级配变化对沥青混合料高温性能影响的研究

李宏钰

摘要：随着社会经济的发展与进步，沥青路面施工技术为 我国公路工程的发展带来了极大的推动作用。在沥青混合料中，矿料通常情况下占混合料总质量比重要大于90%，它在沥青混合料中的作用非常大，对于级配选择在混合料中的作用影响很大。本文通过分析沥青路面出现车辙损坏原因的影响因素，从级配选择方面探讨改善路面使用性能的途径和方法。

关键词：道路工程；级配；路用性能；影响

中图分类号：TU903 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0428-01

沥青路面使用1年后平整度变化的非常快，有的使用还没多久路面就出现车辙，有的使用几年就得把罩面再修一遍，使用性能没有提高，反而逐渐降低，与设计要求不一致。这就要求我们为避免或延缓路面破坏，提高路面使用性能提出合理的措施。尤其是在市内道路建设中，由于受交通压力的局限，沥青路面的早期破坏问题越来越明显。对道路的使用寿命和性能造成了不小的负面影响，不仅给公路工程建设造成直接的经济损失，而且在社会上的影响也不好。虽然涉及到公路设计、重载车辆作用等问题，但大多数问题的根本原因要追究路面施工工艺和混合料级配选择。本文针对沥青混合料的级配对路用性能的影响做进一步的分析。

1 级配选择

在《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）要求的AC?13型沥青混合料級配范围的基础上，按照2.36mm筛的通过率选择粗、中、细3个级配作为研究对象，粗、中、细级配设计结果见表1，级配曲线如图1所示。

三种级配均符合技术要求范围，分别靠近上限、中值、下限。

2 马歇尔试验

粗中细三种配合比在油石比同为为4.8%的条件下，分别制作马歇尔试件，双面击实75次，测定各试件体积相对密度和各项体系指标。试验结果如表2。

从表1表2数据可以看出，大颗粒矿料的变化的同时，细集料比例也随之变化，在级配中细集料比例越大，空隙率减小，反之增大，虽然从表中数据变化不大，但一定要重视其对混合料性质所起的作用。比如矿粉在混合料中主要是用来吸收游离沥青和减薄沥青膜厚度的，如果矿粉太多，那么其比表面积就会非常大、吸收的沥青也会更多，这样相同沥青含量下对矿料就不能很好的吸附，混合料强度也会降低；当相应增加沥青用量、矿粉含量时，就会增加游离沥青，沥青流变恶化，变得不够稳定，夏天时出现泛油的情况较多。

3 高温试验

采用沥青混合料拌和机，控制混合料拌和温度控制在160±5℃，添加顺序依次为粗集料、细集料、基质沥青，干拌10S，湿拌60S。拌和粗、中、细三组AC-13沥青混合料进行成型试验。

成型碾压次数对沥青混合料来说相当重要，粗细级配在达到马歇尔标准密度所需碾压次数并不一致，细级配较粗级配更容易碾压密实，为了此次试验研究条件的一致性，采用2/20次成型工艺。

从表3可以看出，粗级配沥青混合料的高温性能明显优于其他两种级配。

4 水稳性试验

密实的沥青混凝土材料，由于生产过程中各方面因素引起的材料不均匀性，使得早期的沥青路面出现大量的水损坏。此次研究采用马歇尔稳定度指标评价透水沥青混凝土的抗水损害能力。对三组不同沥青用量的马歇尔试件进行测试，然后计算残留稳定度，检验透水沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力。具体数据见表4。从上表可以看出，三种级配抗水损性能均满足技术要求，且细级配要优于粗级配。综合考虑沥青混合料性能，级配应选择粗型。

5 级配优化

5.1 4 75mm、2.36mm这两档是AC-13性沥青混合料的关键档，应该加以控制。

5.2 混合料中，粗集料是形成空隙的关键，细集料是填充空隙的关键。对于粗集料，从1/2最大公称尺寸的筛孔到粗细料的分界筛孔之间这档料最易对粗集料级配发生干涉，这是影响空隙率变化的关键。以下说的关键档都是针对粗集料来说。

5.3 对于AC-13（最大公称粒径为9.5mm）的级配来说，2.36mm为粗细集料的分界线；即对于关键档来说，2.36mm以下不再考虑。

5.4 如9.5mm的1/2就是4.75mm，粗集料第一个关键档就是4.75mm，4.75mm的1/2就是2.36mm，故2.36mm也是另外一个关键档。2.36mm的1/2为1.18mm已经是细集料了，就不再是关键档了。

6 结论

综合考虑级配对沥青混合料高低温及抗水损性能的影响，应优先选择曲线呈“S”型的级配，不仅高温性能优异，而且又能兼顾低温及抗水损性能。

参考文献

[1]交通部公路科学研究所.JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范.人民交通出版社，2004.

[2]交通部公路科学研究所.JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程.人民交通出版社，2011.

[3]陈仲良.浅析GTM设计方法在沥青面层施工中的应用[J].价值工程，2011-08-08.