关键筛孔通过率对OGFC16性能的影响

石 兴

(重庆市巴南区公路工程质量监督站，重庆 401320)

0 引言

排水降噪沥青路面在美国、日本被叫作OGFC(Open-Graded Friction Courses)，由于其有着较大的空隙率，因而具有优良的排水和降噪的性能。但是较大的空隙率也降低了其力学性能，使用过程中，也出现了松散、空隙闭塞等问题。可见级配对于OGFC沥青混合料的性能有着相当大的影响。本文以道路工程界常用的OGFC16为研究对象，采用正交设计的方法，开展关键筛孔通过率对OGFC力学性能影响的研究，由于劈裂强度能够较为典型的反映OGFC的综合路用力学性能，因而本文以劈裂强度作为衡量OGFC综合力学性能的指标，通过大量室内实验和回归分析得到了不同筛孔的通过率对OGFC16的空隙率与劈裂强度的影响规律。

1 试验方案

通过正交设计的试验方法，研究OGFC16的13.2 mm，9.5 mm和2.36 mm三个筛孔通过率对空隙率及劈裂强度的影响。各因素选择4个水平，采用L16(45)正交表，得到正交试验设计表，见表1。各种级配的沥青膜厚度均按施工规范推荐的14 μm选取，并选用消石灰作为填料。

表1 正交试验方案

2 试验方案

试件采用马歇尔击实成型，双面50次，每种级配各成型3个试件，取3个试件的平均值，用体积法计算其空隙率，用排水法测其连通空隙率，连通空隙率的计算方法如式(1)所示，然后在劈裂试验机上按T 0716-1993公路沥青及沥青混合料试验规程的要求进行试验，记录最大荷载PT，然后按式(2)计算其劈裂强度RT，试验温度为25℃。

其中，Va为连通空隙率，%;m空，m水为混合料的空中重和水中重，g;ρ水为水的密度;V为试件的体积;PT为最大试验荷载，N;RT为劈裂抗拉强度，MPa;h为试件高度，mm。

空隙率和连通空隙率的测定方法采用体积法进行测定。称取试件在干燥条件下的质量(精确至0.1g)，用游标卡尺量取试件高度(精确至0.01 cm，取4个点的平均值)，并称取试件在水中的质量。由此可计算出空隙率与连通空隙率。

3 试验结果

OGFC16空隙率和劈裂强度试验结果见表2。从表2可以看出，其劈裂强度由小到大依次为:(11)＜(16)＜(6)＜(1)＜(5)=(15)。

表2 OGFC16空隙率和劈裂强度的试验结果

3.1 OGFC16关键筛孔通过率与空隙率之间的关系

对于 OGFC16，以 13.2 mm，9.5 mm 和 2.36 mm 三个筛孔通过率为自变量，以上变量分别记为:P13.2，P9.5和 P2.36，通过前进筛选法回归各关键筛孔通过率与空隙率之间的关系。

各个关键筛孔通过率对空隙率的影响见图1。

3.2 OGFC16关键筛孔通过率与劈裂强度之间的关系

通过前进筛选法回归各关键筛孔通过率与劈裂强度之间的关系。各个关键筛孔通过率对劈裂强度的影响见图2。

3.3 回归分析

通过室内试验得到的数据，进行多元回归分析，得到空隙率和劈裂强度与关键筛孔通过率的相关关系如表3所示。

表3 PA16空隙率和劈裂强度与各关键筛孔通过率的关系

通过对表3的分析可得出以下结论:

1)2.36 mm通过率对空隙率和劈裂强度的影响都是最大的，其次才是13.2 mm通过率和9.5 mm通过率。

2)随着2.36 mm通过率的增大，空隙率近乎呈直线形式减小，而劈裂强度则近乎呈直线形式增大。

3)随着13.2 mm通过率的增大，空隙率有略微的增大，而劈裂强度则呈现相反的规律;而9.5 mm通过率对空隙率的影响均不明显。

4)劈裂强度与空隙率之间存在一定的负相关性，通过试验数据进一步分析劈裂强度和空隙率的相关关系，见图3。从图3可以看出，其相关性非常好(R2=0.95)。

4 结语

通过拟定的OGFC16正交试验方法得到的数据进行分析，可得到以下主要结论:1)2.36 mm通过率和13.2 mm通过率对OGFC16的空隙率和劈裂强度均有显著的影响;2)2.36 mm通过率对空隙率和劈裂强度的影响都是最大的，远大于9.5 mm和13.2 mm两个筛孔通过率对其性能的影响;3)13.2 mm通过率对其空隙率和劈裂强度的影响则要远大于9.5 mm通过率，其中9.5 mm通过率对于OGFC16沥青混合料的劈裂强度影响不显著;4)因关键筛孔通过率对OGFC16的性能影响显著，所以可通过关键筛孔的通过率来近似预估其空隙率及力学性能。

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