關鍵篩孔通過率對OGFC16性能的影響

石 興

(重慶市巴南區公路工程質量監督站，重慶 401320)

0 引言

排水降噪瀝青路面在美國、日本被叫作OGFC(Open-Graded Friction Courses)，由于其有著較大的空隙率，因而具有優良的排水和降噪的性能。但是較大的空隙率也降低了其力學性能，使用過程中，也出現了松散、空隙閉塞等問題。可見級配對于OGFC瀝青混合料的性能有著相當大的影響。本文以道路工程界常用的OGFC16為研究對象，采用正交設計的方法，開展關鍵篩孔通過率對OGFC力學性能影響的研究，由于劈裂強度能夠較為典型的反映OGFC的綜合路用力學性能，因而本文以劈裂強度作為衡量OGFC綜合力學性能的指標，通過大量室內實驗和回歸分析得到了不同篩孔的通過率對OGFC16的空隙率與劈裂強度的影響規律。

1 試驗方案

通過正交設計的試驗方法，研究OGFC16的13.2 mm，9.5 mm和2.36 mm三個篩孔通過率對空隙率及劈裂強度的影響。各因素選擇4個水平，采用L16(45)正交表，得到正交試驗設計表，見表1。各種級配的瀝青膜厚度均按施工規范推薦的14 μm選取，并選用消石灰作為填料。

表1 正交試驗方案

2 試驗方案

試件采用馬歇爾擊實成型，雙面50次，每種級配各成型3個試件，取3個試件的平均值，用體積法計算其空隙率，用排水法測其連通空隙率，連通空隙率的計算方法如式(1)所示，然后在劈裂試驗機上按T 0716-1993公路瀝青及瀝青混合料試驗規程的要求進行試驗，記錄最大荷載PT，然后按式(2)計算其劈裂強度RT，試驗溫度為25℃。

其中，Va為連通空隙率，%;m空，m水為混合料的空中重和水中重，g;ρ水為水的密度;V為試件的體積;PT為最大試驗荷載，N;RT為劈裂抗拉強度，MPa;h為試件高度，mm。

空隙率和連通空隙率的測定方法采用體積法進行測定。稱取試件在干燥條件下的質量(精確至0.1g)，用游標卡尺量取試件高度(精確至0.01 cm，取4個點的平均值)，并稱取試件在水中的質量。由此可計算出空隙率與連通空隙率。

3 試驗結果

OGFC16空隙率和劈裂強度試驗結果見表2。從表2可以看出，其劈裂強度由小到大依次為:(11)＜(16)＜(6)＜(1)＜(5)=(15)。

表2 OGFC16空隙率和劈裂強度的試驗結果

3.1 OGFC16關鍵篩孔通過率與空隙率之間的關系

對于 OGFC16，以 13.2 mm，9.5 mm 和 2.36 mm 三個篩孔通過率為自變量，以上變量分別記為:P13.2，P9.5和 P2.36，通過前進篩選法回歸各關鍵篩孔通過率與空隙率之間的關系。

各個關鍵篩孔通過率對空隙率的影響見圖1。

3.2 OGFC16關鍵篩孔通過率與劈裂強度之間的關系

通過前進篩選法回歸各關鍵篩孔通過率與劈裂強度之間的關系。各個關鍵篩孔通過率對劈裂強度的影響見圖2。

3.3 回歸分析

通過室內試驗得到的數據，進行多元回歸分析，得到空隙率和劈裂強度與關鍵篩孔通過率的相關關系如表3所示。

表3 PA16空隙率和劈裂強度與各關鍵篩孔通過率的關系

通過對表3的分析可得出以下結論:

1)2.36 mm通過率對空隙率和劈裂強度的影響都是最大的，其次才是13.2 mm通過率和9.5 mm通過率。

2)隨著2.36 mm通過率的增大，空隙率近乎呈直線形式減小，而劈裂強度則近乎呈直線形式增大。

3)隨著13.2 mm通過率的增大，空隙率有略微的增大，而劈裂強度則呈現相反的規律;而9.5 mm通過率對空隙率的影響均不明顯。

4)劈裂強度與空隙率之間存在一定的負相關性，通過試驗數據進一步分析劈裂強度和空隙率的相關關系，見圖3。從圖3可以看出，其相關性非常好(R2=0.95)。

4 結語

通過擬定的OGFC16正交試驗方法得到的數據進行分析，可得到以下主要結論:1)2.36 mm通過率和13.2 mm通過率對OGFC16的空隙率和劈裂強度均有顯著的影響;2)2.36 mm通過率對空隙率和劈裂強度的影響都是最大的，遠大于9.5 mm和13.2 mm兩個篩孔通過率對其性能的影響;3)13.2 mm通過率對其空隙率和劈裂強度的影響則要遠大于9.5 mm通過率，其中9.5 mm通過率對于OGFC16瀝青混合料的劈裂強度影響不顯著;4)因關鍵篩孔通過率對OGFC16的性能影響顯著，所以可通過關鍵篩孔的通過率來近似預估其空隙率及力學性能。

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