(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210555303.4 (22)申请日 2022.05.20 (71)申请人 山东省交通科 学研究院 地址 250000 山东省济南市天桥区无影山 中路38号 申请人 山东高速股份有限公司 (72)发明人 马士杰　夏雨　王昊　韦金城　 胡家波　李永振　杨永富　孙强　 李广　孙岳　符东绪　 (74)专利代理 机构 济南竹森知识产权代理事务 所(普通合伙) 37270 专利代理师 朱家富 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G01N 33/42(2006.01) (54)发明名称 一种马歇尔配合比设计中最佳沥青用量的 预估方法 (57)摘要 本发明涉及道路工程技术领域， 具体涉及一 种马歇尔配合比设计中最佳沥青用量的预估方 法， 根据沥青混合料类型、 公称最大粒径和级配， 确定体积指标值的设计技术要求并计算沥青混 合料的基本参数， 初步确定沥青用量区间， 将区 间内的沥青用量和空隙率分别按一定间隔分组， 计算不同沥青用量在不同空隙率下的体积指标 值， 根据图解法确定各空隙率条件 下各体积指标 值符合设计要求的沥青用量范围的交集， 再根据 交集的端值计算出最佳沥青用量的区间， 然后结 合关键筛孔和最大粒径参数计算最佳沥青用量。 本方法填补了现行规范马歇尔配合比设计无最 佳沥青用量预估 方法的空白， 解决以往配合比设 计前只能通过工程经验估算而导致预估不准确 的问题。 权利要求书4页 说明书10页 附图5页 CN 115081058 A 2022.09.20 CN 115081058 A 1.一种马歇尔设计方法中最佳沥青用量的预估方法， 其特征是， 根据沥青混合料类型、 公称最大粒径和级配， 确定体积指标值的设计技术要求并计算沥青混合料 的基本参数， 初 步确定沥青用量区间， 将区间内的沥青用量和空隙率分别按一定间隔分组， 计算不同沥青 用量在不同空隙率下的体积指标值， 根据图解法确定各空隙率条件下各体积指标值符合设 计要求的沥青用量范围的交集， 再根据 交集的端值计算出最佳沥青用量的区间， 然后结合 关键筛孔和最大 粒径参数计算 最佳沥青用量。 2.如权利要求1所述的预估方法， 其特 征是， 包括以下步骤： S1.确定马歇尔配合比设计技 术要求及基本参数： 根据沥青混合料类型、 公称最大粒径DNMAS和级配， 确定体积指标值的设计技术要 求并计 算沥青混合料的基本参数； S2.根据假设沥青用量和空隙率 值， 计算并枚举出 所有体积指标值： 根据工程经验初步确定沥青用量区间， 将区间内的沥青用量按一定间隔， 分别记作P1、 P2···Pn， 根据步骤S1确定的空隙率VV区间， 将区间内的空隙率VV按一定间隔， 分别记作 VV1、 VV2···VVm， 根据步骤S1确定的基本参 数， 计算不同沥青用量Pn在不同空隙率VVm下的 体积指标值， 包括： 矿料间隙率VMAm(n)、 沥青饱和度VFAm(n)、 粉胶比FBm(n)和沥青膜厚度 DAm(n)； 枚举出各空隙率条件下， 沥青用量及所对应的各项体积指标值： 空隙率VV1条件下各体积指标值： 空隙率VV2条件下各体积指标值： …… 空隙率VVm条件下各体积指标值： S3.以图解法确定各空隙率条件下， 各项体积指标均符合步骤S1设计要求的沥青用量 范围OACmin(m)～OACmax(m)； S4.确定最佳沥青用量区间： 根据各空隙率条件下的沥青用量范围OACmin(m)～OACmax(m)， 计算其并集范围OACmin～ OACmax， OACmin～OACmax＝OACmin(1)～OACmax(1)}∪{…}∪{OACmin(m)～OACmax(m)}；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115081058 A 2S5.确定最佳沥青用量： 利用最佳沥青用量区间OACmin～OACmax， 并结合关键筛孔和最大粒径相关参数， 计算最 佳沥青用量OAC， 公式如下： 式中： PPCS为合成级配中关键筛孔的通过率百分比， ％； Dpcs为合成级配中关键筛孔， mm； PNAS为合成级配中最大 粒径通过率百分比， 为10 0％； DNAS为合成级配中最大 粒径， mm。 3.如权利要求2所述的预估方法， 其特征是， 所述步骤S1中， 设计技术要求包括： 空隙率 VV、 矿料间隙率VMA、 沥青饱和度VFA、 粉胶比FB、 沥青膜厚度DA； 基本参数包括： 沥青相对密 度γb、 合成矿料毛体积相对密度γsb、 合成矿料有效相对密度γse、 矿料吸收沥青质量百分 比Pba、 0.075mm通过率P0.075、 集料比表面积SA、 最大粒径DNSA、 关键筛孔DPCS、 合成级配关键筛 孔通过率PPCS和合成级配中最大粒径 通过百分比PNAS； 进一步优选的， 所述基本参数根据 《公 路工程沥青及 沥青混合料施工技 术规程》 (JTG E20‑2011)进行计算。 4.如权利要求2所述的预估方法， 其特征是， 所述步骤S1中， 当沥青混合料类型为密级 配沥青混合料时， 空隙率VV的设计要求范围为3％～6％； 粉胶比FB设计要求为0.8～1.6； 沥 青膜厚度DA设计要求为不小于6μm； 沥青饱和度VFA根当公称最大粒径选择： 当DNMAS为 4.75mm、 9.5mm时， VFA为70％～85％， 当DNMAS为13.2mm、 16mm、 19mm时， VFA为65％～75％， 当 DNMAS为26.5mm、 31.5mm、 37.5mm时， VFA为55％～70％； 矿料间隙率VMA根据空隙率VV范 围按 下列公式进行计算： VMA＝VV‑2.925ln(DNMAS)+17.531 式中VMA为矿料间隙率， ％， 取1位小数； V V为空隙率， ％， ； DNMAS为公称最大 粒径， mm。 5.如权利 要求2所述的预估方法， 其特征是， 所述步骤S1中， 当沥青混合料类型为SMA沥 青混合料时， 空隙率VV的设计要求范围为3％～4.5％， 矿料间隙率VMA的设计要求范围为 17％～18.5％， 沥青饱和度VFA的设计要求范围为75％～85％， 粉胶比FB和沥青膜厚度DA不 设定设计要求范围。 6.如权利要求2所述的预估方法， 其特征是， 所述步骤S2中， 为确保沥青用量预估的准 确性， 所述沥青用量的间隔为0.1％； 所述空隙率的间隔为0.1％～0.5％； 进一步优选的， 当 预估沥青用量与目标配合比沥青用量的差值在 ±0.25％范围内能被接受时， 空隙率的间隔 选择0.5％。 7.如权利要求2所述的预估方法， 其特征是， 所述步骤S2中， 在沥青用量Pn及空隙率VVm 条件下， 各体积指标值计算方法如下： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115081058 A 3