逐級嵌擠型薄層瀝青混合料性能探究

董海東 周曉雨 劉棟 蔡燕霞

（1.浙江順暢高等級公路養護有限公司，浙江 杭州，310000；2.中路高科（北京）公路技術有限公司，北京，100088；3.中路高科交通科技集團有限公司，北京，100088））

0 引言

薄層鋪裝是一種道路建設的可持續發展手段，最早出現在四五十年前，用來延長路面壽命、提高路面抗滑與排水能力、減小噪音、增加路面強度等。瀝青混凝土罩面通過減薄其厚度來恢復路面性能，后來也用來新建路面。薄層罩面瀝青混合料設計方法主要采用體積法，這種設計方法僅考慮了礦料粒徑分布情況，礦料的其他各項性狀，如強度、粒形等，均未考慮，只能在完成配比后通過試驗驗證礦料級配是否合理，相對來講比較被動。此外，礦料級配單一以體積為設計參數，難以保證混合料的路用性能，而力學參數能更真實地反映混合料的力學性質，并可作為設計和性能預測的參數。本文采用逐級嵌擠型薄層瀝青混合料設計方法，將集料進行“分檔”，并依據骨架最強和體積最密原則對混合料級配進行設計。通過室內試驗手段對混合料性能進行評價，并與AC類級配混合料性能進行對比。

1 逐級嵌擠型薄層瀝青混合料設計方法

瀝青混合料的結構性質主要受集料的級配情況與組合形式影響，這二者同時決定混合料的使用性能。逐級嵌擠型薄層瀝青混合料設計方法基于礦料級配嵌擠理論，按照“骨架”及“密實”分開思路進行礦料混合料的級配設計。

“骨架最強”即借助承載比試驗方法，依據強度最優原則，優選出各檔粗集料摻配比例，確定逐級嵌擠型瀝青混合料粗集料摻配比例；“體積最密”則基于粗集料級配的間隙率確定細集料的摻配比例，填料部分與細集料等量置換，最終確定嵌擠型薄層瀝青混合料級配。

2 原材料與試驗方案設計

2.1 原材料

本文中的原材料為高黏改性瀝青，基本性能參數指標如表1所示。

表1 高黏改性瀝青技術指標

粗集料、細集料和礦粉技術指標如表2～表4所示。

表2 粗集料技術指標檢測結果

表3 細集料技術指標檢測結果

表4 礦粉技術指標檢測結果

表6 選取最佳油石比

2.2 試驗方案

為了研究逐級嵌擠型（ETA）瀝青混合料性能，首先通過馬歇爾試驗方法，變化多組不同油石比，依據瀝青混合料體積指標及馬歇爾穩定度指標確定最佳瀝青用量范圍。混合料路用性能測試參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011）進行高溫車轍試驗、水穩定性試驗、疲勞性能試驗。

3 配合比設計

本文中的瀝青混合料為粒徑不超過10的薄層瀝青混合料。逐級嵌擠型薄層瀝青混合料（ETA10）配合比設計按照以下步驟進行：首先按照7.2mm、4.75mm、2.36mm篩孔將粗集料進行分檔，按照不同質量摻配比例構建粗骨料骨架結構，并依據集料承載比試驗選取強度最高的粗骨料級配組成；然后，將細集料依照體積最密的原則填充到粗集料骨架空隙中，并得到逐級嵌擠型薄層瀝青混合料級配。

4 逐級嵌擠型薄層瀝青混合料性能

4.1 最佳油石比的選取

采用目標級配，分別以4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%5組油石比配制瀝青混合料進行馬歇爾動穩定度試驗，選取最佳油石比，最終確定目標級配最佳油石比為5.7%。

4.2 路用性能驗證

采用目標級配，以5.7%油石比配制逐級嵌擠型薄層瀝青混合料，驗證瀝青混合料體積指標，結果如表7所示。

表7 瀝青混合料體積指標

逐級嵌擠型薄層瀝青混合料馬歇爾殘留穩定度、凍融劈裂強度比、動穩定度、等路用性能，檢測結果如表8所示。

表8 瀝青混合料路用性能指標

5 結束語

本文中的逐級嵌擠型薄層瀝青混合料（ETA10）最佳油石比為5.7%；通過逐級嵌擠型薄層瀝青混合料目標配合比設計，可確定瀝青混合料相關體積參數，即：最大理論相對密度為2.487；毛體積相對密度為2.39，空隙率為3.9%；逐級嵌擠型薄層瀝青混合料析漏損失、飛散損失、殘留穩定度、凍融劈裂強度比、動穩定度等均滿足設計文件要求。