论文主题：沥青混合料路用性能的影响因素与试验研究.doc

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广西南友公路沥青混合料路用性能的影响因素与试验分析

曹长斌，汪继平

（广西南友公路总监理工程师办公室，广西崇左532200）

摘要：

针对南友高速公路沿线的气候条件、交通状况、水文地质情况和工程建设的实际情况分析影响沥青混合料路用性能的主要因素和改善措施、原材料的质量要求、施工控制要点等，根据矿料级配试验研究的成果，建议采取的级配范围。

关键词：

沥青混合料、沥青混合料的路用性能、影响因素、改善措施、级配试验

1.工程概况、气象与交通概况

国道主干线衡阳-昆明公路支线南宁至友谊关公路主线全长179.19km，联线长41.848km。

主线吴圩-崇左段为高速公路标准，设计车速100km/h，路基宽度为26m；主线崇左-宁明段为高速公路标准，设计车速为80km/h，路基宽度为24.5m；主线宁明-友谊关段为一级公路标准，设计车速60km/h，路基宽度22.5m；联线采用二级公路标准，路基宽度为12m。

全线采用沥青路面结构，工程于2003年底开工建设，要求2005年10月1日前竣工通车。

南友公路位于北回归线以南，属亚热带季风气候，受海洋季山风调节，温度高，雨量多，年平均降雨量1400mm以上，主要集中在5~9月，年平均日照1700h以上，年平均气温21~22.1℃，极端低温-3℃，极端高温40.5℃，年无霜期352d，年平均蒸发量1350mm。

根据沿线的气象条件，按文献[1]，南友路属于东南湿热区中的华南沿海台风区（VI7）；按照文献[2]附录A的沥青路面施工气候分区，广西属于热区，最低月平均气温＞0℃，另外根据广西南宁地区的降雨量＞1000mm，属于多雨潮湿地区。

根据文献[3]的沥青路用性能气候分区，广西南宁地区属夏炎热冬温区1-4区。

根据交通量预测结果，使用初期的汽车交通量当量轴次为2295次/d，交通增长率为6.6%，设计使用

收槁日期：

作者简介：

曹长斌，（1965-），男，湖北省武汉市人，高级工程师，主要从事水运、路桥工程管理和研究；汪继平（1975-），男，安徽省芜湖市人，工程师，主要从事公路、水运工程施工管理和试验检测。

年限15年，按此计算设计车道交通量累计标准轴次为

814.68万次。

在这样的气候和交通条件下，高温、降雨以及重车渠化等将是影响沥青混合料路用性能的主要因素，沥青混合料需着重考虑高温稳定性、水稳性、耐久性以及面层的抗滑性能。

下面就影响沥青混合料路用性能的主要因素结合南友公路的特点提出一些建议和改善措施，为沥青面层的施工提供参考。

2.沥青混合料的路用性能与影响因素

2.1沥青混合料是用具有一定粘度和适当用量的沥青材料与一定级配的矿质集料经过充分拌和而形成的混合物。

其路用性能主要有：

（1）高温稳定性；

（2）水稳定性；

（3）抗疲劳性能；

（4）耐久性；

（5）低温抗开裂性能；

（6）表面特性

影响沥青混合料路用性能的因素是多方面的，其中矿料的级配组成较为关键，按级配组成的结构可分为三种结构：

连续密级配的悬浮密实结构、开级配的骨架空隙结构、间断级配的骨架密实结构，从使用性能上来说，骨架密实结构是最理想的级配组成，但施工困难，较容易造成混合料的离析。

南友路仍采取连续型密级配做为矿料的级配组合，级配范围较文献[2]中的规范级配有所调整，主要是提高粗骨料的含量，充分形成骨架作用，有一定量的细料以填充骨架形成密实结构。

后文将提到具体的参考级配以及各种级配的马歇尔试验结果，为工程建设提供参考。

2.2.影响沥青混合料的路用性能的主要因素

2.2.1沥青混合料高温稳定性的影响因素和级配试验研究

（1）.集料级配

沥青混合料高温稳定性的形成机理来源于沥青结合料的高温粘性和矿料级配的嵌挤作用，提高矿料的嵌挤作用是改善沥青混合料高温稳定性的主要途径，大粒径和间断级配较细粒和连续级配的高温稳定性好，SMA就是典型的间断级配。

