馬歇爾擊實功與現場壓實功的相關性研究

張燕明 曹 帆

（長安大學 公路學院，陜西 西安 710064）

我國現行馬歇爾方法采用雙面各擊實75次（小馬氏試件）或112次（大馬氏試件）建立于20世紀80年代初。目前，干線公路上的交通狀況已發生了顯著的變化，交通量顯著增加，渠化交通加強，高壓輪胎的應用增多。實踐證明，這些使得道路上的瀝青混合料的最終密度超過了當初建立標準馬歇爾方法時的水平，而近年來修建高等級公路瀝青路面出現早期損壞問題也證實了這一點。

1 試驗方法

1.1 馬歇爾配合比

本研究引用了一些實際的工程試驗數據，因此數據可靠，說服力強，具有較深的研究價值。其材料的礦料配合比范圍如表1：

表1 礦料級配范圍

1.2 擊實參數

目前我國瀝青混合料設計所采用的方法仍是標準馬歇爾擊實方法。該試驗標準規定，在制作瀝青混合料馬歇爾試件時，試件直徑不小于集料公稱最大粒徑的4倍，厚度不小于集料公稱最大粒徑的1～1.5倍。對于直徑Φ101.6mm試件，集料公稱最大粒徑應不大于26.5mm，采用標準馬歇爾擊實試驗。對粒徑大于26.5mm的粗粒式瀝青混合料，采用直徑Φ152.4mm大試件，采用大型馬歇爾擊實試驗。

2 現場壓實數據

2.1 試驗數據

試件馬歇爾密度與路面芯樣最大密度及壓實度的數據表明，在現有壓實設備下充分碾壓瀝青混合料至密度不再增長或增長非常有限時，以馬歇爾密度為控制標準，則瀝青混合料壓實度均出現“超百”，AC-20 瀝青混合料壓實度平均達101.93%，ATB-30瀝青混合料壓實度平均達102.05%。說明馬歇爾擊實功已落后于生產實際，與目前的施工工藝水平和壓實機械水平不相適應。

2.2 擊實次數對密度的影響

馬氏試件密度與擊實次數關系見表2～表3。

表2 小馬氏試件密度～擊實次數關系

表3 大馬氏試件密度～擊實次數關系

3 分析研究

由上表分析可知：

3.1 隨著擊實次數的增加，瀝青混合料試件的密度先呈線性增大，然后逐漸趨于平緩；達到一定擊實次數后，由于錘重的原因，不能使材料更進一步密實，密度無明顯變化，也表明試件結構已處于穩定；

3.2 與標準擊實方法相比，大馬歇爾擊實方法由于錘重的增加和試模尺寸的加大，試件內部的大粒徑石料在重錘擊實過程中可以更加充分自由地移動、嵌擠，使試件更加密實，因此增加壓路機的重量或振動壓路機的激振力，或者適當增加結構層厚度和碾壓厚度有利于提高壓實度。因此為了獲取與路面芯樣最大密相同的馬氏試件，小馬氏試件與馬氏試件擊實次數應分別修正為145次和170次，體擊實功分別增至0.00579N· m/mm3倍和0.004434N· m/mm3；

3.3 增加錘重可在較少的擊實次數下即達到較高的密度。如將振動壓路機DD-110提高到DD-130等措施,在攤鋪、碾壓的溫度損失快的條件下（如薄層、橋面鋪裝、大風和低溫等），可達到明顯效果；

3.4 我國標準馬歇爾試驗方法（擊實75 次）適應當時壓實水平和交通狀況。隨著施工工藝水平和壓實機械水平提高（振動壓路機普遍10t～14t，膠輪壓路機25～30t）和現代交通發展，現行馬歇爾試驗方法已落后實際。如果不提高擊實次數，瀝青路面會進一步壓密而出現早期車轍。

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