大粒径透水性沥青混合料最佳沥青用量的确定
SMA混合料最佳沥青用量的确定
·16 ·东 北 公 路 2003 年SMA 混合料最佳沥青用量的确定李洪斌(辽宁省交通科学研究院 ,沈阳 110015)摘 要 分析了 SMA 混合料最佳沥青用量的确定方法 ,探讨了粗集料质量对 SMA 嵌挤 结构 、试件成型方式对 SMA 最佳沥青用量的影响 。
关键词 SMA 嵌挤结构 最佳沥青用量沥青玛蹄脂碎石混合料( SMA ) ,由于能够抵抗 带钉轮胎的磨耗 ,提供更好的抗车辙能力 ,在欧洲已 应用了二十多年 。
SMA 由两部分组成 ,粗集料骨架 和高含量结合料的胶浆 。
粗集料骨架为混合料提供 石与石之间的接触 ,赋予它强度 ,而高含量结合料的胶浆则增加耐久性 。
胶浆由细集料 、矿物填料 、沥青 结合料和稳定填加剂组成 。
在生产和摊铺时的高温 环境下 ,稳定填加剂起到保持混合料中沥青结合料的作用 。
SMA 是嵌挤型的间断级配 ,是一种密实 - 骨架结构的沥青混合料 。
从它的成型机理可以知道 ,SMA 之所以具有较高的高温稳定性 ,是基于含量甚多的粗集料之间的嵌挤作用 。
在高温条件下 , S MA 具有非常好的抵抗荷载变形的能力 。
集料嵌挤作用 的好坏在很大程度上取决于集料石质的坚韧性 、集 料的颗粒形状和棱角性 。
粗集料颗粒的几何形状 、 表面特性对骨架会产生大的影响 ,近似立方体 、表面 粗糙的颗粒使骨架结构能抵抗大的车辙作用 ,而较 多的针片状颗粒会使骨架结构的紧凑性变差或在受 到重荷时 ,针 、片状颗粒折断 ,使混合料过早地产生内部裂缝缺陷 。
因此 ,对于 SMA 来说 ,要求粗集料应使用机制洁净的非吸水性集料 , 石质坚硬 , 耐磨耗 ,外观接近立方体 ,有良好的嵌挤能力 ,必须严格限制集料的扁平颗粒含量 ,符合现行规范关于沥青面层用粗集料质量技术要求 。
在我国 ,由于我们公路部门很少有专门的采石场 ,大部分为集体和个人的小型采石场 ,原材料品种 、产地 、加工水平的不同 ,使得材料质量普遍较差 ,品种杂 、变异性大 ,要想得到完全符合要求的粗集料有一定的困难 ,大部分石 料的外观很难接近立方体 ,含有相当一部分扁平颗 粒 ,这就影响了 SMA 混合料粗集料之间嵌挤结构的形成 。
关于沥青混合料配合比设计确定最佳沥青用量的问题_沈金安
文章编号:0451-0712(2001)11-0001-05 中图分类号:U414.75 文献标识码:B关于沥青混合料配合比设计确定最佳沥青用量的问题沈金安(交通部公路科学研究所 北京市 100088) 摘 要:讨论了沥青混合料沥青最佳用量的确定方法,介绍了规范的编制思路。
关键词:沥青混合料;沥青最佳用量;规范修订 现在我国正在修订《公路沥青路面施工技术规范》(032-94),其中对马歇尔试验配合比设计方法的争议比较大,这是很正常的,我们作为规范的主编单位特别欢迎对此提出不同意见和建议。
由于规范修订工作还需要较长的时间,而现在有许多看法和做法又没有一个明确的解释,所以在某些单位也出现了一些混乱。
我国规范确定沥青混合料最佳沥青用量OA C 的方法有一个变化过程。
在以前的规范中,我国历来采用日本的方法,即求出全部满足设计技术要求的沥青用量范围,以其中值为最佳沥青用量。
按此方法使用多年来,发现了一些问题,主要是针对高速公路和一级公路,由于采用了高质量的沥青后,在估算沥青用量时,尽管上下变化了5个不同的沥青用量,变化范围达2.0%,稳定度值一般都能满足要求,流值也大都满足要求,但稳定度、密度有时连峰值都未出现,最后决定最佳沥青用量的往往只剩下空隙率一个指标(饱和度也取决于空隙率),而且能共同满足要求的沥青用量范围往往很窄。
