superpave配合比設(shè)計(jì)特點(diǎn)

摘 要：現(xiàn)如今我國(guó)的公路建設(shè)發(fā)展速度非常快，人們對(duì)公路的要求也在逐漸上升，為了滿足當(dāng)前與日俱增的交通量，很多新工藝和新技術(shù)隨之研究出來，發(fā)揮出了巨大的作用。公路的質(zhì)量同路面面層的質(zhì)量有著直接的關(guān)系，因此瀝青混合料的設(shè)計(jì)必須要具備穩(wěn)定性和安全性，其中superpave設(shè)計(jì)法被廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；配合比；superpave

superpave是美國(guó)開發(fā)出的一種新型瀝青混合料設(shè)計(jì)方法，采用的是旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件，把瀝青混合料的受力狀況清晰的體現(xiàn)出來，具有抗滑抗裂的特點(diǎn)，另外穩(wěn)定性和耐久性能也很強(qiáng)。文章就瀝青混合料實(shí)例對(duì)superpave的配合比進(jìn)行探討。

1 設(shè)計(jì)說明

公路瀝青混合料的級(jí)配采用superpave級(jí)配；工程級(jí)配范圍采用superpave級(jí)配范圍。拌合瀝青混合料的材料都為出廠原材料，細(xì)集料為石灰石石屑，粗集料為石灰石碎石，礦粉為石灰石礦粉，瀝青為SBS改性瀝青。在進(jìn)行混合料的拌合時(shí)，瀝青的溫度要達(dá)到165度，集料的溫度要達(dá)到175度，成型溫度要為160度。

混合料和原材料的試驗(yàn)要依照我國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》來開展試驗(yàn)，對(duì)二者的技術(shù)要求要依照我國(guó)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中要求進(jìn)行。配合比的實(shí)驗(yàn)以《superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的公式來進(jìn)行計(jì)算。通過對(duì)瀝青混合料配合比進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終明確了SBS改性瀝青混合料的最佳油石配合比為4.1%，因此在實(shí)際情況中，配合混合料時(shí)要盡量同目標(biāo)配合比保持一致。

2 設(shè)計(jì)集料結(jié)構(gòu)的選擇

2.1 總述

根據(jù)superpave配合比的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)集料結(jié)構(gòu)之前，先分為三個(gè)級(jí)配：細(xì)、中、粗，依照集料的吸水性和密度求出每種級(jí)配的初始用油量，結(jié)合實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果求出三個(gè)級(jí)配各自的瀝青使用量以及各類性質(zhì)，包括飽和度、礦料間隙率、壓實(shí)度、礦粉和瀝青的比例等。如表1為估算瀝青用量的綜合圖表。表中的實(shí)驗(yàn)級(jí)配依次分別為毛體積密度、表觀密度、有效密度、吸收的瀝青膠結(jié)料體積、有效的瀝青膠結(jié)料體積、集料質(zhì)量以及瀝青用量。

2.2 評(píng)估試驗(yàn)級(jí)配

結(jié)合每種級(jí)配的瀝青使用量，用3.94%的瀝青制成試件，其混合料的拌合以及拌合時(shí)的溫度都為正常情況下的標(biāo)準(zhǔn)；采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型試件，其壓力為0.6MPa，壓實(shí)的次數(shù)是結(jié)合公路的交通情況來決定的，壓實(shí)的次數(shù)最初為8次，中期設(shè)計(jì)為100次，最大不能超過160次，本試驗(yàn)中把壓實(shí)次數(shù)定為100次，如表2為三種級(jí)配瀝青使用量的試驗(yàn)結(jié)果，從表中的數(shù)據(jù)能夠看出，三種級(jí)配都能夠滿足superpave的需求，進(jìn)而選擇第二種級(jí)配為文章的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 級(jí)配的瀝青用量

上述談到了級(jí)配的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)級(jí)配的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確，在此基礎(chǔ)之上，接下來要明確瀝青的使用量。將其紀(jì)錄為PB，即在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)壓實(shí)之后所得到的瀝青量（空隙率為4%），superpave通常以下面四種為主要選擇，即Pb、Pb±0.5%、Pb+1%，通過表2可以得出Pb為3.97%，其瀝青使用量分別為3.47%、3.97%、4.47%、4.97%。

2.4 設(shè)計(jì)結(jié)果

結(jié)合以上的設(shè)計(jì)探究，以第二種為最終設(shè)計(jì)級(jí)配，其配合比例為1#：2#：3#：4#：5#：礦粉=20%：10%：20%：19%：29%：2%。如表3為級(jí)配的混合料情況。

