瀝青混合料體積設計法與傳統設計法比的較

　　摘要：本論文主要討論傳統的級配設計方法和體積設計方法，比較兩者之間的級配特征及瀝青混合料的路用性能，選擇更優良的級配設計方法。

　　研究認為體積設計法在Superpave瀝青混合料在水穩定性,高溫穩定性、摩擦系數、構造深度等方面表現出較好的性能。

　　

　　關鍵詞瀝青混合料配合比，設計方法，superpave體積設計方法，比較應用

　　Abstract

　　Thispaperdiscussedthegradingoftraditionaldesignmethodsanddesignsize,Comparisonbetweenthesizedistributionandcharacteristicsoftheasphaltmixtureroadperformance,excellentchoiceofthesizedistributiondesignmethods.

　　StudydesignthatthevolumeofSuperpaveasphaltmixtureinwaterstability,hightemperaturestability,Frictioncoefficient,tectonicdepthhasshowngoodperformance.

　　Keywords：Asphaltmixdesign，Superpavevolume，Applicationdesignmethods

　　

　　前言

　　現行規范中所推薦的集料級配配比屬于密集配，其理論基礎為泰波公式，設計原則為最大理論密度。但是這種級配經過長期實踐經驗證實：其粗集料未形成骨架，細集料過多，高溫穩定性差，易形成車轍。隨著高速公路不斷發展，交通量不斷增長，交通日益渠化，車轍問題已受到普遍關注，由車轍所導致的舒適與安全問題也逐漸受到重視。

　　目前國內熱拌瀝青混合料配合比設計大多采用馬歇爾試驗方法,而美國瀝青協會出版的瀝青混合料設計中規定馬歇爾法僅適用于連續級配密實瀝青混合料。本文通過傳統設計方法與體積設計法的試驗，得出了一些結論。

　　1．設計內容和具體方案

　　Superpave設計方法是力圖將試驗方法與指標同瀝青路面的野外性能建立起直接的聯系,通過控制高溫車轍、低溫、疲勞開裂,以全面提高路面性能。

　　Superpave雖然不再直接使用Fuller公式來計算級配曲線，但仍按此公式畫一條最大密度線后，以此為基礎，在此線的上下設置7個控制點和一個限制區作為設計礦料級配或礦料顆粒組成曲線的依據。Superpave礦料級配組成的發表，實際上等于在美國放棄了使用近百年的傳統連續級配，應該說，Superpave礦料級配設計方法沒有明確的原則，屬于經驗性的。

　　Superpave并不主張用類似圖上對角線的連續級配，它要求級配曲線既通過圖上的7個控制點之間，又不要進入限制區。這樣的級配曲線不再是連續級配，在美國通常要求級曲線處限制區的下面，并稱其為粗集料級配。實際上，在美國早就不用限制區。本設計中并未考慮限制區對瀝青混合料的影響，借鑒了張登良教授關于瀝青混合料體積設計法的研究成果進行設計。

　　2．試驗結果與分析

　　Superpave級配與AC型級配設計方法有本質的區別。superpave結構類型是骨架密實型，有良好的路用性能。AC型級配結構是懸浮密實結構。兩種設計方法設計的瀝青混合料VFA、瀝青用量、路用性能能否達到要求？針對這一問題對AC-16和Sup-16路用性能和體積性能對比試驗。

　　Superpave瀝青混合料與AC-16型瀝青混合料，特別是AC-16F型瀝青混合料相比,顯著特點就是粒徑明顯粗化，混合料中粗集料含量較多，這種變化將從整體上影響瀝青混合料的路用性能。

　　2.1高溫穩定性的比對

　　表1最佳瀝青用量試驗結果匯總表

　　級配類型瀝青用量理論密度

　�。╣/cm3）毛體積密度

　�。╣/cm3）VV

　�。�%）VMA

　　(%)VFA

　　(%)穩定度

　　(KN)流值

　　(0.1mm)

　　AC-16F4.42.512.6493．114.652.911.572．1

　　AC-16C4.02.522.4784.2614.262.211.492．3

　　Sup-164.02.522.4324.0812.0571.111.693.09

　　從表1中可以看出：

　　sup-16與AC-16C型瀝青混合料相比，穩定度并沒有顯著提高，主要原因分析如下：AC型瀝青混凝土,屬于典型的密實懸浮結構,細集料膠漿多且致密,在力學性能上表現為馬歇爾穩定度較高。Superpave瀝青混合料級配中雖增加了粗集料含量,相應的細集料膠漿比例有所下降,降低了瀝青混合料的粘結力C,因此其馬歇爾穩定度沒有顯著的提高。

　　Superpave瀝青混合料雖也屬連續級配，但其粗集料含量較多，故其受力效果主要依靠粗集料形成的嵌擠結構,粘結力的作用反而不明顯,劈裂實驗并不能真實反映SMA的受力特點。這種情況下,用屬劈裂性質的馬歇爾試驗作為評價Superpave瀝青混合料的力學強度指標是否合理,是值得探討的問題。

　　對瀝青混合料而言,高溫抗車轍能力受集料級配和瀝青性能影響。夏天高溫

　　瀝青膠漿變軟,損失承載力時,對行車荷載造成的永久變形的抵抗力就主要依靠集料級配來提供。Superpave瀝青混合料中粗集料含量的增加,有利于粗集料之間互相嵌擠鎖結,形成一定程度的空間骨架結構,細集料膠漿只起到填充粗集料空隙作用,即使細集料膠漿受熱變軟,對高溫抗車轍能力造成的影響也很小,可以有效提高瀝青混合料在行車荷載作用下抵抗塑性變形的能力,即提高瀝青混合料的高溫穩定性。

　　2.2水穩定性的比對

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