所以实际上其相当于现在美国的4%空隙率决定最佳沥青用量的方法,不过那时的设计空隙率范围为3%～6%,中值是4.5%。
另外,空隙率的计算过程,除包括最大相对密度、试件密度、沥青被集料吸收等有所不同外,实质上基本是属于空隙率是唯一指标的体积设计方法。
后来在1994年修订规范时,对此作了修改。
当时的出发点主要是考虑到在所有指标中空隙率是最不容易准确测定的指标,测定方法也没有更好的办法。
这对沥青面层的中下层采用粗粒式沥青混凝土(或沥青碎石)的情况更困难。
所以最佳沥青用量的选择有比较大的随意性。
大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)柔性基层
大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)柔性基层摘要：随着城市交通量的不断增加，沥青路面的早期破坏也越来越严重，为解决路面的抗车辙能力和排水功能，这里简单介绍大粒径透水性沥青混合料在这些方面的优势，通过设计LSPM-30配合比，逐步认识其特点及优点，并将在未来的城市道路中加以应用。
关键词：大粒径沥青混合料基层目前济南市改建、新建城市道路基层主要结构形式是以石灰稳定类和水泥稳定类为主的半刚性基层，其整体强度高、板体性好，使沥青路面具有较高的承载能力，而且材料容易获得，技术成熟，经济性好，对提高道路的整体水平起到重要作用。
但经过一段时间的使用后，会出现不同程度的损害，必须进行改造，以恢复路面的使用功能，可也不能避免反射裂缝及无法排水的缺陷，使铺筑的路面重新面临早期损害的可能。
由于半刚性基层的收缩裂缝及引起的反射裂缝难以避免，材料的致密性无法排出沥青层和反射裂缝中深入的水分，水分的积存造成基层表面的冲刷、唧浆及沥青混合料的水损害。
经过大量研究证明，采用大粒径透水性沥青混合料能够有效地防止发射裂缝的发生，并且能够排出路面结构内部的水分。
另外大粒径透水性沥青混合料具有较高的模量和抵抗变形的能力，可以直接用于旧路补强或新建路的结构层中，缩短道路的封闭交通时间，且很好地解决城市公交车道的车辙问题。
大粒径透水性沥青混合料对于我们而言是个全新的路面材料，从设计理念、级配组成、质量标准到人员水平、设备都有别于普通沥青混合料，为此我们专门邀请了一些专家为我们做技术指导，并搜集了相关资料，认真仔细地研究学习，并通过实验室试验数据分析总结，略有所悟。
1 前期工作结合城市道路急需解决的路面问题，通过学习山东省交通厅公路局发布的《大粒径透水性沥青混合料（LSPM）柔性基层设计与施工指南》，我们确定了以下几个设计目标：（1）能抵抗较大的塑性和剪切变形，承受重载交通的作用，具有较好的抗车辙能力，提高沥青路面的高温稳定性（2）有良好的排水功能，及时排出结构内部的水分（3）有较大的粒径和较大的空隙，有效地减少反射裂缝（4）提高工程施工速度，减少设备投入，降低工程造价（5）选择LSPM-30为研究对象，可以更好的利用当地原材料进行生产。
最佳沥青用量的确定
2~4
3~5
15~40
4~6
90mm以下
3~6
26.5
3~6
19
公称最大粒径(mm)
沥青饱和度（%）
55~70
65~75
最佳沥青用量的确定
4.确定最佳沥青用量OAC
OAC＝（OAC1＋OAC2）/ 2
调整
Ⅰ.对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通路段、 山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路：
