沥青混合料优化设计在工程中的应用研究论文_马善勇

摘要：沥青路面因其行驶舒适、振动小、噪音低、施工周期短、养护简单、可再生利用等优点而得到广泛的应用。世界上大约80%的路面是沥青路面。但由于沥青混合料的温度稳定性和耐久性较差，其道路性能和使用寿命难以保证。因此，考虑高温、低温、水稳定性和疲劳性能，优化沥青混合料配合比设计是解决这一问题的根本途径。基于高速公路在6厘米厚层AC - 19的沥青混凝土配合比设计为依托，根据现行规范，结合超级pave20为沥青混合料设计标准比优化设计，并介绍了相关的验证测试，然后相关的评估和调整的混合比例，为了找到合理的配合比优化设计思路，为道路施工人员提供沥青混合料配合比设计参考。

关键词：沥青混合料；优化设计；工程；应用

1 沥青性质

选用90号SBS成品改性沥青，技术性质见表1，试验结果表明，该沥青满足规范JTGD50—2017公路沥青路面施工技术规范和PG70—28Superpave沥青胶结料中的相关技术要求。表190号SBS成品改性沥青主要技术性质。

2 矿料性质

集料采用河南产石灰岩，矿粉为河南产石灰石磨制而成。矿料的密度见表2，表3，其中，粗集料的密度采用网篮法测定，细集料密度采用容量瓶法测定，矿粉密度采用李氏比重瓶法测定，介质为煤油，其值为2．704g/cm3。

3 配合比优化设计

通常情况下，矿料级配良好的沥青混合料中粗集料相互嵌挤形成骨架，细集料填充主骨架形成次级骨架，更细的集料填充次级骨架空隙，逐级填充形成嵌挤密实结构。由于充分考虑了矿料的填充特性，该类型沥青混合料中既形成稳定的骨架结构又具有合适的矿料间隙率，因而具有理想的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性及耐疲劳性能。本工程在沥青混合料配合比设计时，在满足现行JTGD50—2017公路沥青路面施工技术规范和美国Superpave的范围及限制区的前提下，参考《高性能沥青路面Superpave技术实用手册》要求，调整粗细集料各筛孔通过百分率，保证沥青混合料重要体积参数分别落在适当的范围内：空隙率VV范围（3．5%～4．5%）和矿料间隙率范围（13．5%～14．5%），确定出沥青混合料的级配组成，级配曲线见图1。

表2粗集料主要技术性质

图1AC-19优化级配曲线

为了保证试验结果的有效性，配合比采用Superpave旋转搓揉压实成型方法和马歇尔击实试验方法双控设计，确定该矿料级配下混合料沥青最佳用量。按照现行JTGD50—2017公路沥青路面施工技术规范的要求，综合混合料的密度、空隙率、矿料间隙率、饱和度、稳定度及流值，确定出该级配下沥青混合料的最佳沥青用量为4．1，对应的混合料的技术指标值详见表4。按照《高性能沥青路面Superpave技术实用手册》要求空隙率为4%，综合确定该级配下的沥青混合料的最佳沥青用量为3．86%，对应的混合料的技术指标值详见表5。

表4沥青混合料技术指标（OAC=4．1%）

4 试验研究

为了验证按照空隙率和矿料间隙率范围调整后的沥青混合料的路用性能，以轮碾成型法制备车辙试件，进行动稳定度试验研究其高温性能；再以马歇尔击实法制备马歇尔试件，进行浸水马歇尔稳定度试验研究其水稳性。动稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验的结果如表6，表7所示。

结束语：

本文基于实际项目，根据现行规范，结合超级pave20设计标准及相关技术要求，空隙率和矿物骨料的空隙为主要控制指标的沥青混合料配合比优化设计、和验证相关的测试，结果表明，调整后的沥青混合料用更高的热稳定性和水稳定性、配合比优化设计的思路，为道路施工人员提供沥青混合料配合比设计参考。

参考文献：

［1］联邦公路局．高性能沥青路面（Superpave）基础参考手册Ⅰ［M］．北京：人民交通出版社，2005．

［2］JTGD50—2017，公路沥青路面施工技术规范［S］．

［3］Superpave水准Ⅰ沥青混合料设计（SP-2）（美国沥青协会）［Z］．余叔藩，译．1995．

［4］JTGE42—2005，公路工程集料试验规程［S］．

［5］柴彩萍．高速公路沥青路面材料与结构［D］．西安：长安大学硕士论文，2002：49-57．

［6］JTGE20—2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］．

个人简介：马善勇，出生年月：1990.07，籍贯：广西来宾，研究方向：沥青路面养护，职称：助理工程师。

论文作者:马善勇

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/13

标签：沥青论文;  沥青路面论文;  空隙论文;  马歇尔论文;  优化设计论文;  密度论文;  稳定论文;  《基层建设》2019年第31期论文;