Superpave19最佳瀝青用量確定

尹 強，倪 云

(烏蘇市天山路橋有限責任公司)

Superpave瀝青混合料設計方法是美國SHRP研究的代表性成果，主要體現了瀝青混合料按體積設計的原則，以混合料體積組成為控制指標來確定最佳瀝青用量，其設計方法在美國得到了普遍的應用，對我國瀝青混合料設計理論、方法和工程實踐產生了重大影響。文獻對Superpave技術在城市道路改造中的應用進行了研究，并提出了禁區控制原則，優化了細集料級配，提出粉膠比的控制范圍。為了確定金寶屯至查日蘇高速公路Superpave19瀝青混合料下面層最佳用量，筆者按照Superpave設計方法對其進行了設計。

1 原材料組成及生產配合比級配合成

1.1 原材料組成

金寶屯至查日蘇高速公路是國家高速公路網規劃中長春至深圳的重要路段。瀝青混合料配合比設計中，粗集料選用玄武巖碎石，細集料選用玄武巖石屑，填料采用梨樹縣白云灰有限責任公司礦粉和吉林省天鑫水泥有限責任公司生產的普通硅酸鹽42.5水泥，瀝青采用SBS改性瀝青，抗剝離劑采用SA-9304。其中SBS改性瀝青性能試驗結果見表1所示。SBS改性瀝青性能粘度-溫度試驗結果見表2所示。

1.2 生產配合比級配合成

Superpave生產配合比調試是在目標配合比設計基礎上，調整生產配合比合成級配和目標級配比合成級配相靠近，其中4.75 mm及其以上篩孔合成級配通過率與目標配比偏差控制在±5%以內，4.75 mm以下篩孔合成級配通過率偏差控制在±3%以內。生產配合比合成級配見表3所示。

表1 SBS改性瀝青性能試驗結果

表2 SBS改性瀝青粘度-溫度試驗結果

表3 生產配合比合成級配

根據各檔集料的密度、吸水率和相應用量的比例，用Superpave集料結構設計軟件計算合成計算集料的性質，并推薦初始瀝青用量為4.32%。

2 Superpave19最佳瀝青用量確定

確定了設計級配后，根據推薦的初始瀝青用量4.32%，選取3.72%、4.02%、4.32%和4.62%四個瀝青用量進行設計級配的瀝青混合料壓實特性與體積性能試驗，試驗結果見表4所示。

表4 4種瀝青用量試驗結果

根據每個試拌瀝青用量在設計選擇次數下的體積性能，繪制對應瀝青用量下的空隙率如圖1所示。

圖1 瀝青用量與空隙率的關系

從圖1中可知，當空隙率為4%時，瀝青用量為4.35%，根據Superpave設計方法確定瀝青最佳用量為4.35%。當配合比最佳瀝青用量為4.35%時，混合料壓實與體積特性如表5所示。

表5 最佳瀝青用量時混合料壓實與體積特性

3 Superpave19性能驗證試驗

為了判別最佳瀝青用量為4.35%時，Superpave19性能是否符合要求，對最佳瀝青用量下混合料分別進行浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂強度比對試驗和車轍試驗(試驗溫度為60℃，胎壓0.7 MPa)，試驗結果分別如表6、表7和表8所示。

表6 浸水馬歇爾試驗結果

表7 凍融劈裂強度比對試驗結果

表8 車轍試驗結果

根據以上試驗結果表明，最佳瀝青用量為4.35%時，瀝青混合料性能符合設計要求，可以用于金查高速公路的施工。

4 結語

通過應用Superpave設計方法，對Superpave19瀝青混合料配合比進行了設計，并確定了最佳瀝青用量為4.35%。浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂強度比對試驗和車轍試驗結果表明Superpave19瀝青混合料可用于高速公路下面層的施工。

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