最佳沥青用量的确定
1.制备马歇尔试件，绘制沥青用量与技术指标的关系图
a.马歇尔试件的制备：以预估的沥青用量为中值，按间 隔0.5%，制备至少5个不同沥青用量的马歇尔试件。
3.5% 4.0% 4.5% 5.0% 5.5%
物理指标：毛体积密度、空隙率VV、 沥青饱和度VFA、矿料间隙率VMA 力学指标：马歇尔稳定度MS、流值FL 马歇尔试验仪
a3
a4
最佳沥青用量的确定
3.确定最佳沥青用量初始值OAC2
OACmin～OACmax是各 气候分区 夏炎热区 指标（不含VMA）均符 交通类型 中轻交通 重载交通 合技术要求时的沥青用 8 8 稳定度 (kN)不小于 量范围。
流值(0.1mm)
空隙率 (%) 90mm以上
道路等级
高速公路、一级公路
设计沥青用量＝ OAC－（0.1～0.5）% 空隙率必须符合设计要求范围； Ⅱ.对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路：
设计沥青用量＝OAC＋（0.1～0.3）%
谢谢大家！
最佳沥青用量的确定
最佳沥青用量的确定
沥青用量过多
车辙 松散
泛油
剥落ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
沥青用量过少
关于沥青混合料沥青用量的问题
关于沥青混合料沥青用量的问题
由于攀枝花地质条件比较特殊，周边所产的碎石均含有一定比例的矿物质，其密度较普通石料大。
我段在大修项目中所生产的沥青混合料的密度均大于预算公路工程预算定额中同类材料的密度。
AC-13试验室配合比中细粒式沥青混凝土干密度为2.685，预算定额中的密度为2.351。
以120t/h沥青混凝土拌合机拌合细粒式沥青砼为例进行计算沥青混合料中沥青用量。
预算定额中沥青用量如下：预算定额中1000m3沥青混合料的沥青用量为：122.536吨，油石比为5.22%。
我单位实际沥青用量计算如下：1000m3沥青混合料，混合料密度为2.685 t/m3，沥青混合料重为=1000*2.685=2685吨，沥青用量比例为=5.22%/（1+5.22%）=4.96%，实际施工中1000m3沥青混合料的沥青用量为=2685*4.96%=133.176吨。
故1000m3沥青混合料中沥青用量差值为=133.176-122.536=10.64吨。
浅谈沥青混凝土路面施工中的沥青用量
浅谈沥青混凝土路面施工中的沥青用量摘要：沥青混凝土路面施工质量涉及的面很广，影响因素很多。
其施工的关键之一是沥青用量的问题。
本文主要研究了沥青路面的沥青用量分析。
关键词：沥青混凝土路面沥青用量1.热拌沥青混合料最佳沥青用量的确定最佳沥青用量应按照《公路沥青路面施工技术规范》确定，热拌沥青混合料配合比设计采用马歇尔试验设计方法确定矿料级配及沥青用量。
以沥青用量为横坐标各项测定标准为纵坐标，绘制关系曲线图。
由相应于最大密度的沥青用量a1，相应于稳定度最大值的沥青用量a2及相应于规定空隙率范围的中值(或要求的目标空隙率)的沥青用量a3，计算三者的平均值作为最佳沥青用量的初始值OAC1，以各项指标均能符合沥青混合料技术标准的沥青用量范围的中值作为OAC2。
OAC1=(a1+a2+a3)／3OAC2=(OACmin+OACmax)／2检查O OAC1值是否界于OACmin与OACmax两值之间．否则调整配比。
由OAC1与OAC2综合决定最佳沥青用量OAC时，必须根据实践经验和公路等级、气候条件按下列步骤进行：一般可取OAC1与OAC2，的平均值作为最佳沥青用量OAC。
