基于抗车辙性能的AC-25沥青混合料级配设计

基于抗车辙性能的AC-25沥青混合料级配设计

摘要：以密实度最大为原则，采用逐级填充方法，研究了粗集料级配和细集料级配；采用理论计算法确定了粗细集料比例和最佳油石比。在此基础上，通过室内车辙试验进行二次级配优化，提出了用于中面层的抗车辙型AC-25沥青混合料。路用性能分析表明：抗车辙型AC-25沥青混合料的高稳定性和水稳定性明显优于规范级配沥青混合料，低温稳定性与规范级配沥青混合料相差不大，表明其具有优秀的路用性能。

关键词：道路工程；AC-25沥青混合料；级配设计；抗车辙性能；路用性能Abstract: the principle of maximizing the compactness, the filling step-down method, coarse aggregate gradation and fine aggregate gradation; The theoretical calculation method is used to determine the degree of aggregate ratio and the optimum proportion. On this basis, through the indoor rutting test two subprime optimized mix, puts forward the applied in surface layer anti-rutting type AC-25 asphalt mixture. Way-use performance analysis shows that the anti-rutting type AC-25 asphalt mixture of high stability and water stability is obviously superior to standard gradation asphalt mixture, low temperature stability and the standard gradation asphalt mixture differ not quite, that it is the way of the good with performance.

Keywords: road engineering; AC-25 asphalt mixture; The gradation design; Anti-rutting performance; Way-use performance

0引言

自八十年代中期以来，我国公路交通事业迅速发展，为推动现代化建设做出了巨大贡献，沥青路面因其良好的行车舒适性和优异的使用性能得到了广泛应用。但是随着公路交通量的增加、车辆轴载的增大和渠化交通的形成，沥青路面的病害问题也越发突出，车辙更是其中问题最尖锐、危害最严重的一种[1~2]。研究表明，沥青面层内部最大剪应力分布于路面深度4~10cm范围内，而该区域一般为沥青路面结构的中面层位置，因此可以确定沥青路面的中面层为主抗车辙区。目前，我国高等级公路沥青面层基本上是按全功能要求设计的，结果必然顾此失彼，很难与各沥青层力学和功能要求相适应，从而造成沥青路面早期损坏。为了最大程度的缓解路面多功能要求所引起的矛盾，且充分发挥材料潜力，降低成本，有必要针对路面各结构层的层位功能的要求对沥青面层材料组成设计进行研究。

基于此，本文首先采用逐级填充的方法，以密实度最大为原则研究了粗集料级配和细集料级配，其次采用理论计算法确定了粗细集料比例和最佳油石比，最

后通过室内车辙试验进行二次级配优化，进而提出了用于中面层的抗车辙型AC-25沥青混合料级配并对其路用性能进行了分析。

1原材料

沥青：新加坡90号SBS改性沥青，密度为0.985 g/cm3，经检验其它各项指标均符合规范要求；

碎石：石灰岩，平均视密度为2.690 g/cm3，压碎值为12.6；

矿粉：为石灰石研磨而成，塑性指数为2.2，经检验其它各项均符合规范要求。

2级配拟定与优化

2.1粗集料级配的确定

（1）I级填充试验

取20kgD0（26.5~31.5mm集料），令D1（19~26.5mm集料）与D0按不同比例混合进行I级捣实试验，试验结果见图1。

图1I级填充试验结果

由图1可知，当D0:D1=1:2时，混合粗集料的捣实密度最大。

（2）II级填充试验

在I级填充试验结果的基础上，取6kgD0和12kg D1，令D2（16~19mm集料）与（D0+D1）按不同比例混合进行II级捣实试验，试验结果见图2。

图2II级填充试验结果

由图2可知，当(D0+D1):D2=1:2时，混合粗集料的捣实密度最大。

（3）III级填充试验

在I、II级填充试验结果的基础上，取3kgD0、6kg D1和18kgD2，令D3（13.2~16mm集料）与（D0+D1+D2）按不同比例混合进行III级捣实试验，试验结果见图3。

图3III级填充试验结果

由图3可知，当(D0+D1+D2):D3=3:1时，混合粗集料的捣实密度最大。

（4）IV级填充试验

在I、II、III级填充试验结果的基础上，取2kgD0、4kg D1、12kgD2和6kg D3，令D4（9.5~13.2mm集料）与（D0+D1+D2+D3）按不同比例混合进行IV 级捣实试验，试验结果见图4。

图4IV级填充试验结果

由图4可知，当(D0+D1+D2+D3):D4=4:1时，混合粗集料的捣实密度最大。

（5）V级填充试验

在I、II、III、IV级填充试验结果的基础上，取2kgD0、4kg D1、12kgD2、6kg D3和6kg D4，令D5（4.75~9.5mm集料）与（D0+D1+D2+D3+D4）按不同比例混合进行V级捣实试验，试验结果见图5。

图5V级填充试验结果

由图5可知，当(D0+D1+D2+D3+D4):D5=5:1时，混合粗集料的捣实密度最大。

综上，以混合粗集料捣实密度最大为原则，确定粗集料的级配比例确定为1:2:6:3:3:3。

2.2细集料级配的确定

细集料级配采用N法确定。本文参照国外规定与国内经验，选用N=0.4~0.6时对应的细集料级配，按上述粗集料级配组成混合料进行试验，并以捣实密度最大为原则获取最佳N值，试验结果见图6。