大粒径沥青混合料

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1、大粒径沥青混合料LSAM组成结构与强度机理冷明泽刘宝忠（中国交通建设集团公路一局）作者简介：冷明泽，男，大学本科，工程师；刘宝忠，男，大学本科，高级工程师摘要：本文介绍了大粒径沥青混合料—LSAM结构组成和强度形成机理，提出了适合我国国情的大粒径沥青混合料骨架密实型综合设计法，可供类似的工程参考。关键词：LSAM组成结构强度机理配合比一、大粒径沥青混合料LSAM应用的意义沥青路面在大交通量、重轴载车辆的作用下，混合料的抗剪强度较低，容易产生车辙等病害，影响了路面的使用性能，降低了路面的使用寿命，增加了路面的养护费用。大

2、粒径沥青混合料（简称LSAM），是指含有矿料的最大粒径在25mm至53mm之间的热拌热铺沥青混合料。具有以下优点：①具有抵抗较大的塑性、剪切变形和较好的抗车辙能力，能够承受重载交通的作用,提高了沥青路面的高温稳定性。②大粒径集料的增多和矿粉用量的减少，使得在不减少沥青膜厚度的前提下，减少了沥青总用量，从而降低工程造价。③可一次性摊铺较大的厚度，缩短工期。④沥青层内部储温能力高，热量不易散失，利于寒冷季节施工，延长施工期。二、LSAM的特点表1LSAM和粗粒式AC30沥青混合料比较表指标规范中AC-30I、AC-30II

3、LSAM粒径尺寸一级最大粒径37.5mm、二级最大粒径25mm一级最大粒径53mm、二级最大粒径37.5mm粗集料数量AC-30I均值为58%，AC-30II均值为72%通常为72%左右空隙率AC-30I为3%～6%，AC-30II为4%～10%密级配为5%以下，开级配为15%以上沥青用量较大较小实验方法马歇尔试验大马歇尔试验、旋转压实试验、马歇尔试验设计方法马歇尔稳定度试验设计法本文推荐间断密实级配综合设计法强度理论胶浆理论、表面理论表面理论抗车辙性能较差很好抗水害性AC-30II较差较好抗疲劳性能一般设计良好的LS

4、AM,具有较好的抗疲劳性能抗裂性一般较好平整度与厚度平整度较好，一次性铺筑厚度为7cm左右平整度稍差，一次性铺筑厚度为11～13cm工程费用较高较低LSAM特点概括为具有如下：颗粒尺寸“大”，沥青膜“厚”，路面寿命“长”；沥青含量低、VMA低和造价低（三低）；粗集料含量高、粗集料接触程度高和主骨架稳定性高（三高）。-6-三、LSAM的组成结构和强度原理（一）LSAM的组成结构1.两个重要概念（1）骨架稳定度是指压实成型的沥青混合料粗集料的体积密度ρcm与松堆密度ρna之比，即骨架稳定度S=ρcm/ρna。S越大说明骨架

5、的稳定性越好；比值越小，骨架稳定性就越小。（2）骨架接触度是指形成LSAM混合料中粗集料之间相互接触的密实程度，是压实成型的混合料中粗集料体积密度与干捣纯粗集料骨架的体积密度之比。它代表着形成主骨架的密实性，接触度越大说明骨架的密实性越好。骨架接触度不仅是反映沥青混合料粗集料的骨架性和接触密实性的综合指标，此外，它还表征了粗集料的压实效率。2.骨架结构的判断标准1)VCADRC和VCAmix计算方法(1)测定粗集料的毛体积相对密度（ρca）(2)测定在捣实状态下粗集料骨架间隙率VCADRC测定粗集料的干捣密度ρ，按下式

6、计算捣实状态下粗集料骨架间隙率VCADRC。VCADRC=(1-ρ/ρca)×100式中：ρca—粗集料的合成毛体积相对密度，g/cm3。(3)测定在松装状态下粗集料骨架间隙率VCADBC测定粗集料的干捣密度ρna，按下式计算捣实状态下粗集料骨架间隙率VCADBC。VCADBC=(1-ρna/ρca)×100(4）测定压实状态下沥青混合料中粗集料骨架间隙率VCAmix测定沥青混合料毛体积相对密度ρmb，按下式计算VCAmix。VCAmix=﹛(1-ρmb/ρca×(1-AC)×PCA)×100式中：PCA—粗集料（4.

7、75mm以上）占矿料的百分数，%。AC—沥青用量；2)骨架接触度的计算方法由骨架接触度的定义可知，骨架接触度的计算公式为：SSC=100ρcm/ρ式中：SSC—LSAM的骨架接触程度百分数；ρcm—LSAM中粗集料密度；ρcm=（ρmbρw）×（1－AC）×PCAρmb—LSAM的毛体积相对密度；ρw—水的相对密度；3)骨架稳定度的计算方法由骨架稳定度的定义可知，骨架稳定度的计算公式为：S=100ρcm/ρna。式中：S—LSAM的骨架稳定程度百分数；-6-ρna—粗集料松堆密度；其余意义同前。4)判断标准（1）骨架接

8、触度＞90％紧排骨架密实结构85％≤骨架接触度≤90％松排骨架密实结构骨架接触度＜85％悬浮密实结构（2）骨架稳定度＞95％紧排骨架密实结构90％≤骨架稳定度≤95％松排骨架密实结构骨架稳定度＜90％悬浮密实结构实际应用中，悬浮密实结构不得采用。如果将上述标准转换成体积特性来判断，根据数理统计结果(粗集料以4.75mm为界),转换