对于热区公路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路，可在OAC2与下限OACmin范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5％。
对寒区公路及其他等级公路，最佳沥青用量可以在OAC2与上限值OACmax 范围内决定．但不宜大于OAC2的O．3％。
2.改进沥青含量试验的方法沥青含量试验目前一般采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)的T0722-1993即离心分离法，该方法是将沥青混合料浸泡在三氯乙烯中，通过离心抽提仪分离出沥青和矿料。
该方法操作简便易行唯一不足的是混入溶液中的少量矿粉数量难以精确测定从而影响沥青含量测定的准确性。
规范建议可用压力过滤器回收矿粉．当无压力过滤器时可采用燃烧法测定，甚至可以通过经验估计漏出的矿粉数量这些方法都有其缺陷，首先燃烧法取样数量太少，仅1Oml，而抽提液一般至少3000ml，一方面，由于矿粉在抽提液中的沉淀速度很快．尽管进行了充分搅拌，仍然难以保证10ml有充分的代表性，另一方面这1 Oml中所含矿粉教量测定结果稍有出入(如0.005g) ，就会导致整个抽提液矿粉数量出入1.5g．最终使沥青含量(以混合料1500g为例)偏差O.1％。
山西建筑9月底收刊-OGFC沥青混合料最佳沥青用量的确定
土木工程应用技术“湖南省研究生培养创新基地资助项目”；湖南省交通科技计划项目 ，项目编号为201303 作者简介：刘威（1991-），男，河南信阳人，在读研究生，主要从事道路工程方面的研究；1OGFC 沥青混合料最佳沥青用量的确定刘威 1 谭利1 朱琪1（1中南林业科技大学 土木工程与力学学院，湖南 长沙 410004；）摘要：为了确定OGFC 沥青混合料最佳沥青用量，采用了以析漏试验确定混合料的最大沥青用量，以飞散试验确定混合料的最小沥青用量，并对不同集料条件下的最佳沥青用量进行对比，得到了同样油石比条件下级配越粗的混合料最佳沥青用量越大。
随着油石比的增加，辉绿岩的飞散损失更小，且呈现递减趋势，而石灰岩飞散损失呈现递增趋势，临界点在4.48%，而两种材料的析漏损失差别并不显著。
关键词：OGFC ；最佳沥青用量；析漏试验；飞散试验；油石比；1 前言S103线是长沙至浏阳的干线公路，为一条二级公路，现进行大修改造，加铺沥青路面。
本项目结合浏阳市S103大修改造工程，进行防滑降噪路面面层研究，上面层厚4cm ，拟采用中粒式PA-13。
排水路面混合料的最佳沥青用量设计不能采用传统的马歇尔方法，应采取析漏试验确定混合料的最大沥青用量，飞散试验确定混合料的最小沥青用量。
《公路工程沥青与沥青混合料》[1]规定析漏损失不大于0.3%是参考了美国的OGFC 和SMA 后制定的，但是排水路面与OGFC 不是一个概念，故析漏损失不大于0.3%并不适合排水路面。
参照日本和中国的经验，以及通过大量实验研究，确定析漏及飞散损失的最佳值，从而得到最佳油石比。
2 沥青混合料的初试级配表1 初试排水路面矿料级配组成 级配类型 通过百分率（％） 筛孔尺寸（mm ）16.013.29.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 1 100.0 90.0 52.7 19.4 10.1 8.5 7.3 6.4 5.5 4.4 2 100.0 90.052.821.0 11.69.68.06.95.84.7初试沥青用量是根据矿料表面吸附沥青膜厚度确定的。
