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基于分形理论橡胶粉改性沥青混合料集料级配优化 浙江大学交通工程研究所 彭勇 2012.09.17 1. 研究目标 基于分形理论，对橡胶粉改性沥青混合料集料级配进行优化，提出合适的级配集料质量分维值范围，以期得到性能优异的橡胶粉改性沥青混合料集料级配。 2. 级配集料分形 分形几何基本公式 级配集料粒径分布函数的分形 定义粒径分布函数 级配集料质量分布函数的分形 定义粒径分布函数 根据试验，泰波公式中的n增大，即级配集料质量分维值D（n =3–D）减小，对应的集料级配变粗，密实度减小，反之，对应的集料级配变细，密实度增大。 考虑到橡胶粉不溶解于沥青，故在选取橡胶粉改性沥青混合料级配时，不能按常规的方式采用密实的集料级配。根据经验，橡胶粉改性沥青混合料级配集料质量分维值应小于2.5，建议在2.4左右。 根据上述4种级配集料质量分维值，较好的橡胶粉改性沥青混合料集料级配是级配D与级配B。 谢谢大家！敬请指正！ * * E=0 P (xmax) = 1 P (xmin) = 0 上述的简化式，与富勒（Fuller）及泰波（Talbot）根据试验提出的公式具有相同的表现形式，即泰波公式中的n=3-D，从而验证了上述推导的正确性。根据试验认为n = 0.3~0.6之间时，具有较好的密实度，所以相对应的分维值D应该在2.4~2.7。 集料的级配组成 3 6 10.3 14.3 19.5 26.5 36.7 72.4 96.9 100 D 8 10 12.5 15.5 19 24 30 66.5 97.5 100 C 3 4.5 5.5 7.5 10.5 14.5 20 58 97.5 100 B 2 4 6 9 13 19 36 73 90 100 A 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16.0 通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（％） 级配 类型 3.橡胶粉改性沥青混合料集料级配优化 试验材料 集料采用玄武岩，沥青为壳牌70＃石油沥青，橡胶粉细度为20目。具体技术指标略。 级配A 级配B 级配集料质量分形 级配C 级配D 级配集料质量分形 5.10 5.04 4.87 5.25 最大荷载（kN） 0.50 0.49 0.47 0.51 劈裂抗拉强度RT2(MPa) 1-4 1-3 1-2 1-1 试件编号 冻融组： 未冻融组： 8.27 8.18 7.41 6.77 最大荷载（kN） 0.80 0.79 0.72 / 劈裂抗拉强度RT1(MPa) 1-8 1-7 1-6 1-5 试件编号 冻融劈裂强度比：TSR=（ RT2/RT1）×100=(0.4925/0.77) ×100 = 64% 抗水损坏性能（冻融劈裂强度试验） 级配A （油石比6.9） 3.99 3.69 3.565 3.53 最大荷载（kN） 0.39 0.36 0.37 0.34 劈裂抗拉强度RT2(MPa) 2-4 2-3 2-2 2-1 试件编号 冻融组： 未冻融组： 6.27 5.77 6.33 6.54 最大荷载（kN） 0.60 / 0.61 0.63 劈裂抗拉强度RT1(MPa) 2-8 2-7 2-6 2-5 试件编号 冻融劈裂强度比：TSR=（ RT2/RT1）×100 =(0.365/0.613) ×100= 59.5% 级配B（油石比6.2） 8.47 8.285 7.54 8.152 最大荷载（kN） 0.83 0.81 / 0.80 劈裂抗拉强度RT2(MPa) 3-4 3-3 3-2 3-1 试件编号 冻融组： 未冻融组： 9.26 9.19 9.78 11.26 最大荷载（kN） 0.91 0.90 0.96 1.1 劈裂抗拉强度RT1(MPa) 3-8 3-7 3-6 3-5 试件编号 冻融劈裂强度比：TSR=（ RT2/RT1）×100 =(0.813/0.9675) ×100= 84% 级配C（油石比7.5） 7.533 5.904 7.02 6.78 最大荷载（kN） 0.74 / 0.69 0.66 劈裂抗拉强度RT2(MPa) 4-4 4-3 4-2 4-1 试件编号 冻融组： 未冻融组： 8.80 8.82 7.09 8.24 最大荷载（kN） 0.86 0.86 / 0.80 劈裂抗拉强度RT1(MPa) 4-8 4-7 4-6 4-5 试件编号 冻融劈裂强度比：TSR=（ RT2/RT1）×100 =(0.6967/0.84) ×100=