劉酉庚

摘要 文章旨在深入探討排水瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)方法及其關(guān)鍵要點(diǎn)，為提高道路工程質(zhì)量和性能提供理論支持。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)排水瀝青混合料空隙率與2.36 mm關(guān)鍵篩孔的相關(guān)性、級(jí)配和最佳瀝青用量等進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，空隙率與2.36 mm通過(guò)率呈線性關(guān)系，2.36 mm通過(guò)率越大，空隙率就越??；以目標(biāo)空隙率篩選級(jí)配，以析漏飛散試驗(yàn)確定最佳油石比，由此得出的排水瀝青混合料各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，試驗(yàn)路段實(shí)施效果良好。

關(guān)鍵詞 瀝青混合料；配合比設(shè)計(jì)；PAC-13；瀝青膜厚度；目標(biāo)空隙率

中圖分類號(hào)U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）10-0084-03

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和人們對(duì)道路質(zhì)量及安全性的日益關(guān)注，排水瀝青混合料作為道路工程的重要材料，其性能優(yōu)化及配合比設(shè)計(jì)成為工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一[1]。在道路工程中，排水瀝青混合料不僅要承受交通流、氣象條件等多方面復(fù)雜環(huán)境的影響，同時(shí)還需滿足道路排水、抗滑性、耐久性等方面的工程性能要求[2]。

排水瀝青混合料屬于嵌擠型混合料，空隙率通常為18%～25%，滲水系數(shù)要求大于5 000 ml/min，以便迅速排出路表水。同時(shí)，因其獨(dú)特的骨架-空隙結(jié)構(gòu)，配合比設(shè)計(jì)需要保證空隙率，還要滿足混合料各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，所以配合比設(shè)計(jì)尤為重要[3]。該文以某高速公路項(xiàng)目PAC-13排水瀝青混合料的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)為例，介紹排水瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法及要點(diǎn)。

1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

1.1 原材料

配合比設(shè)計(jì)所用的原材料包括SBS改性瀝青、HAV高黏度改性添加劑礦料（粗、細(xì)集料及礦粉）等，材料的技術(shù)指標(biāo)須符合設(shè)計(jì)要求。

1.1.1 高黏改性瀝青

該文采用高黏度改性劑和SBS改性瀝青，進(jìn)行復(fù)合改性為高黏改性瀝青。高黏劑的摻量為SBS改性瀝青：高黏度改性添加劑等于92∶8。排水路面高黏改性瀝青各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1所示。

1.1.2 集料

碎石采用玄武巖碎石，規(guī)格為9.5～13.2 mm碎石和4.75～9.5 mm碎石，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2所示。

1.2 確定礦料級(jí)配

礦料級(jí)配的選擇是目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，良好的礦料級(jí)配不僅能提高瀝青混合料的各項(xiàng)性能，還能降低瀝青用量，節(jié)約施工成本。

依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）中級(jí)配設(shè)計(jì)的一般方法，根據(jù)集料篩分結(jié)果，在設(shè)計(jì)文件規(guī)定的工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)，調(diào)試選出三組不同2.36 mm通過(guò)率的礦料級(jí)配作為初選級(jí)配。調(diào)試出初選級(jí)配后，計(jì)算初選級(jí)配的集料表面積，并根據(jù)期望的瀝青膜厚度（該項(xiàng)目為12 μm），計(jì)算預(yù)估每一組混合料的初試瀝青用量。按照初試瀝青用量，分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，用體積法測(cè)得試件毛體積相對(duì)密度，并計(jì)算空隙率等指標(biāo)。依據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，繪制出2.36 mm通過(guò)率與空隙率的關(guān)系曲線，如圖1所示。

由圖1可知，空隙率與2.36 mm通過(guò)率呈線性關(guān)系；2.36 mm通過(guò)率越大，空隙率就越??；目標(biāo)空隙率為22%，2.36 mm通過(guò)率則為13%。

表3為各檔集料篩分及合成級(jí)配，圖2為排水瀝青混合料礦料級(jí)配。從表3和圖2中可以看出，級(jí)配1的2.36 mm通過(guò)率為13.4，與上述計(jì)算結(jié)果相接近，因此初選級(jí)配1作為后續(xù)試驗(yàn)級(jí)配。

1.3 瀝青混合料性能檢驗(yàn)

確定最佳油石比后，則進(jìn)行瀝青混合料的性能檢驗(yàn)，檢驗(yàn)項(xiàng)目包括體積指標(biāo)（馬歇爾試驗(yàn)）、水穩(wěn)定性（浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗(yàn)）、高溫穩(wěn)定性（車轍試驗(yàn)）、滲水系數(shù)、析漏損失、飛散損失等，檢驗(yàn)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。該項(xiàng)目瀝青混合料性能檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4所示：

1.4 PAC-13瀝青混合料配合比各項(xiàng)材料用量

完成瀝青混合料性能檢驗(yàn)后，便可得出該項(xiàng)目PAC-13瀝青混合料配合比的各項(xiàng)材料用量，其結(jié)果見(jiàn)表5所示：

