高性能瀝青混合料的路用性能與應用分析

摘 要：本文在研究中以高性能瀝青混合料為核心，明確高性能瀝青混合料組合結構，分析高性能瀝青混合料路用性能，提出合理有效的應用途徑，發(fā)揮出瀝青混合料的作用，并為相關研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關鍵詞：高性能；瀝青混合料；路用性能；應用

中圖分類號：U414.75 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）33-0208-01

在我國國民經濟不斷發(fā)展中，交通流量迅速提升，使得現代交通呈現出軸載加重、渠化交通等特征，這是我國鞏公路運輸未來發(fā)展的主要趨勢，并對公路路面質量和行車舒適性提出更高的要求。針對當前而言，我國公路路面施工多采用密級配瀝青混凝土AC，這種瀝青混合料早期損壞抵抗能力、高溫車轍能力不高，而且表面較為光滑，在高速行車的情況下，會發(fā)生“漂滑”現象，形成交通安全隱患。對此，各級公路部門積極探索高性能瀝青混合料，保證各項用路性能，保證保溫穩(wěn)定性與抗滑性能，消除公路交通安全隱患，提高行車安全性和舒適性。在這樣的環(huán)境背景下，探究高性能瀝青混合料的路用性能與應用分析具有非常重要的現實意義。

1 高性能瀝青混合料組成結構

1.1 懸浮密實結構

連續(xù)性密級配礦質和瀝青組合，即為密級配瀝青混凝土，根據粒子干涉理論，防止次級集料影響前級密排，各級集料都要隔開，懸浮在次級集料和瀝青膠漿，形成懸浮密實結構。這種結構粘聚力較大，摩阻力低，使得溫穩(wěn)定性弱。

1.2 骨架空隙結構

連續(xù)性開級礦質成分和瀝青組合，形成礦質混合料，這種結構特性導致該混合料遞減系數大，成分中的粗集料占比大，細集料成分可以忽略不計，由粗集料相靠攏構建骨架，由于成分中細集料過小，粗集料間縫隙較大，形成骨架孔隙結構。這種結構在實際應用中，摩阻力較大，但粘聚力小。

1.3 密實骨架結構

間斷性密級礦質成分和瀝青組合，屬于高性能瀝青混合料，沒有中間尺寸粒徑，由大量的粗集料組合成空間骨架，由適量的細集料填補孔隙，形成密實骨架結構。在實際應用中，這一結構形成的瀝青混合料無論是粘聚力還是摩阻力都強。

對比以上三種結構的高性能瀝青混合料，公路工程中大多應用密實骨架結構，無論是性能還是經濟效益，密實骨架結構的高性能瀝青混合料具有十分明顯的優(yōu)勢。

2 高性能瀝青混合料的路用性能

對瀝青混合料進行馬歇爾實驗，對比AC-16I級配瀝青混合料和高性能瀝青混合料，獲得實驗結果如表1所示，當前大多數公路工程中應用密級配瀝青混凝土（AC-16I），這種瀝青混合料為密實懸浮結構，站在力學性能的角度上看，這種瀝青混合料穩(wěn)定性高。而高性能瀝青混合料中加入適量的細集料，由于細集料膠漿比例和瀝青粘結力的減少，使得高性能瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度不及AC-16I瀝青混合料，但基本滿足工程規(guī)范標準。

2.1 水穩(wěn)定性

通過對比AC、高性能瀝青混合料的空隙率，發(fā)現高性能瀝青混合料空隙率低于AC-16I，說明高性能瀝青混合料水穩(wěn)定性高于AC-16I，特別針對凍融劈裂強度比，AC-16I抗裂抗凍性能較差，這主要是因為高性能瀝青混合料中含有大量的粗集料，形成嵌擠結構，一旦該瀝青混合料處于受凍收縮狀態(tài)時，粗集料形成的骨架結構會產生內摩阻力，抵抗由于冷環(huán)境造成的內部收縮應力，保證瀝青混合料應用中的凍融穩(wěn)定性。

2.2 高溫穩(wěn)定性

通過對比AC、高性能瀝青混合料的礦料間隙率，發(fā)現高性能瀝青混合料料間空隙率高于AC-16I，說明高性能瀝青混合料高溫穩(wěn)定性較高。針對高性能瀝青混合料而言，其高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力主要取決于集料級配、瀝青性能這兩方面因素，特別是在夏季，由于高溫天氣會使得瀝青膠漿變軟，車輛行駛后會在路面出現車轍，高性能瀝青混合料中含有大量的粗集料，依靠級配骨架的承載力，粗集料間形成嵌擠鎖結，通過空間骨架結構的提高內部摩阻力，在行車載荷下，具有極強車轍變形抵抗能力，即為高溫穩(wěn)定性高。

2.3 低溫抗裂性

高性能瀝青混合料具有極強的低溫抗裂性，本文選擇切口小梁能量法進行AC-16I和高性能瀝青混合料0℃彎曲應變能對比，實驗測得AC-16I0℃彎曲應變能為0.06kJ/m3，而高性能瀝青混合料則是0.04kJ/m3，說明密級配瀝青混凝土比高性能瀝青混合料的低溫抗裂性能好。原因是受高性能瀝青混合料的結構影響，由于集料粗化現象，使得高性能瀝青混合料低溫勁度大，弱化其低溫抗裂性，但二者差距不大。

3 高性能瀝青混合料應用分析

3.1 配合比設計

美國學者提出級配曲線圖，將篩孔直徑n次冪當做橫坐標，而集料累計通過率當做縱坐標，構建立級配曲線圖，確定礦料空隙率、油石比、馬歇爾穩(wěn)定度、流值等相關參數，發(fā)現n為0.435時，空隙率最小，即獲得最大的密實度。對此，可以將0.35、0.40、0.45、0.50、0.55帶入到n中，獲得n為0.435時，高性能混合料密實度最大。

3.2 性能標準檢測

將高性能瀝青混合料應用到某公路中，該實驗路段為包含三層瀝青層，本研究中測得實驗路段性能指標，相比于發(fā)達國家公路戰(zhàn)略計劃標準而言，發(fā)現高性能瀝青混合料各項路用性能符合標準。

3.3 使用效果

截止到2018年，該試驗路段已經通車3年多，每天要承載超過5萬輛大小型車，在重載交通不斷碾壓下，在2018年4月份，觀測結果為路面平整堅實，沒有任何車轍?？梢则炞C，高性能瀝青混合料的應用效益較高，值得被廣泛推廣。

4 結束語

綜上所述，本文分析高性能瀝青混合料結構為密實骨架結構，通過和AC-16I性能對比，得到高性能瀝青混合料具有極強的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性略低，但和AC-16I差距不大，并在實際應用中，無論是在性能標準檢測還是實際觀測上，都具有較強的路用性能。

參考文獻

[1]秦玉層.高性能瀝青混合料的路用性能及其應用研究[D].大連理工大學，2015.

[2]谷永革.高性能瀝青及瀝青混合料在津薊高速公路應用的研究[D].東南大學，2016.

收稿日期：2018-10-9