分析防滑降噪瀝青路面配合比設(shè)計及其耐久性

陳愛華

【摘要】防滑降噪瀝青路面興起于上個世紀(jì)70年代，80年代引入我國，又稱為大空隙開級配排水式瀝青磨耗層，屬于路面新型材料。其所具有的防滑、降噪、防水及防水霧等特性受到了世界各國的廣泛關(guān)注。與普通瀝青混合料相比，防滑降噪瀝青混合料具有大空隙骨架及粗集料比例大的特點，因此防滑降噪瀝青路面對原材料、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性以及力學(xué)性能有更高的要求。本文重點分析了防滑降噪瀝青路面配合比設(shè)計及其耐久性。

【關(guān)鍵詞】防滑降噪；瀝青路面配合比；耐久性

Analysis of Mix Proportion Design and Durability of Anti - skid Noise Reduction Asphalt Pavement

Chen Ai-hua

（Laiwu City Highway Administration BureauLaiwuShandong271100）

【Abstract】Anti-skid noise reduction Asphalt pavement rise in the last century 70's， 80's introduction of China， also known as large gap open with drainage type asphalt wear layer， belonging to the road of new materials. It has the anti-skid， noise reduction， waterproof and waterproof mist and other characteristics by the world's attention. Compared with ordinary asphalt mixture， anti-skid noise reduction asphalt mixture with large gap skeleton and coarse aggregate ratio of large features， so anti-skid noise reduction Asphalt pavement on raw materials， high temperature stability， water stability and mechanical properties are higher The request. This paper focuses on the design and durability of anti - skid noise reduction asphalt pavement.

【Key words】Anti - skid noise reduction；Asphalt pavement ratio；Durability

1. 前言

（1）混合料配合比的設(shè)計包括礦料級配類型和瀝青用量的確定。配合比設(shè)計的目的是把集料和粘結(jié)材料合理的組合在一起，形成路面結(jié)構(gòu)的一部分，良好設(shè)計的瀝青混合料可以在預(yù)期的荷載及環(huán)境下使用多年。相關(guān)研究顯示：瀝青的類型以及最佳瀝青用量對防滑降噪瀝青混合料的成功起著關(guān)鍵的作用，瀝青的用量決定了集料表面的瀝青膜的厚度，過小的厚度將嚴(yán)重影響瀝青的耐久性，而過大的厚度又影響集料的嵌擠作用，造成強度降低。同時，空隙率也是決定防滑降噪瀝青混合料的另一個關(guān)鍵因素，對于防滑降噪路面，空隙率是決定路面的防滑性能，降噪性能以及排水性能的重要技術(shù)指標(biāo)。對于防滑降噪瀝青混合料配合比的設(shè)計，選取適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)和適合的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以及恰當(dāng)?shù)脑u價方法是十分有必要的。

（2）瀝青混合料的空隙是由封閉空隙、半連通空隙和連通空隙組成，統(tǒng)稱為全空隙，從防滑降噪瀝青路面的排水性能來分析，空隙可以分為有效空隙和無效空隙，有效空隙是由半連通空隙和連通空隙兩部分組成，防滑降噪瀝青路面排水主要依靠能通過水流的連通空隙，半連通空隙中的水是相對停滯，在路面干燥的時候也能排出。而無效空隙是指封閉空隙，封閉空隙無法把水排出。測定瀝青混合料密度試驗方法有四種，分別是表干法、水中重法、蠟封法和體積法。表干法適用于測定吸水率不大于的各種瀝青混合料試件的毛體積相對密度或毛體積密度水中重法則適用于測定幾乎不吸水的密實型的瀝青混合料的表觀相對密度和表觀密度蠟封法適用于吸水率稍大于的瀝青混凝土或瀝青碎石混合料試件的毛體積相對密度或毛體積密度體積法適用于不能用表干法、水中重法和蠟封法測定的空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級配瀝青混合料。

（3）本文排水路面混合料的配合比設(shè)計采用馬歇爾試件的體積設(shè)計方法進行，并以空隙率作為配合比設(shè)計主要指標(biāo)。排水路面混合料配合比設(shè)計步驟為：確定目標(biāo)空隙率；初試級配的確定；初試瀝青用量計算；滿足目標(biāo)空隙率級配的確定及初試瀝青用量的確定；確定最佳瀝青用量；混合料性能檢驗。

2. 目標(biāo)空隙率的確定

為保證路面的排水性能和降低噪音效果，現(xiàn)今排水路面的目標(biāo)空隙率普遍設(shè)定為15%～25%，這次的目標(biāo)空隙率設(shè)為16%和18%。