大粒径透水性沥青混和料LSPM配合比设计与施工
摘要：大粒径透水性沥青混和料lspm能提高路面的排水性能，从而延长其使用寿命和使用性能。
关键词：大粒径透水性沥青混和料配合比设计施工一、大粒径透水性沥青混和料lspm概述大粒径透水性沥青混和料（largestoneporousasphalt mixes）是指混和料最大公称粒径大于26.5mm，具有一定空隙率，能够将水分自由排除路面结构的沥青混和料，通常用作路面基层。
它采用新的设计理念，用较大粒径（25－62mm）的单粒径集料形成骨架，用一定量的细集料形成填充。
它不同于密集配大粒径沥青混和料（atb），也不同于一般的沥青处治碎石（atpb）。
atb具有良好的骨架结构，空袭率一般在3～6％，不具有排水性能。
atpb粗集料形成了骨架嵌挤，基本上没有细料填充，空隙率很大，一般在18％以上，透水效果非常好，但模量较低，耐久性较差。
大粒径透水性沥青混和料克服了上述两种结构的缺点，借鉴了其优点，具有以下特点：⑴可以抵抗较大的塑性和剪切变形，有较好的抗车辙能力，提高沥青路面的高温稳定性。
特别是对与低速、重车路段，具有明显的抗永久变形能力。
⑵具有良好的排水性能，能够将路面渗水及时排除，避免以下结构层的水损坏，提高了路面的耐久性能。
⑶粒径较大、空隙率较大，能有效的减少反射裂缝。
⑷大粒径集料用量大，矿粉用量很少，减少了沥青用量。
二、lspm配合比设计1、材料要求。
所有的矿料要求无塑性，因为粘土颗粒成分能引起沥青混和料的体积膨胀，在水的作用下容易引起沥青膜与矿料相互剥离。
由于粗集料在沥青混和料中起到骨架作用，其质量和物理性能直接影响混和料的使用性能，因此粗集料要求用坚硬岩石轧制，破碎形式采用锤击式或反击式，细长及扁平颗粒含量不超过15％，压碎值不大于26％，与沥青的粘结力为5级，其他指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》（jtg f40－2004）要求。
细集料包括机制砂、石屑和天然砂，大粒径沥青混和料要求使用机制砂和石屑，不准使用天然砂。
大粒径透水牲沥青混合料最佳沥青用量的确定
１ 问题 的提 出
济青高速公路是交通部典 型示范化工程 ， 为保证 工程质量 ， 提高使 用性能 ， 长使用年限 ， 延 山东 省公路 局决定加大投资 ， 加柔 性基层 ， 增 使 该路结构形式变为混合式基层 。 这样就 改变 了我 国高等级公路沥青路面 长期以来 的结构单一 ， 即千篇一律地使用半刚性基层沥青路面的局面。
１ Ｏ １ Ｏ１ ００ ５ ． ５ ．７ ２９ ． １ ． ８
ｒ ｂ １０ ２ ．３
ｒ １Ｘ （ 【 Ｉ （ ｐ， ，
… ． ： ／ ）
１０（６２７ １ ３／．７ ＋ ０２６ ８ ８２６ ８ １／．１ ＋ ／．９ ）２６ ５ ０ ３／． ＋ ５２６ ３ １／．４ ＋ ／ ０ ＋ ０２７５ １ ７ ６ ＝ ９ ／ ４ ２
表观相对 密度 ２７ ６ ２７ Ｏ ２７ ０ ．８ ．１ ，２ 毛体 积相对 密度 ２７ １ ４ ２ ７ ２ ４ ３ ６ ８ ６ 各种集料 比例／ ％ ３ ６ ３ ５ １ Ｏ 筛孔尺寸／ ｍ ４７ ２３ １１ ０ ｍ ５ － ６ ８ ． ６ 通过率， ％ １ ． ８６ １． ８ ０ ７８ ． ６６ ．
ｒａ ｄ ２．９ ６５ ｒ ｍ ２７ ０ ．４
２７４ ２７ ５ ２７ ６ １ ．１ ．９ ２６ ８ ２７ ５ ２７ ６ ． １ ．９ ｏ ８ Ｏ３ － ４２ ．
２６２ ２
现 以一实例说明各项指标 的计算过程和最佳沥青用 量的确定方法 ：
２１ 原材料的运用及技术指标
