的混合料级配为基础,对超出理论设计级配范围的筛分数据直接赋界限值,并作为目标级配再利用正规方程法进行迭代计算,最终得到满足理论设计级配范围要求的解。改进后的正规方程法算法简单明了、应用方便,计算结果收敛、稳定,且与二次规划法的计算结果完全相同,具有良好的工程适用性。     

混合料配合比矿料组成设计的比例分配迭代法

针对混合料配合比设计中矿料组成设计常用方法的局限性,提出一种新的数解迭代法.该算法以设计级配的分计筛余量为分配基数,按各矿料的分计筛余值在混合料中所占的比例,计算理想状态下各矿料应提供的分计筛余值,通过迭代过程求解满足设计级配要求的混合料中各矿料的组成比例系数.与普通的试算法、正规方程法、规划求解法等数解法及图解法相比,该算法具有良好的收敛稳定性、方便实用性及较高的计算精度.     

沥青路面矿料组成设计

以实际工程为依托,提出两种实用的矿料组成设计方法。方法1为正规方程法广义逆求解与Excel电子表格试配法相结合;方法2引入模糊数学隶属度函数将线性规划转化为非线性二次规划。两种方法通过计算机实现原材料掺配质量比例系数求解,解决沥青混合料矿料组成设计时,采用电子表格试配法耗时耗力、工作量大的问题;采用正规方程法出现原材料掺配质量比例系数之和大于1、出现负数解及合成矿料级配超出设计级配范围的问题。通过工程实例计算,验证两种方法的可行性和实用性,对沥青混合料配合比设计具有重要的指导意义。     

混合料配合比矿料组成设计的比例分配迭代法

针对混合料配合比设计中矿料组成设计常用方法的局限性，提出一种新的数解迭代法。该算法以设计级配的分计筛余量为分配基数，按各矿料的分计筛余值在混合料中所占的比例，计算理想状态下各矿料应提供的分计筛余值，通过迭代过程求解满足设计级配要求的混合料中各矿料的组成比例系数。与普通的试算法、正规方程法、规划求解法等数解法及图解法相比，该算法具有良好的收敛稳定性、方便实用性及较高的计算精度。     

级配理论应用研究

在对最大密度曲线理论和粒子干涉理论及相关级配算法研究的基础上,提出了变i法及相应算法.通过变i法计算的集料级配与规范中AC-16、SMA-16、Sup-12 5级配和以粒子干涉理论为依据设计的多级嵌挤密实结构级配的比较,给出了满足AC-16、SMA-16和Sup-12 5级配的相应i值范围,并结合工程实例对变i法在AC-16型沥青混合料设计中的应用进行了检验.结果显示,利用该方法设计的级配,较好的满足了设计要求.同时也说明变i法能较好的适应我国沥青混合料级配采用方孔筛的划分标准及不同沥青混合料类型的级配设计要求.     

矿质混合料级配理论分析及组成设计方法研究

分析了最大密度曲线和粒子干涉两大矿质混合料级配理论,并对富勒(W.B.Fuller)理论、泰波理论、我国规范所采用的连续级配理论以及魏矛斯(G.A.Wegmouth)粒子干涉理论的原理和应用范围进行了深入探讨。采用数解法、图解法、计算机求解法以及正规方程法可进行矿质混合料配比设计。     

级配理论应用研究

在对最大密度曲线理论和粒子干涉理论及相关级配算法研究的基础上，提出了变i法及相应算法．通过变i法计算的集料级配与规范中AC—16、SMA—16、Sup—12．5级配和以粒子干涉理论为依据设计的多级嵌挤密实结构级配的比较，给出了满足AC—16、SMA—16和Sup—12．5级配的相应i值范围，并结合工程实例对变i法在AC—16型沥青混合料设计中的应用进行了检验．结果显示，利用该方法设计的级配，较好的满足了设计要求．同时也说明变i法能较好的适应我国沥青混合料级配采用方孔筛的划分标准及不同沥青混合料类型的级配设计要求。     

基于变i法理论的级配组成设计方法

在对最大密度曲线理论和粒子干涉理论及相关级配算法研究的基础上,提出了变i法及相应算法.通过变i法计算的集料级配与规范中AC-16,SMA-16级配和以粒子干涉理论为依据设计的嵌挤密实结构级配的比较,给出了满足AC-16和SMA-16级配的相应i值范围.结果表明：变i法的提出既考虑了各级粒径以1/2递减的情况,又考虑了各粒级不以1/2递减的级数计算情况,较好地适应了我国沥青混合料级配采用方孔筛的划分标准,更适于沥青混合料级配计算;对AC型及SMA型沥青混合料,给出了各自适宜的i值取值范围;以粒子干涉理论为依据设计的级配与变i法计算的级配相吻合,表明采用变i法设计嵌挤密实结构级配是可行的;路用性能试验结果表明利用变i法理论调整后的沥青混合料具有较高的使用品质,适宜作高等级公路沥青面层.     

基于分形理论嵌挤结构级配设计的研究

根据集料的填充特性,提出了临界筛孔的计算系数,从理论上计算出了多级嵌挤骨架型沥青混合料集料中粗、细集料的用量.同时引入了分形理论,根据粗、细集料的架构效应和填充作用的不同,分别提出了粗、细集料级配设计的数学模型.通过计算得出了多级嵌挤骨架型沥青混合料矿料的级配曲线,并通过实验对其进行了检验.结果表明,由公式计算出的设计级配满足规范的技术要求.文中提出的矿料级配的设计方法有别于以往的级配设计方法,是一种纯理论的设计方法.     