3. 初試級配的確定

根據(jù)2.36篩孔通過率，配出三組不同的級配。選擇的初試級配必須符合表排水路面-13的要求。根據(jù)已施工建成的咸陽機場高速排水路面的經(jīng)驗，9.55mm通過率小于60%也可。選擇初試級配的目的是在初試瀝青用量，確定滿足目標(biāo)空隙率的合理級配。

4. 初試瀝青用量的計算

初試瀝青用量是根據(jù)礦料表面吸附瀝青膜厚度確定的。影響級配礦料表面積的主要因素是級配中細(xì)料含量，所有粒徑大于4.75mm篩孔的粗料對集料的表面積沒有大的影響。

5. 確定滿足目標(biāo)空隙率的礦料級配及初試瀝青用量

2.36mm通過百分率是控制排水性混合料空隙率的重要因素。通過對三組不同級配擊實馬歇爾試件，用體積法計算出各種級配下混合料的空隙率。在確定礦料級配時，繪出2.36mm通過率與空隙率的關(guān)系曲線，調(diào)整級配到目標(biāo)空隙率對應(yīng)的2.36mm通過百分率，通過多個級配的對比，從而確定最終設(shè)計級配。

6. 混合料性能檢驗

最佳設(shè)計級配和最佳瀝青用量確定以后，再進行馬歇爾試驗、謝倫堡析漏試驗、肯特堡飛散試驗、車轍試驗。

7. 實驗確定的礦料級配組成

實驗確定的礦料級配組成如表所示（見表1）。

（1）根據(jù)確定的級配和初始瀝青用量拌和制備瀝青混合料，分別進行謝倫堡析漏試驗和肯塔堡飛散試驗，確定級配礦料的最佳瀝青用量。馬歇爾試驗結(jié)果制備兩組試件，每組4～6個，測定其馬歇爾各項指標(biāo)，取平均值，結(jié)果流值為4.79，穩(wěn)定度為8.4，均滿足要求。

（2）按5%的油石比分別進行兩組試件的標(biāo)準(zhǔn)和浸水馬歇爾測試以及凍融劈裂試驗、浸水飛散試驗，取平均值。浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度為84.9，劈裂強度比為87.2%，飛散平均值為14.6%，均滿足規(guī)范要求。按5%的油石比成型車轍板，測定其動穩(wěn)定度指標(biāo)，測試結(jié)果為3300次/mm，滿足動穩(wěn)定度滿足規(guī)范不小于3000次/mm的技術(shù)要求。

（3）防滑降噪瀝青混合料的配合比設(shè)計主要是解決兩個方面的問題，功能性和耐久性?；旌狭系目障堵试酱?，其防滑降噪性能以及排水性能就越好，但是耐久性就較差。為了解決這一矛盾，確定瀝青用量就特別關(guān)鍵，因為瀝青用量是確定空隙率的關(guān)鍵設(shè)計防滑降噪瀝青混合料，耐久性是需要第一位考慮，耐久性關(guān)系到路用性能的長久性。防滑降噪瀝青混合料與普通的瀝青混合料相比，在抗剝落等耐久性方面是不良的，同時，由于其粗集料多占比例大，級配類型是開級配，集料接觸為石石接觸，且空隙率大，因而高溫穩(wěn)定性、抗水損壞能力以及抗老化性能跟普通的混合料有差距?？紤]防滑降噪瀝青混合料的耐久性要從材料性質(zhì)、空隙率、最佳瀝青用量、級配類型等方面進行綜合設(shè)計，需要對混合料的高溫穩(wěn)定性和抗老化等性能進行合理地評價。防滑降噪路面的由于粗集料占以上，空隙率較大，路面內(nèi)部與空氣和陽光接觸較多，且形成的骨架內(nèi)部需要排水，使路面更容易產(chǎn)生老化，堵塞等影響耐久性的危害。對的混合料性能比普通瀝青混合料的性能要求更嚴(yán)格?？梢?，在低噪聲瀝青混合配合比設(shè)計中，首先須設(shè)定同時滿足功能性和耐久性的空隙率，然后確定能夠保證這一空隙率的粗集料級配，最后按粗集料的級配確定瀝青的添加量，通過對混合料各項性能檢驗，只有當(dāng)檢驗結(jié)果達到要求，此時得到的配合比才是最佳配合比，否則應(yīng)修正。

8. 結(jié)論

控制0.075篩孔通過率約5%左右，2.36mm與4.5mm通過率差值宜小于10%，以便于施工過程控制。析漏與飛散試驗確定最佳油石比為5%。采用馬歇爾試件的體積設(shè)計方法進行，并以空隙率作為配合比設(shè)計主要指標(biāo)，具有良好的設(shè)計效果。

參考文獻

[1]胡曙光等，排水降噪防滑瀝青路面材料的設(shè)計與施工[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2006（05）.

[文章編號]1619-2737（2017）05-09-606