馬歇爾擊實(shí)功與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)功的相關(guān)性研究

張燕明 曹 帆

（長(zhǎng)安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064）

我國(guó)現(xiàn)行馬歇爾方法采用雙面各擊實(shí)75次（小馬氏試件）或112次（大馬氏試件）建立于20世紀(jì)80年代初。目前，干線公路上的交通狀況已發(fā)生了顯著的變化，交通量顯著增加，渠化交通加強(qiáng)，高壓輪胎的應(yīng)用增多。實(shí)踐證明，這些使得道路上的瀝青混合料的最終密度超過(guò)了當(dāng)初建立標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾方法時(shí)的水平，而近年來(lái)修建高等級(jí)公路瀝青路面出現(xiàn)早期損壞問(wèn)題也證實(shí)了這一點(diǎn)。

1 試驗(yàn)方法

1.1 馬歇爾配合比

本研究引用了一些實(shí)際的工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)可靠，說(shuō)服力強(qiáng)，具有較深的研究?jī)r(jià)值。其材料的礦料配合比范圍如表1：

表1 礦料級(jí)配范圍

1.2 擊實(shí)參數(shù)

目前我國(guó)瀝青混合料設(shè)計(jì)所采用的方法仍是標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實(shí)方法。該試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在制作瀝青混合料馬歇爾試件時(shí)，試件直徑不小于集料公稱(chēng)最大粒徑的4倍，厚度不小于集料公稱(chēng)最大粒徑的1～1.5倍。對(duì)于直徑Φ101.6mm試件，集料公稱(chēng)最大粒徑應(yīng)不大于26.5mm，采用標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)。對(duì)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(shí)試驗(yàn)。

2 現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)數(shù)據(jù)

2.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

試件馬歇爾密度與路面芯樣最大密度及壓實(shí)度的數(shù)據(jù)表明，在現(xiàn)有壓實(shí)設(shè)備下充分碾壓瀝青混合料至密度不再增長(zhǎng)或增長(zhǎng)非常有限時(shí)，以馬歇爾密度為控制標(biāo)準(zhǔn)，則瀝青混合料壓實(shí)度均出現(xiàn)“超百”，AC-20 瀝青混合料壓實(shí)度平均達(dá)101.93%，ATB-30瀝青混合料壓實(shí)度平均達(dá)102.05%。說(shuō)明馬歇爾擊實(shí)功已落后于生產(chǎn)實(shí)際，與目前的施工工藝水平和壓實(shí)機(jī)械水平不相適應(yīng)。

2.2 擊實(shí)次數(shù)對(duì)密度的影響

馬氏試件密度與擊實(shí)次數(shù)關(guān)系見(jiàn)表2～表3。

表2 小馬氏試件密度～擊實(shí)次數(shù)關(guān)系

表3 大馬氏試件密度～擊實(shí)次數(shù)關(guān)系

3 分析研究

由上表分析可知：

3.1 隨著擊實(shí)次數(shù)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(dá)到一定擊實(shí)次數(shù)后，由于錘重的原因，不能使材料更進(jìn)一步密實(shí)，密度無(wú)明顯變化，也表明試件結(jié)構(gòu)已處于穩(wěn)定；

3.2 與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)方法相比，大馬歇爾擊實(shí)方法由于錘重的增加和試模尺寸的加大，試件內(nèi)部的大粒徑石料在重錘擊實(shí)過(guò)程中可以更加充分自由地移動(dòng)、嵌擠，使試件更加密實(shí)，因此增加壓路機(jī)的重量或振動(dòng)壓路機(jī)的激振力，或者適當(dāng)增加結(jié)構(gòu)層厚度和碾壓厚度有利于提高壓實(shí)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(shí)次數(shù)應(yīng)分別修正為145次和170次，體擊實(shí)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(shí)次數(shù)下即達(dá)到較高的密度。如將振動(dòng)壓路機(jī)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(fēng)和低溫等），可達(dá)到明顯效果；

3.4 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)方法（擊實(shí)75 次）適應(yīng)當(dāng)時(shí)壓實(shí)水平和交通狀況。隨著施工工藝水平和壓實(shí)機(jī)械水平提高（振動(dòng)壓路機(jī)普遍10t～14t，膠輪壓路機(jī)25～30t）和現(xiàn)代交通發(fā)展，現(xiàn)行馬歇爾試驗(yàn)方法已落后實(shí)際。如果不提高擊實(shí)次數(shù)，瀝青路面會(huì)進(jìn)一步壓密而出現(xiàn)早期車(chē)轍。

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