大粒径透水性柔性基层配合比设计研究

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1、大粒径透水性柔性基层配合比设计研究【摘要】大粒径透水性沥青混合料在山东威乌高速屮使用，是一种具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料，人粒径透水性沥青混合料通常用作路面结构中的基层，如何保证它有足够的承载力和排水效果，本文结合山东威乌高速的经验从配合比设计上做出总结。【关键词】透水柔性基层配合比研究中图分类号：TU471.5文献标识码：A大粒径透水性沥青混合料（LARGESTONEPOROUSASPHALTMIXES）是指混合料最大公称粒径大于26.5mm,设计为半开级配或者开级配，它不同于

2、一般的沥青处治碎石（ATPB）基层，也不同于密级配大粒径沥青混合料（ATB）,其形成了单一粒径骨架嵌挤，并且采用少量细集料进行填充，提高混合料模量与耐久性，在满足排水要求的前提下降低混合料的空隙率，其空隙率一般为13-18%,因此其既具有良好的排水性能又具较高模量与耐久性，如何保证其孔隙率和耐久性是保证路面使用功能的关键。1.材料设计1.1粗集料对大粒径沥青混合料其粗集料颗粒性状良好。细长及扁平颗粒含量不应超过15%,集料压碎值应不大于26%,粗集料与沥青应有良好的粘结力,根据H前高速公路水损害出现的频

3、率较高，要求粗集料与沥青的粘结力为5级，小于5级时应当采取抗剥落措施，以保证混合料达到水稳定性指标要求。1.2细集料人粒径沥青混合料可以使用人工砂和石屑作为细集料，但不能采用天然砂。细集料棱角性必须大于42%,砂当量值不小于65%。1.3填充料由于大粒径沥青混合料为透水混合料，为了提高沥青混合料的抗水损害能力，填充料宜采用干燥消石灰粉或牛石灰粉，填充料技术要求可根据当地情况而定，至少应满足IH级耍求。1.4沥青根据课题研究混合料可以采用MAC-70#改性沥青或SBS改性沥青，济莱高速公路采用MAC-70

4、#改性沥青，其应满足表1的相关要求。表1MAC-70#改性沥青的技术要求1.级配设计大粒径透水性沥青混合料作为基层要承受车辆荷载，另外还兼有排水功能，因此设计的混合料要形成骨架结构、空隙率要在15%左右。大粒径透水性沥青混合料没有固定级配曲线，其级配与原材料的性能有关，不同的原材料其级配曲线是不一样的。结合山东省的研究成果，推荐的级配范围见表2.表2人粒径沥青混合料推荐级配在通常情况下普通石灰岩集料可以采用上表屮提供的级配范围，当集料性质发生较大变化时需要对级配进行设计,设计方法可以采用NCHRPRep

5、ort386提供的方法或者采用粗骨料骨架嵌挤方法。一般情况下，采用程序进行级配计算，程序计算出的各种集料用量比例不一定完全适合，需要人工进行相应的调整。1.成型方法根据课题研究成型方法耍根据现有条件可以采用人马歇尔法与旋转压实仪法，现场仍以大马歇尔法为准。击实次数112次可作为大型马歇尔击实成型的标准击实次数。表3大马歇尔与标准马歇尔击实参数表对Superpave旋转压实仪法成型，根据交通量的要求，按重交通量要求选取初始压实次数为8次，设计压实次数选择为20、50、75与100次。考虑到路面的实际受力情

6、况，以及H前所采用的重型压路机，压实轴向荷载仍采用为600KPao结果分析表明随压实次数的增加试件的密度一直在增加，但增加的幅度逐渐减小，这说明混合料已经逐渐被压实，这也说明对重载交通采用100次作为设计压实次数是正确可行的。2.体积指标测定对大碎石混合料一般采用MAC-70#改性沥青粘度较大，因此采用计算法。计算法采用集料有效相对密度，有效相对密度宜直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按式(I)计算确定，莫中沥青吸收系数c值根据材料的吸水率由式(2)求得，材料的合成吸水率按式(3)计算。(

7、1)(2)(3)1.最佳沥青含量确定根据研究，最佳沥青含量的确定应采用沥青膜厚度、设计空隙率并综合析漏与飞散试验方法确定。山于大粒径沥青混合料具有排水功能，其空隙中有自山水的存在，为了满足水稳定性的要求使得混合料具有好的耐久性，那么混合料应当具有足够的沥青膜厚度。沥青膜厚度可以通过沥青含量与集料表面积来计算，沥青含量应当采用冇效沥青含量，考虑到冇效沥青含量的计算比较麻烦，当集料吸水率较小时可以采用沥青含量。集料表面积的计算可根据美国AT给出的经验公式估算，公式如下：式屮：Pi分别为I级筛孔的通过率(%)

8、。综合密级配沥青混凝土以及SMA混合料的水稳定性研究，以及课题研究，对大粒径沥青混合料要求沥青膜厚度为12umo析漏试验和飞散试验是确定透水性沥青混合料最佳沥青用量的两项必不可少的试验。通过析漏试验可以确定保证沥青不产生流淌的最大沥青用量；通过飞散试验可以确定透水性沥青混合料不发生严重飞散的最小沥青用量。根据这两个沥青用量就可以确定透水性沥青混合料的沥青用量范围，在此范围内再参考设计试件体积指标与沥青膜要求的结果，选择合适的沥青用量作为最佳