0/10型超薄罩面混合料配合比设计研究

对0/10型超薄罩面混合料级配设计理论、级配设计和目标配合比设计进行了研究。研究确定对于超薄罩面混合料应采用CAVF法骨架型级配设计理论;对0/10型超薄罩面混合料级配特点、判定标准和级配对构造深度的影响进行研究,研究确定0/10型超薄罩面混合料完全断级配的间断区间和集料粗细分界点,同时对四种不同级配性能指标进行试验分析并用CAVF法设计级配;最后通过目标配合比设计,确定0/10型超薄罩面混合料配合比,并进行试验验证其可以满足各项性能指标要求。     

沥青稳定碎石沥青用量确定方法的比较

分别采用马歇尔法和力学强度指标法对沥青稳定碎石混合料进行沥青用量的确定,分析并比较这两种方法的特点,发现马歇尔法设计结果仅能保证混合料符合体积参数要求,易产生级配粗细与沥青需求相左的矛盾,而力学强度指标法确定的沥青用量则趋于一定的沥青膜厚范围.对于固定的原材料,存在一个较好的级配可以使混合料在最佳沥青用量条件下既满足体积要求又具有较好的抗拉性能.     

沥青稳定碎石沥青用量确定方法的比较

分别采用马歇尔法和力学强度指标法对沥青稳定碎石混合料进行沥青用量的确定,分析并比较这两种方法的特点,发现马歇尔法设计结果仅能保证混合料符合体积参数要求,易产生级配粗细与沥青需求相左的矛盾,而力学强度指标法确定的沥青用量则趋于一定的沥青膜厚范围。对于固定的原材料,存在一个较好的级配可以使混合料在最佳沥青用量条件下既满足体积要求又具有较好的抗拉性能.     

机场SMA-16混合料优化设计研究

采用贝雷法CA,FAc,FAf三个参数对《民用机场沥青混凝土道面技术规范》（MH-5010-1999）和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中SMA-16级配进行分析,并结合体积参数VMA,提出机场SAM-16混合料优化级配范围;预估级配优化后SMA-16混合料最佳油石比,并研究其路用性能,优化机场SMA-16混合料设计方法.结果表明：优化后机场SMA-16混合料更易形成骨架密实结构,能满足机场道面使用性能要求,提高混合料施工性能;通过级配优化和混合料最佳油石比预估,避免设计过程中反复选择级配和油石比,减少试验量,提高设计效率.     

沥青稳定碎石沥青用量确定方法的比较

分别采用马歇尔法和力学强度指标法对沥青稳定碎石混合料进行沥青用量确定,分析并比较了这两种方法的特点。马歇尔法设计结果仅能保证混合料符合体积参数要求,易产生级配粗细与沥青需求相左的矛盾。力学强度指标法确定的沥青用量则趋于一定的沥青膜厚范围。对于固定的原材料,存在较好的级配,可以使得混合料在最佳沥青用量条件下既满足体积要求又具有较好的抗拉性能。     

水泥稳定混合料的水洗筛分法

采用水洗筛分水泥稳定混合料、按比例还原筛底细集料的方法,检测摊铺现场水泥稳定混合料的级配是否满足设计级配要求。将实际级配和设计级配进行对比,分析混合料级配产生问题的地方。通过工程实际操作进行验证,并讨论适用范围。     

泡沫沥青厂拌冷再生混合料级配优化设计

基于对泡沫沥青厂拌冷再生拌和机理的分析,提出了泡沫沥青冷再生混合料级配设计时RAP级配采用水洗法筛分是合适的。不同级配混合料的室内性能试验表明：4．75mm的通过率在45％以上时,混合料具有更优的强度和水稳定性能,较低的0．075mm的通过率（小于6％）,并不意味着混合料性能不满足规范要求。在此基础上提出了适合工程实际的优化级配范围。     

大粒径沥青碎石（LSAM-25）混合料试验研究

根据国内外常用的LSAM级配范围,选取了6种典型级配,用大马歇尔设计方法和旋转压实设计方法进行了6种级配的混合料体积设计,比较了2种设计方法对LSAM-25混合料体积指标的差异。对6种级配的混合料进行了路用性能试验,得到了路用性能相对较优的级配。     

沥青混合料配合比设计中若干问题的探讨

通过对沥青混合料配合比设计过程中集料级配的计算、设计、调整和沥青混合料高温性能评价指标的研究,提出了变i法及相应计算公式,给出了满足AC-16、SMA-16和Sup-12.5级配的i值范围;将0.075 mm筛孔作为最小控制筛孔,提出了FAP指标,并以FAP检验0.075 mm筛孔的通过率,完善了贝雷法对设计级配关键筛孔通过率的检验,给出了满足SMA-16型级配的CA比和FA比检验的合理指标范围,为SMA的设计和检验提供了理论依据;提出了动抗压强度(DCS)指标,综合考虑了行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素对压实沥青混合料高温性能的影响,结果表明动抗压强度指标能较好体现工程实际中车辙的形成规律,并有效提高了对沥青混合料高温性能评价的区分率。     

不同级配对OGFC混合料性能的影响

不同级配决定了沥青混合料的结构组成,进而影响混合料的性能.以OGFC-13矿料级配作为研究对象,在规范级配范围内选择典型级配,对整个OGFC矿料级配走向进行了试验研究,并对不同级配走向对混合料技术指标和路用性能产生的影响进行了定量的分析,提出了满足OGFC混合料技术要求的合理级配范围.     

不同级配对OGFC混合料性能的影响

不同级配决定了沥青混合料的结构组成,进而影响混合料的性能.以OGFC-13矿料级配作为研究对象,在规范级配范围内选择典型级配,对整个OGFC矿料级配走向进行了试验研究,并对不同级配走向对混合料技术指标和路用性能产生的影响进行了定量的分析,提出了满足OGFC混合料技术要求的合理级配范围.