3 馬歇爾實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)

通過superpave設(shè)計(jì)求得瀝青混凝土混合料的情況，使用馬歇爾方法制成試件，其試驗(yàn)結(jié)果如表4。

4 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)論

通過對(duì)集料、礦粉以及瀝青等材料的收集和取樣，依照superpave的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)配合比進(jìn)行分析，最終計(jì)算出瀝青的合理使用量在3.95%，其中各類集料的情況如下：1#（15～25.4mm）：20%；2#（9.4～15mm）：10%；3#（4.66～9.5mm）：20%；4#（2.25～4.66mm）：19%；5#（0～2.27mm）：29%；礦粉：2%。通過實(shí)驗(yàn)最終能夠驗(yàn)證出，superpave瀝青混合料的各種參數(shù)都符合設(shè)計(jì)的需求。

5 superpave配合比設(shè)計(jì)需要注意的問題

5.1 瀝青膜厚度的要求

在superpave配合比設(shè)計(jì)中，不能有效的辨別混合料的質(zhì)量以及瀝青膜的厚度，因此建議增加要求最小的瀝青膜，其厚度控制在8.0？滋m。通過對(duì)我國(guó)superpave設(shè)計(jì)的施工實(shí)踐分析能夠看出，瀝青用量普遍都要降低0.3%點(diǎn)，特別是在表面層的施工時(shí)，降低了路面的抗疲勞性能，降低了公路的使用時(shí)間，而采用SMA13結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠獲得比較好的效果。

5.2 原材料的檢驗(yàn)

Superpave配合比設(shè)計(jì)的限制區(qū)在0.3～2.36或4.75之間的細(xì)集料是不能通過的，因此級(jí)配是不能有效的壓實(shí)，尤其是改性混合料，因此必須要提高對(duì)集料強(qiáng)度、壓碎值等參數(shù)的要求，在進(jìn)行superpave級(jí)配之前必須要對(duì)各類原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證原材料都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，避免集料不能充分的壓碎。

5.3 VMA要求

目前對(duì)Superpave的最小VMA要求存在分歧，公路的性能同最小VMA之間有直接關(guān)系，因此必須要進(jìn)行完善，綜合考慮集料的配比和形狀等各類因素，由于對(duì)VMA的要求過高，導(dǎo)致很多性能較好的級(jí)配被舍去。增大VMA是使它增大級(jí)配線與最大理論密度線的距離，而如果級(jí)配線同密度線距離過遠(yuǎn)就會(huì)造成路面的離析。

5.4 抗車轍能力的判斷

Superpave方法的一個(gè)特點(diǎn)在于能夠?qū)管囖H能力進(jìn)行對(duì)比、分析，進(jìn)而為級(jí)配選擇出最好的方案。另外在規(guī)定最大壓實(shí)次數(shù)時(shí)也制定了最大的壓實(shí)度，以此保證路面的抗車轍能力，防止混合料出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。

5.5 病害的防治

對(duì)于瀝青路面來說，車轍變形和水損害的危害是非常大的，因此采取有效的措施對(duì)于提高路面耐久性具有非常重要的意義，在superpave設(shè)計(jì)中要思考如何防治這兩種危害。常見的方法是不使用細(xì)級(jí)配混合料，而用粗級(jí)配混合料來代替，雖然在避免車轍方面起到一定的作用，但是卻沒有把體積比指標(biāo)重視起來，這是這種方法存在的一個(gè)缺陷。Superpave的開發(fā)者認(rèn)為，只要混合料能夠滿足體積指標(biāo)就能夠保證路面的整體效果，通過控制點(diǎn)和限制區(qū)來替代級(jí)配，造成了一些不良效果的出現(xiàn)，不能有效掌握混合料的使用，而重視對(duì)級(jí)配的控制就能夠有效的控制透水，具有較好的效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，superpave設(shè)計(jì)技術(shù)能夠有效增強(qiáng)瀝青路面的性能，具有非常廣闊的發(fā)展前景。要保證superpave路面性能的前提就在于提高施工管理的控制力度，使實(shí)際目標(biāo)更加接近預(yù)期設(shè)計(jì)的目標(biāo)，相信隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，會(huì)對(duì)superpave技術(shù)有更加深入的認(rèn)識(shí)，更廣泛的投入公路的實(shí)際應(yīng)用中，盡最大的可能提高瀝青混合料的質(zhì)量，為公路的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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