級配變化對瀝青混合料高溫性能影響的研究

李宏鈺

摘要：隨著社會經濟的發展與進步，瀝青路面施工技術為 我國公路工程的發展帶來了極大的推動作用。在瀝青混合料中，礦料通常情況下占混合料總質量比重要大于90%，它在瀝青混合料中的作用非常大，對于級配選擇在混合料中的作用影響很大。本文通過分析瀝青路面出現車轍損壞原因的影響因素，從級配選擇方面探討改善路面使用性能的途徑和方法。

關鍵詞：道路工程；級配；路用性能；影響

中圖分類號：TU903 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0428-01

瀝青路面使用1年后平整度變化的非常快，有的使用還沒多久路面就出現車轍，有的使用幾年就得把罩面再修一遍，使用性能沒有提高，反而逐漸降低，與設計要求不一致。這就要求我們為避免或延緩路面破壞，提高路面使用性能提出合理的措施。尤其是在市內道路建設中，由于受交通壓力的局限，瀝青路面的早期破壞問題越來越明顯。對道路的使用壽命和性能造成了不小的負面影響，不僅給公路工程建設造成直接的經濟損失，而且在社會上的影響也不好。雖然涉及到公路設計、重載車輛作用等問題，但大多數問題的根本原因要追究路面施工工藝和混合料級配選擇。本文針對瀝青混合料的級配對路用性能的影響做進一步的分析。

1 級配選擇

在《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）要求的AC?13型瀝青混合料級配范圍的基礎上，按照2.36mm篩的通過率選擇粗、中、細3個級配作為研究對象，粗、中、細級配設計結果見表1，級配曲線如圖1所示。

三種級配均符合技術要求范圍，分別靠近上限、中值、下限。

2 馬歇爾試驗

粗中細三種配合比在油石比同為為4.8%的條件下，分別制作馬歇爾試件，雙面擊實75次，測定各試件體積相對密度和各項體系指標。試驗結果如表2。

從表1表2數據可以看出，大顆粒礦料的變化的同時，細集料比例也隨之變化，在級配中細集料比例越大，空隙率減小，反之增大，雖然從表中數據變化不大，但一定要重視其對混合料性質所起的作用。比如礦粉在混合料中主要是用來吸收游離瀝青和減薄瀝青膜厚度的，如果礦粉太多，那么其比表面積就會非常大、吸收的瀝青也會更多，這樣相同瀝青含量下對礦料就不能很好的吸附，混合料強度也會降低；當相應增加瀝青用量、礦粉含量時，就會增加游離瀝青，瀝青流變惡化，變得不夠穩定，夏天時出現泛油的情況較多。

3 高溫試驗

采用瀝青混合料拌和機，控制混合料拌和溫度控制在160±5℃，添加順序依次為粗集料、細集料、基質瀝青，干拌10S，濕拌60S。拌和粗、中、細三組AC-13瀝青混合料進行成型試驗。

成型碾壓次數對瀝青混合料來說相當重要，粗細級配在達到馬歇爾標準密度所需碾壓次數并不一致，細級配較粗級配更容易碾壓密實，為了此次試驗研究條件的一致性，采用2/20次成型工藝。

從表3可以看出，粗級配瀝青混合料的高溫性能明顯優于其他兩種級配。

4 水穩性試驗

密實的瀝青混凝土材料，由于生產過程中各方面因素引起的材料不均勻性，使得早期的瀝青路面出現大量的水損壞。此次研究采用馬歇爾穩定度指標評價透水瀝青混凝土的抗水損害能力。對三組不同瀝青用量的馬歇爾試件進行測試，然后計算殘留穩定度，檢驗透水瀝青混合料受水損害時抵抗剝落的能力。具體數據見表4。從上表可以看出，三種級配抗水損性能均滿足技術要求，且細級配要優于粗級配。綜合考慮瀝青混合料性能，級配應選擇粗型。

5 級配優化

5.1 4 75mm、2.36mm這兩檔是AC-13性瀝青混合料的關鍵檔，應該加以控制。

5.2 混合料中，粗集料是形成空隙的關鍵，細集料是填充空隙的關鍵。對于粗集料，從1/2最大公稱尺寸的篩孔到粗細料的分界篩孔之間這檔料最易對粗集料級配發生干涉，這是影響空隙率變化的關鍵。以下說的關鍵檔都是針對粗集料來說。

5.3 對于AC-13（最大公稱粒徑為9.5mm）的級配來說，2.36mm為粗細集料的分界線；即對于關鍵檔來說，2.36mm以下不再考慮。

5.4 如9.5mm的1/2就是4.75mm，粗集料第一個關鍵檔就是4.75mm，4.75mm的1/2就是2.36mm，故2.36mm也是另外一個關鍵檔。2.36mm的1/2為1.18mm已經是細集料了，就不再是關鍵檔了。

6 結論

綜合考慮級配對瀝青混合料高低溫及抗水損性能的影響，應優先選擇曲線呈“S”型的級配，不僅高溫性能優異，而且又能兼顧低溫及抗水損性能。

參考文獻

[1]交通部公路科學研究所.JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規范.人民交通出版社，2004.

[2]交通部公路科學研究所.JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程.人民交通出版社，2011.

[3]陳仲良.淺析GTM設計方法在瀝青面層施工中的應用[J].價值工程，2011-08-08.