(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 202210864924.0 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 北京工业大 学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园10 0号 (72)发明人 郭猛　张瑞　曾冉旭　田东　桂雄　 (74)专利代理 机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 1 1203 专利代理师 王兆波 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/20(2020.01) (54)发明名称 一种相变沥青混合料配合比优化设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种相变沥青混合料配合比 优化设计方法， 在相变沥青混合料配合比设计 时， 充分考虑相变材料对沥青混合料矿料级配及 最佳沥青用量的影 响， 通过优化相变沥青混合料 配合比设计方法， 以提高相变沥青 混合料的路用 性能和功能性。 采用等质量比不同粒径的相变材 料等体积替代细集料的方法进行混合料级配设 计， 并利用改进的马歇尔设计方法来确定含相变 材料的相变沥青 混合料的最佳沥青含量， 在保证 相变材料调温作用的同时， 减少相变材料物理特 性对混合料路用性能的影 响。 本方法将相变材料 有效用于沥青 混合料， 使相变沥青 混合料具有良 好的调温效果， 能够提高相变沥青路面服务水 平， 减少道路养护费用， 降低自然资源的消耗， 经 济效益显著。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115169140 A 2022.10.11 CN 115169140 A 1.一种相变沥青混合料配合比优化设计方法， 其特 征在于： 包 含以下几个步骤： 步骤一： 相变材 料类型； 相变材料应为复合定形相变材料， 由芯样和载体按92： 8的质量比复合而成， 芯样为聚 乙二醇， 载体为 膨胀石墨； 相变材 料的粒径小于 0.6mm， 属于细集料； 步骤二： 相变沥青混合料级配设计； 相变材料的掺配方式采用等体积法替代天然细集料石料： 通过马歇尔配合比试验方法确定不掺相变材料的沥青混合料配合比设计的目标最优 级配J0和最佳沥青用量a0， 并以此作为相变沥青混合料的基础矿料级配和基础 沥青用量； 步骤三： 马歇尔方法确定最佳沥青用量； (1)根据设计要求或规范要求选择沥青混合料采用的沥青； (2)提出确定沥青用量的方法： 采用改进的马歇尔设计方法： 首先保持基础矿料级配不变， 以掺入量最低的20％相变 材料掺入量通过等体积法等质量比替代基础矿料级配中0.6mm、 0.3mm、 0.15mm和0.075mm的 细集料， 组成 “相变沥青 混合料”级配J1， 其最佳沥青用量a1的确定方法具体方法如下： 按照 马歇尔试验方法， 以未掺加相变材料的沥青 混合料的最佳沥青用量a0为中值， 并以 ±0.5％ 及±1.0％的间隔上下浮动， 形成一组五个试验沥青用量， 制备标准马歇尔试件； 通过马歇 尔试验结果， 通过OAC1及OAC2综合确定相变沥青混合料在采用20％相变材料替代率下的沥 青用量a1； 保持基础矿料级配不变， 以40％相变材料掺入量通过等体积法等质量比替代基础矿料 级配中0.6mm、 0.3mm、 0.15mm和0.075mm的细集料， 组成 “相变沥青混合料 ”级配J2， 并确定其 最佳沥青用量a2； 具体方法如下： 按照马歇尔试验方法， 以20％相变材料掺加量的沥青混合 料的最佳沥青用量a1为中值， 并以 ±0.5％及±1.0％的间隔上下浮动， 形成一组五个试验 沥青用量， 制备标准马歇尔试件； 通过马歇尔试验结果综合确定相变沥青混合料在采用 40％相变材 料替代率下的最佳沥青用量a2； 后续按照该方法， 在保持基础矿料级配不变的前提下， 依次以60％、 80％和100％的相 变材料掺入量通过等体积法等质量比替代基础矿料级配中0.6mm、 0.3mm、 0.15mm和0.075mm 的细集料， 依次组成 “相变沥青混合料 ”级配J3、 J4和J5； 步骤四： 最佳相变材 料掺量确定； 对各相变材料掺量的相变沥青混合料的路用性能进行室内试验； 对所设计的20％， 40％， 60％， 80％和100％相变材料掺量的相变沥青混合料的高温抗车辙性能、 低温抗裂性 能和水稳定性进 行室内检验， 筛选出满足沥青混合料路用性能规范要求的相变沥青混合料 的对应相变材 料掺量。 2.根据权利要求1所述的一种相变沥青混合料配合比优化设计方法， 其特征在于： 根据 使用相变材料的实际需求， 结合混合料设计要求及工程经验， 确定5种相变材料的掺配比例 方案， 其中相变材料掺入量分别为20％， 40％， 60％， 80％和100％， 采用 相变材料等体积替 代细集料的方法掺入相变材料； 相变材料对级配中0.6mm、 0.3mm、 0.15mm和0.075mm的细集 料采用等质量比替代方法； 被替代的每种粒径的细集料的质量由公式(1)计算：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169140 A 2式中： ma—相变材 料掺加质量， 单位g； ρa—相变材 料毛体积相对密度， 单位g/ cm3； mb—被替代的某种粒径的细集料的质量， 单位g； ρb—细集料毛体积相对密度， 单位g/ cm3。 3.根据权利要求1所述的一种相变沥青混合料配合比优化设计方法， 其特征在于： 相变 沥青混合料级配J3的最佳沥青用量a3按照马歇尔试验方法， 以40％相变材料掺加量的沥青 混合料的最佳沥青用量a2为中值， 并以 ±0.5％及±1.0％的间隔上下浮动， 形成一组五个 试验沥青用量， 制备标准马歇尔试件， 通过马歇尔试验结果， 利用OAC1及OAC2综合确定最佳 沥青用量； 相变沥青混合料级配J4的最佳沥青用量a4按照马歇尔试验方法， 以60％相变材料掺加 量的沥青混合料的最佳沥青用量a3为中值， 并以 ±0.5％及±1.0％的间隔上下浮动， 形成 一组五个试验沥青用量， 制备标准马歇尔试件， 通过马歇尔试验结果综合确定最佳沥青用 量； 相变沥青混合料级配J5的最佳沥青用量a5按照马歇尔试验方法， 以80％相变材料掺加 量的沥青混合料的最佳沥青用量a4为中值， 并以 ±0.5％及±1.0％的间隔上下浮动， 形成 一组五个试验沥青用量， 制备标准马歇尔试件， 通过马歇尔试验结果综合确定最佳沥青用 量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169140 A 3