设计矿料级配时在考虑传统的连续密级配的基础上，应考虑通过级配调整结合实际情况提高骨架的嵌挤作用，但慎重采用间断级配。

综合集料级配对沥青混合料高温稳定性、水稳性、耐久性、抗疲劳性的影响，为找出适合南友公路实际建设情况的合适级配以指导施工，南友公路与长沙理工大学对几种级配进行了试验研究，现将各种矿料的级配列表如表1。

表1沥青混合料矿料级配范围

孔径

（mm）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075

表面层上限1001007540312420171510

SAC-13下限1009560302216121086

表面层上限100100856850382820158

DAC-13下限906838241510754

中面层上限1001009281664935221714118

AC-20J下限100958068513623149654

中面层上限1001009077603428232016129

SAC-20下限9578654725181310765

下面层上限10010093817059402718141197

AC-25J下限10095816958473019116543

下面层上限100100837667553729231815129

SAC-25下限907063554427191410754

试验在同一原材料下进行的对比试验,采用茂名产道路重交通沥青AH-70和SBS改性沥青（I-D），中下面层采用C4合同段加工生产的石灰质矿料，表面层采用业主生产的英安岩矿料，矿粉则采用湖南长沙生产的石灰石矿粉。

通过对表1各种级配的试验确定南友公路沥青混合料的矿料级配范围，同时研究在各种级配情况下混合料的其它性能是否满足南友公路的建设要求，级配的试验研究针对了南友公路的气候条件、交通渠化等不利因素重点考虑了混合料的热稳定性和水稳定性，以满足该两项指标的级配做为南友公路沥青混合料的设计级配。

级配的试验研究也为后文阐述混合料其它性能的影响因素提供了试验数据和论证。

下面将试验结果列表说明。

①.表面层试验研究结果：

表2SBS改性沥青混合料马歇尔试件体积指标测试汇总表（SAC-13上限）

体积指标

油石比（%）

4.04.34.64.9

矿料全体的相对密度rm2.4852.4852.4852.485

试件的理论最大相对密度rt2.3572.3482.3402.331

试件的毛体积密度rsp，g/cm32.1852.1902.2022.220

矿料间隙率（VMA）（%）15.415.515.314.8

试件的空隙率Va（%）7.38.85.94.8

沥青体积率Vb（%）8.28.89.410.1

沥青饱和度VFA（%）52.856.561.467.8

表3SBS改性沥青混合料马歇尔试件体积指标测试汇总表（SAC-13下限）

体积指标

油石比（%）

4.04.34.64.9

矿料全体的相对密度rm2.5242.5242.5242.524

试件的理论最大相对密度rt2.3912.3822.3732.364

试件的毛体积密度rsp，g/cm32.1572.1622.1702.181

矿料间隙率（VMA）（%）17.817.917.817.7

试件的空隙率Va（%）9.89.28.57.8

沥青体积率Vb（%）8.18.79.39.9

沥青饱和度VFA（%）45.248.452.156

表4SBS改性沥青混合料马歇尔试件体积指标测试汇总表（SAC-13中值）

体积指标

油石比（%）

4.04.34.64.9

矿料全体的相对密度rm2.5032.5032.5032.503

试件的理论最大相对密度rt2.3732.3642.3552.347

试件的毛体积密度rsp，g/cm32.1832.1932.1742.184

矿料间隙率（VMA）（%）16.216.017.016.9

试件的空隙率Va（%）8.07.27.77.0

沥青体积率Vb（%）8.28.89.39.9

沥青饱和度VFA（%）50.454.854.858.8

表5SBS改性沥青混合料马歇尔试件体积指标测试汇总表（DAC-13下限）

体积指标

油石比（%）

4.34.64.95.2

矿料全体的相对密度rm2.4872.4872.4872.487

试件的理论最大相对密度rt2.3502.342