ogfc沥青路面混合料级配设计研究

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1、OGFC沥青路面混合料级配设计研宄青兰高速公路沂源管理处山东沂源250000摘要：通过对各种关键筛孔试验，研究了OGFC沥青路面混合料设计中的关键筛孔影响度，分析了不同粒径矿料对级配设计的贡献，得出了OGFC沥青路面混合料空隙率与各主要筛孔通过率的关系以及空隙率与连通空隙率的相关性，并在此基础上确定出透水性沥青混合料的合理级配范围。关键词：透水性；沥青混合料；关键筛孔1引言沥青混合料的级配组成对其力学性能及使用性能只有十分重要的影响。透水性沥青混合料所采用的级配按现行级配类型来分，属于开级配，是一种间断级配，即在矿质混合料中剔除其中一个分级或几个分级，形成的一种

2、不连续的级配。间断级配以魏矛斯干涉理论为基础，通常是以一个连续级配的集料为骨架，而用另一连续级配细集料填隙而成。这种混合料在理论上不仅具有足够的颗粒形成其有较高强度的空间骨架，同时又有一定细集料填充骨架空隙，使混合料内部摩阻力和粘结力都较高。透水性沥青混合料与其它沥青混合料相比，最显著的特点就是只有较大的空隙率（一般为15%〜25%）。而混合料的空隙率主要取决于集料的级配组成和颗粒形状、沥青含量以及混合料的压实程度。其中集料级配组成是控制混合料空隙率大小的首要因素，为此，首先要找到对混合料空隙率产生最显著影响的筛孔通过率［1］。2不同粒径矿料对级配设计的贡献关于

3、矿料合成级配中各筛孔对混合料空隙率、稳定度和流值等指标的影响，国内外己有过很多研究，牛俊明等人通过正交设计试验结果表明（试件采用马歇尔试件，空隙率测定采用体积法）［2］:对空隙率影响最显著的因素是粗骨料（4.75mm以上）含量，每增加5%粗骨料，空隙率增加约3%;其次是4.75mm〜9.5mm骨料含量，再K次是浙青用量；对马歇尔稳定度影响最显著的因素也是粗骨料（4.75mm以上）含量，其次是4.75mm〜9.5mm骨料含量，影响最小的是沥青用量；对流值影响最显著的因素亦是粗骨料（4.75mm以上）含量，其次是浙青用量，最小的是4.75mm〜9.5mm骨料含量，M

4、allick等人的研究也显示，当4.75mm筛孔的通过率等于或小于15%时，混合料中碎石存在石与石间的接触，这种接触方式可以提高混合料的连通空隙率和抗车辙能力，但会降低混合料的耐久性，因此，即使同样的设计空隙率，有必要对各主要筛孔的通过率进行试验研究，确保混合料的功能性和耐久性均达到最高的水平。根据粒径大小，透水性沥青混合料可分OGFC-16，OGFC-13,OGFC-10等不同类型，为了便于分析，同吋结合依托工程要求，本文仅对0GFC-13配合比设计进行分析，其余类型的混合料设计方法与此相同。为了尽量减少重复试验的次数，并保证试验结果的可靠性，本文采用正交L1

5、6（45）设计方法设计级配，分析筛孔通过率对混合料空隙率的影响［2,4］。试验中最大公称粒径为13.2mm,以空隙率和连通空隙率为检测指标，考察9.5mm,2.36mm,1.18mm,0.075mm筛孔通过率以及4.75mm与2.36mm締孔的通过率之差5个因素，每个因素考虑4种水平，如表1所示。其余筛孔通过率可由己确定的筛孔通过率按内插法计算得到。按此种方法设计的级配共16组，除去组合后不成立的级配，剩余组合级配如表2所示。本试验中主要考虑混合料级配对空隙率及连通空隙率的影响，由于沥青用量的变化对空隙率也会产生一定的影响，为减少这种影响，沥青用量应选用最佳沥青

6、用量，B前规范中采用经验公式来估算最佳沥青用量，即先通过经验公式求得集料的比表面积，假定沥青膜的厚度，二者的乘积即为估算沥青用量，然后再通过析漏试验对沥青用量进行校核。集料比表面积A的估算公式为：A=(2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g)/48.74(m2/kg)(1)式中:a、b、c、d、e、f、g分别为4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075mm筛孔的通过百分率。浙青用量=矿料比表面稅A×浙青膜厚h(2)沥青膜厚h—般沥青混合料取8〜10μm[4】，对于透水性沥青混合料

7、而言，由于其空隙率较大，考虑到外界环境因素对耐久性的影响，结合规范推荐值，沥青膜厚度h宜取14μm[2]。计算结果换算为汕石比如表2所示。从表中结果可以看出，对不同级配，由计算方法估计的沥青用量差别较大，油石比最大高达8.4%,最小仅为2.9%。针对此种情况，对每组级配分别采用3.5%,4.1%,4.7%,5.3%,6.0°%5种汕石比下进行析漏试验、马歇尔试验和飞散试验，并确定各个级配的最佳汕石比及最佳汕石比下的马歇尔试验结果如表3所示，比较两次的结果，对有些级配，油石比的计算结果与实际试验结果基本一致，而冇些级配最佳汕石比的计算值与试验值相差甚远，说明

8、现行规范中的集料表面积的