７８ ３４ ５１ ９ ７２ ８６ １ ６ ６ ２ ９ ９ ６ ６ ． ３ ９ ６ １ ． Ｏ ８ ７ ８ ． ４ ２ ． １ ８
配／ ％
上 限， １ｏ １ｏ ９ ７ ６ ５ ３ ２ １ １ １ ７ ６ ４ ％ ｏ ｏ ５ ６ ７ ８ ９ ９ ８ ５ ０ 下 限／ １ｏ ９ ７ ４ ３ ２ １ ６ ６ ３ ２ １ １ １ ％ ｏ ０ ０ ０ ４ ８ ９ 中值 ／ １０ ９ ２５５ ．５ ． ４ ２ ７５ ２ ９ ６ ４ ３ ２５ ％ Ｏ ５ ８ ８ ０５ ３ ９ ． ０ １ ． ． ５
最佳沥青用量的确定
2~4
3~5
15~40
4~6
90mm以下
3~6
26.5
3~6
饱和度（%）
55~70
65~75
最佳沥青用量的确定
4.确定最佳沥青用量OAC
OAC＝（OAC1＋OAC2）/ 2
调整
Ⅰ.对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通路段、 山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路：
最佳沥青用量的确定
b.绘制沥青用量与稳定度、毛体积密度、空隙率、沥青饱和度、流值的关 系图
最佳沥青用量的确定
2.确定最佳沥青用量初始值OAC1
a1
a2
式中： a 1—稳定度最大值→沥青用量 a2—毛体积相对密度最大值→沥青用量 a3—沥青饱和度范围的中值→沥青用量 a4—目标空隙率（或中值）→沥青用量
最佳沥青用量的确定
1.制备马歇尔试件，绘制沥青用量与技术指标的关系图
a.马歇尔试件的制备：以预估的沥青用量为中值，按间 隔0.5%，制备至少5个不同沥青用量的马歇尔试件。
3.5% 4.0% 4.5% 5.0% 5.5%
物理指标：毛体积密度、空隙率VV、 沥青饱和度VFA、矿料间隙率VMA 力学指标：马歇尔稳定度MS、流值FL 马歇尔试验仪
a3
a4
最佳沥青用量的确定
3.确定最佳沥青用量初始值OAC2
OACmin～OACmax是各 气候分区 夏炎热区 指标（不含VMA）均符 交通类型 中轻交通 重载交通 合技术要求时的沥青用 8 8 稳定度 (kN)不小于 量范围。
流值(0.1mm)
空隙率 (%) 90mm以上
道路等级
高速公路、一级公路
最佳沥青用量的确定
最佳沥青用量的确定
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万方数据
２５８
中
外公路
第３４卷
（５）计算集料的比表面积ＳＡ（ｍ２／ｋｇ）：
ＳＡ＝０．４１ Ｈ－０．００４
０．０１６
即确定了混合料的沥青用量范围。在此范围内结合大 型马歇尔试件体积指标与沥青膜厚度要求，选择合适 的沥青用量作为最佳沥青用量。析漏试验和飞散试验 结果见表６。
表４
１×Ｐ。．７５ Ｈ－０．００８ ２×Ｐ ２．３６＋
Ｃ—ｏ．０３３训］－－０．２９３ ６ｗ：＋０．９３３
９
（１） （２）
１．１８
Ｏ．６
（３）计算合成矿料的有效相对密度ｙ；。。对改性 沥青及ＳＭＡ等难分散的混合料，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 计算确定，如式（３）所示：
ｙ。＝７菇＋Ｃ×（ｙ。一ｙ曲）
（３）
３８．８
２８．６ １３．０
Ｍｉｘｅｓ，简称ＬＳＰＭ）是一种新型的沥青混合
