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1、第11期北方交通·1·道路马歇尔设计方法指标取值及配合比方法的探讨曾国东罗青陈聪(佛山市交通工程质量监督站,佛山528041)(佛山市公路桥梁工程监测站,佛山528041)摘要对马歇尔设计方法各项体积指标的取值进行了探讨,并在规范的基础上,提出了一种新的配合比设计方法。关键词马歇尔设计方法体积指标配合比马歇尔设计方法是沥青路面材料组成设计的一空隙率。矿料间隙率适中时,沥青饱和度小于65%种最主要的方法。设计的基本思路是在设计级配与的时候,沥青混合料发生疲劳破坏的概率会大大增配合比下,以一定的击实功(一般为双面击实75加,沥青饱和度大于65%后,沥青路面在设计使用次)在一定
2、的温度下成型的标准马歇尔试件,其各年限内很少发生疲劳破坏,且沥青饱和度过小,沥青项体积指标(空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率)满膜厚度太薄,沥青混合料的抗老化能力也会大大减足一定的要求。这种规定的体积指标要求值必须要弱。沥青饱和度大于75%的话,沥青混合料的抗剪能反映路用性能要求。因此,马歇尔设计方法指标强度减弱很快,尤其是在高温与重载对沥青混合料的取值就显得尤为关键。《公路沥青路面施工技术的耦合作用下,沥青路面极易出现车辙现象。规范》(JTGF40-2004)进一步完善了沥青混合料1.3沥青混合料矿料间隙率配合比设计方法,调整了马歇尔试验配合比设计方矿料间隙率主要是受级配
3、和矿料颗粒棱角性的法及设计指标、标准。本文对各项体积指标的取值影响。沥青混合料矿料间隙率太大的话,若要达到进行了探讨,提出建议取值,并在规范的基础上提出4%空隙率的要求,势必饱和度太大,沥青将会发生了一种新的配合比设计方法。析漏现象,沥青用量适中时空隙率又会太大,因此矿1马歇尔设计方法指标的合理取值料间隙率太大的混合料其体积指标总是难以满足规1.1空隙率范要求的,而且矿料间隙率太大的混合料是难以压对上、中、下面层均建议采用3%～5%的空隙实的混合料。矿料间隙率太小的话,要使空隙率维率,室内试验空隙率最好控制在4%左右。空隙率持在4%左右的话,沥青用量势必就会很小,沥青饱大
4、于4%太多的话,将担心以后路面实际空隙率太和度很小,这样的混合料易老化,且易发生疲劳破大,沥青易老化,抗疲劳能力不足,且水进入沥青混坏,若增加沥青用量而使沥青饱和度达到要求,沥青合料空隙内在行车荷载的泵吸作用下,沥青易从石用量达到一定值的话,此时沥青混合料的空隙率就料表面剥落,导致沥青混合料松散,继而出现车辙、会很小,空隙率很小的混合料,容易产生泛油现象,坑洞。空隙率小于4%太多的话,将担心以后在重高温抗剪强度不足,且矿料间隙率太小的沥青混合车荷载作用下,沥青混合料可能被压得过密,空隙率料是不稳定的混合料,容易被压密,强度很弱。有可能小于3%,在高温条件下,沥青体积膨胀,
5、石由公式料颗粒充满自由沥青,使整个混合料的内摩阻角减VMA-VaVFA=(1)小,在重车荷载作用下,混合料承载能力明显不足,VMA路面出现高温车辙,并且自由沥青被压挤到道路表变形得到面,使表面构造深度大大减小直至全部丧失。VaVMA=(2)1.2沥青饱和度1-VFA对表面层与中面层均建议采用65%～75%的假设我们要使得设计空隙率在4%左右,而沥·2·北方交通2006青饱和度在65%～75%之间时,此时的矿料间隙率用量及矿料用量可预估空隙率4%时混合料的毛体的范围是:积密度:4%/(1-65%)～4%/(1-75%)即11.5%ρ毛/(1+Pb)ρ毛×Pb/(1+Pb)+
6、+0.04=1～16.0%ρ全ρb2目标配合比设计方法(7)(1)对于某种级配(如AC-16F型级配),按照式中给定的几种材料配比得合成级配,在某个沥青用量ρ毛—空隙率4%时的试件毛体积密度(g/3下,如4.0%,成型马歇尔试件,测其毛体积密度,计cm);算得空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度的值。Pb—预估的空隙率4%时沥青用量(用小数表(2)由4.0%沥青用量时的空隙率Va,预测空示,如4.0%写成0.04);3隙率4%时的沥青用量。这里引用SHRP体积设计ρ全—矿料的全体相对密度(g/cm),计算时各法的结论———沥青用量1%的改变将会引起空隙率种粗细集料取有效密度(表
7、观密度与毛体积密度的发生2.5%的变化,其公式是均值),矿粉取表观密度;)](3)3Pbs=Pbc-[0.4×(4-Vaρb—沥青的密度(g/cm)。公式变形,得到由上式可解得毛体积密度值Va=4-2.5(Pbc-Pbs)(4)(1+Pb)×0.96×ρ全×ρbρ毛=(8)Pbc—试件沥青用量(%);Pb×ρ全+ρbVa—试件空隙率(%);各种符号含义如前。Pbs—预计的设计沥青用量(%)。4%空隙率时的毛体积密度估算出来了之后,矿实际上,空隙率的变化规律一般是随着沥青用料间隙率可计算得到量的变化而呈抛物线型变化的,即:ρ毛/
