采用SSC分析瀝青穩定碎石級配組成與高溫穩定性的關系

謝曉剛，曾光勇

（林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司，重慶市 401120）

0 前言

我國對于半剛性基層的瀝青路面，有完整的設計、施工方法，在這方面的研究也比較深入，但對于在國外已得到廣泛應用的柔性基層（尤其是瀝青穩定碎石基層ATB（Asphalt Treated Base））瀝青路面涉足較淺。本文采用骨架接觸度SSC（stone-on-stone contact）來評價ATB30混合料粗集料之間相互接觸的密實程度，從而分析集料骨架結構與高溫穩定性之間的具體關系。

1 理論分析

骨架接觸度 SSC（Stone-on-Stone Contact）是指瀝青混合料中粗集料之間相互接觸的密實程度，用壓實成型的混合料中粗集料毛體積相對密度與粗集料干搗密度之比來表征。由骨架接觸度SSC的定義可知，它的計算公式為：

式中：SSC——骨架接觸度；

ρ——粗集料干搗密度；

ρcm——混合料中粗集料密度；

ρmb——混合料毛體積相對密度；

ρw——水的相對密度；

ρa——油石比；

ρca——粗集料（4.75 mm以上）占礦料的百分數。

從骨架接觸度SSC的計算公式可以推斷，要提高SSC值，就需降低粗集料干搗密度和油石比，或增大混合料毛體積相對密度、粗集料（4.75 mm以上）占礦料的含量。從理論上分析：同一批原材料，按標準試驗方法，即使是不同的級配組成，試驗結果的粗集料干搗密度、混合料毛體積相對密度和最佳油石比變化都會很小，而粗集料（4.75 mm以上）含量百分數變化幅度可根據試驗要求調整幅度會較大，因此，粗集料占礦料的含量是SSC值最重要的影響因素。

2 級配組成

本次研究ATB30采用七種不同的級配類型，編號分別為1#～7#，級配設計時采用逐級回配的方法以中值為目標級配，具體級配見圖1。

圖1 七種不同級配曲線

3 試驗及結果

ATB30配合比設計均采用大型馬歇爾（尺寸：φ152.4 mm×95.3 mm）組成進行設計，并確定七種不同級配的最佳油石比，見表1。車轍試件按尺寸300 mm×300 mm×100 mm制成，在60℃下進行車轍試驗，并得到七種不同級配的動穩定度，見表1。通過試驗結果計算各種級配的SSC值，并對骨架接觸度與動穩定度關系的回歸分析，見圖2，可以發現，二次拋物線y=-2.3869x2+477.52x–20554擬合骨架接觸度和動穩定度關系時，復相關系數R=0.9302，判斷系數R2=0.8653。可見，骨架接觸度x與動穩定度y之間具有較好的相關性。

表1 1#～7#級配試驗結果

圖2 骨架接觸度與動穩定度關系

從表1試驗結果看，除粗集料（4.75 mm以上）占礦料的百分數ρca變化較大外，其他幾個因素變化非常小，說明粗集料（4.75 mm以上）占礦料的百分數是影響骨架接觸度的最主要因素。試驗結果還表明，在骨架接觸度SSC≤100%范圍內，隨著SSC的增大，最佳油石比減小，而動穩定度逐漸增大，說明在此區間增大粗集料用量，瀝青用量減少，有利于骨架形成，對高溫穩定性也十分有利；但當骨架接觸度SSC>100%后，隨著SSC的增大，最佳油石比增大，動穩定度逐漸減小，說明在此區間增大粗集料用量，瀝青用量增加，也不利于高溫穩定性；在SSC=100%左右，動穩定度達到最大值。

4 結語

骨架接觸度與瀝青穩定碎石基層高溫穩定性之間具有較好的相關性，但并不是骨架接觸度SSC越大，路用性能就越好。在瀝青穩定碎石基層配合比設計時，兼顧其他路用性能條件下，提高粗集料（4.75 mm以上）占礦料的含量，宜優先選用SSC=100%左右的級配類型。

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