2 配合比設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)按照規(guī)范規(guī)定和工程設(shè)計(jì)要求，結(jié)合氣候條件、地理位置特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理的礦料級(jí)配、最佳瀝青用量，使瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到良好的效果，對(duì)指導(dǎo)瀝青路面施工、改善路面結(jié)構(gòu)性能、延長(zhǎng)路面使用壽命、提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，具有十分重要的意義。

（1）根據(jù)我國(guó)工程經(jīng)驗(yàn)，排水瀝青混合料目標(biāo)空隙率一般為20%左右。但目標(biāo)空隙率的選擇還需結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行綜合考慮，為取得更好的排水、降噪等效果，也可將目標(biāo)空隙率取為20%以上。

（2）初選級(jí)配應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)文件或規(guī)范規(guī)定的級(jí)配范圍進(jìn)行調(diào)試，PAC-13排水瀝青混合料的關(guān)鍵篩孔為2.36 mm，通常以關(guān)鍵篩孔通過(guò)率的級(jí)配中值、級(jí)配中值±3%的間隔控制為宜，作為三組的初選級(jí)配。

（3）排水瀝青混合料通過(guò)增加集料表面的瀝青膜厚度，提高瀝青路面性能。我國(guó)排水瀝青路面工程一般采用12～14 μm瀝青膜厚度，同時(shí)應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際和以往項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)綜合考慮期望的瀝青膜厚度。

（4）應(yīng)以飛散試驗(yàn)結(jié)果的拐點(diǎn)作為最小的瀝青用量（OAC1），以析漏試驗(yàn)的拐點(diǎn)作為最大的瀝青用量（OAC2）。在OAC1～OAC2范圍內(nèi)，參照馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合工程實(shí)際，確定最佳的瀝青用量。

（5）混合料性能檢驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)定的技術(shù)要求。不符合要求時(shí)應(yīng)調(diào)整級(jí)配或?yàn)r青用量，重新進(jìn)行檢驗(yàn)，直至符合要求為止。

3 試驗(yàn)路施工效果分析

選擇某高速公路養(yǎng)護(hù)段300 m作為試驗(yàn)段，為驗(yàn)證配合比設(shè)計(jì)路面的功能效果，對(duì)實(shí)施路段的排水能力、抗滑能力和降噪能力進(jìn)行檢測(cè)，并與相鄰路段SMA路面進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 排水性能檢測(cè)

試驗(yàn)選擇三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，分別處于兩側(cè)以及中間位置樁號(hào)，由小樁號(hào)到大樁號(hào)分別為A、B、C三點(diǎn)，利用道路滲水儀按照規(guī)范要求對(duì)路面滲水系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明，A處檢測(cè)三個(gè)點(diǎn)滲透系數(shù)平均為5 630 ml/min；B處檢測(cè)三個(gè)點(diǎn)滲透系數(shù)平均為5 450 ml/min，C處檢測(cè)三個(gè)點(diǎn)滲透系數(shù)平均為5 715 ml/min。排水瀝青路面滲水系數(shù)要求大于5 000 ml/min，檢測(cè)結(jié)果滿足施工設(shè)計(jì)要求。

3.2 降噪性能檢測(cè)

在路側(cè)1 m范圍內(nèi)安裝檢測(cè)噪聲裝置，分別測(cè)試車輛在100 km/h速度下排水路面的噪聲以及SMA路面噪聲。結(jié)果顯示，排水瀝青路面噪聲平均為73 dB，SMA路面噪聲平均為77 dB，降低噪聲效果明顯。

3.3 抗滑性能檢測(cè)

試驗(yàn)隨機(jī)抽取三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，采用擺式摩擦儀對(duì)排水瀝青路面以及SMA路面進(jìn)行擺值檢測(cè)。結(jié)果顯示，排水瀝青路面鋪筑后具有很好的抗滑能力，其擺值可以達(dá)到70以上，相較于SMA擺值僅為50左右，提高了20%以上。規(guī)范要求大于54，抗滑能力滿足施工設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)排水瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)方法及其關(guān)鍵要點(diǎn)的深入研究，該文總結(jié)了以下幾點(diǎn)主要成果：

（1）對(duì)不同國(guó)家配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了比較和分析，深入剖析了各種方法的優(yōu)劣勢(shì)，總結(jié)出我國(guó)配合比的方法流程。

（2）空隙率與2.36 mm關(guān)鍵篩孔通過(guò)率呈線性關(guān)系，2.36 mm通過(guò)率越大，空隙率就越小。

（3）對(duì)設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行驗(yàn)證，混合料各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，且各項(xiàng)功能指標(biāo)效果良好，滲水系數(shù)能達(dá)到5 000 ml/min以上，相比SMA路面降低噪聲4 dB，擺值能達(dá)到70以上。

參考文獻(xiàn)

[1]王旭平. 排水瀝青路面混合料設(shè)計(jì)及性能分析[J]. 交通世界， 2023（30）： 19-21.

[2]張小勇. OGFC-13排水瀝青路面應(yīng)用技術(shù)研究[J]. 交通世界， 2023（11）： 125-127.

[3]黃豐， 劉沛榮， 王燦升， 等. 高連通空隙特征的排水瀝青混合料技術(shù)研究[J]. 公路交通科技， 2023（1）： 41-47.