一种新型沥青混合料体积设计方法的探讨

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1、s一⋯⋯◎一种新型沥青混合料体积设计方法的探讨王旭东(交通运输部公路科学研究院，北京100088)王旭东(1968)，男，研究员，研究方向为沥青路面材料和结构设计。摘要：当前，体积设计法是沥青混合料主要的设计方法。其核心问题是通过混合料的体积特性确定混合料的最佳油石比。就此，从混合料体积参数的分析人手，界定了混合料密实状态和紧密状态的概念，从而提出一种基于紧密状态的新型混合料体积设计方法。这种方法与混合料的级配设计紧密结合，比传统体积设计方法——根据空隙率表征的混合料密实状态设计方法，更加合理可靠，对有效改善混合料性能起到重要作用。关键词：沥青混合料；

2、矿料间隙率(VMA)；空隙率；紧密状态；密实状态0引言的改善。从沥青混合料设计原理角度，当前国际上沥青混合料设计方法主要分为：体积设计方法和力学设计方1沥青混合料设计方法综述法两大类。所谓体积设计方法就是根据混合料的体积几十年来，我国沥青混合料一直采用马歇尔设计状态(如：设计空隙率水平)确定混合料的最佳油石比。方法。该方法是综合混合料的体积性能指标(如：混合代表性的方法如美国Superpave设计方法。力学设计料毛体积密度、空隙率、饱和度等)和力学性能指标方法是根据混合料的力学状态确定混合料的最佳油石(如：稳定度、流值等)，确定混合料的最佳油石比。然比

3、。代表性的方法如美国工程兵的GTM设计方法。而，实验研究表明混合料的稳定度、流值等力学指标并不同的设计原理，导致最终的设计结论存在较大的差不能充分反映混合料的力学状态，特别是到了20世纪异。当前，体积设计方法是沥青混合料设计的主流，特9O年代，为了改善沥青混合料的高温稳定性等路用性别是美国Superpave设计方法产生以来，按照设计空能，以SMA、SAC为代表的粗集料断级配混合料得以隙率进行混合料设计的思路对我国沥青混合料设计产广泛应用。这种类型混合料比传统的连续型级配混合生了较大影响。料的高温性能有明显改善，但是稳定度水平偏低、流值然而，根据笔者这些

4、年工程经验体会到，按照设计偏大。由此，稳定度、流值作为确定混合料最佳油石比空隙率进行混合料设计有其合理的一方面，但也存在的关键指标的必要性、合理性受到质疑。明显的缺陷。主要表现在混合料空隙率指标确定的合到了20世纪9O年代中期，美国Superpave设计理性，以及盲目追求空隙率而导致混合料油石比确定方法引入我国。该方法中以设计空隙率4作为混合的随意性。为此，本文提出一种新型的沥青混合料体料最佳油石比确定的标准引起了我国道路科技人员的积设计方法——最紧密状态下的混合料设计。这种方广泛重视。法是通过压实后混合料矿料间的固有特性，找到一种首先，设计空隙率概念

5、的提出，使我国沥青混合料简单、客观、可靠的评价混合料体积状态一一最紧密状设计的体积指标更加明确。在这之前，我国密实型沥态的方法和指标。理论分析和实践表明，这种设计方青混合料的设计指标是一个比较宽泛的范围。以空隙法不仅理论上完善，而且混合料的路用性能得到有效率指标为例，允许范围为2～6。在实际工程质量收稿日期：2Ol1一O4—2O控制中，如考虑到97的压实度，密实性混合料现场No．22011上冯魄1◎s一⋯一s的空隙率水平将会达到5～9。在20世纪90年()、沥青饱和度(V)等，选择合的级范。代后期，我国几条高速公路先后出现了以水损坏为代但级配曲线如何选

6、择?设定标准足合?还需嘤进表的早期损坏问题，其中主要原ll大I是混合料现场空隙一步分析。率偏大。国内不少学者引用国外研究成果，提出沥青为了进一步完善现有混合料体积设it一方法IfI的混合料的现场空隙率如果大于7，就会产生比较明足，交通部公路科学研究所经过近的探索、研究，的水损坏。这样，以往混合料空隙率范围的要求，就并通过实体I程验证，提一种新犁的混合料体没不能满足T程质量控制的要求。计方法基丁最紧密状念的混合料设汁力‘、采用设计空隙率概念避免了我国混合料设汁巾的不足。从此，我国在马歇尔设汁时逐步采用了设计空2沥青混合料的密实与紧密状态隙率概念，采用马歇

7、尔击实试验，验证混合料的矿料间首先要明确什么是混合料的紧密状念，flIf述隙率、饱和度；按照设计空隙率确定混合料的油石比，混合料的紧密状态?对于任意·种混合料郜仃紧密对稳定度、流值两个指标一般不做强制性要求。这样和密实两种体积状态的描述。所谓密实状怠刈‘J一来，马歇尔设计方法变成了与Superpave类似的体混合料的“开、密”苦，是通过空隙率指标捕述。{混积设计方法。合料的空隙率小于某一数值时。混合料为密状态．混采片j设计空隙率指标进行混合料设计大大改善1，合料的空隙率越小越密实。混合料的水稳定性，减少了沥青路面的水损坏。但这紧密状态与密实状态不。它是

8、指混合料矿料些年使用下来，发现了另两个问题：(1)肓日追求设计构的紧密程度，是通过矿料问隙率、