料，主要用于半刚性基层上的柔性基层及旧沥青混凝 土或水泥混凝土路面的加铺层。与传统沥青混合料最 大的不同在于采用大粒径的骨架结构，其中９．５ ｍｍ 以上的粗集料比例在７０％左右。同时，也不同于一般 的排水式沥青稳定碎石（ＡＴＰＢ）混合料。ＡＴＰＢ中粗 集料形成骨架嵌挤，基本上没有细料填充，其设计空隙 率一般大于１８％，适用于排水性基层，但混合料模量 较低且耐久性较差。ＬＳＰＭ通过严格的级配设计，以 单粒径粗集料形成骨架，并采用少量细集料进行填充， 在满足排水要求的前提下适当降低混合料的空隙率， 设计空隙率一般在１３％～１８％之间，使混合料既具有 较高的模量和耐久性又具有良好的排水性能。 由于ＬＳＰＭ在材料组成设计、混合料结构等方面 均不同于一般的沥青混合料，常用的马歇尔试验指标 已不能完全适用于确定其沥青用量。笔者借鉴国内外
１７．５ １７．０ １６．５ １６．０ １５．５ １８
沥青用量肠 （ｂ）矿料间隙率
餐口
１６
％，瞥越科
１５．０ １４．５ １４．０ ２．４ ２．９ ３．４ ３，９ ４．４
｛ｌ耋。１４：
１０
２．４ ２．９ ３．４ ３．９ ４．４
沥青用量，％
沥青用量肠 （ｄ）沥青胰有效厚度
（Ｃ）空隙率
Ｏ．６ ０．５ ０．４ ０．３ ３０
的大粒径、ＡＴＰＢ规程级 配及美国印第安纳州推荐的半开级配沥青混合料矿料 级配组成的基础上，结合该课题实际工程材料，试验合 成的ＬＳＰＭ一２５级配见表３。
表３
积初定沥青用量如下： （１）计算矿料的合成毛体积相对密度ｙ曲和合成 表观相对密度），。。此次试验计算合成毛体积相对密 度时，石屑（ｏ～５ ｒａｍ）用筛出的２．３６～４．７５ ｍｍ部分
般设计空隙率在１５％～１６％之间。
参考文献： ４
结论
（１）大粒径透水性沥青混合料（ＬＳＰＭ）最佳沥青
［１］王松根，等．大粒径透水性沥青混合料（ＬＳＰＭ）柔性基层 设计与旅工指南［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００５． ［２］ＪＴＧ Ｆ４０一２００４公路沥青路面施工技术规范［ｓ］． ［３］沈金安．关于沥青混合料配合比设计确定最佳沥青用量 的问题［Ｊ］．公路，２００１（１１）． ［４］ＪＴＧ Ｅ２０一２０１１公路工程沥青及沥青混合料试验规程 Ｉｓ］． ［５］陆长兵。黄晓明，等．大粒径碎石沥青稳定排水基层混合 料设计方法的研究［Ｊ］．公路交通科技，２００４（１２）． ［６］房建果．大粒径透水性沥青混合料组成设计与应用研究 ［Ｄ］．同济大学博士学位论文，２００６．
３个沥青用量下各体积指标
根据式（６）、（７），即可确定在该沥青膜有效厚度下 的沥青含量：
１ ６
肛案０型００４－Ｄ羔Ａ罴Ｐ鬻Ａ
１
式中：Ｐｋ为有效沥青含量（％）；Ｐ，为各种矿料占沥 青混合料总质量的百分率之和（％），即Ｐ，一１００一
Ｐ ６；ｐ６为沥青２５℃时的密度（ｇ／ｃｍ３）。
ｙ曲为２．６５７；矿料合成表观相对密度７。为２．６９５；合 成矿料的吸水率劭，为０．５３；沥青吸收系数Ｃ为 ０．７８８，取０．８；矿料有效相对密度ｙ。为２．６８７；沥青结 合料被矿料吸收的比例Ｐ幻为０．４；合成级配的集料 比表面积ＳＡ为２．０４４ ｍ２／ｋｇ；最小沥青膜有效厚度 为１２弘ｍ时，沥青含量为２．８２％。为了保证混合料的 水稳定性和耐久性，需要有较厚的沥青膜，因此试验选 择２．９％、３．４％和３．９％共３个沥青用量对混合料进 行马歇尔试验、析漏试验及飞散试验。 ３．２试件成型与体积指标计算 此次试验采用大型马歇尔击实仪成型ＬＳＰＭ试 件，试件尺寸西１５２．４
ｍｍ，双面各击实１１２
次。ＬＳＰＭ试件制作时沥青加热温度为１６５℃，矿料 加热温度为１８５℃，混合料拌和温度为１６５℃，击实成 型温度为１５０～１６０℃。试件脱模后，测量计算体积指 标，其中试件毛体积相对密度采用真空密封法 （ＣｏｒｅＬｏｋ）测定；混合料理论最大相对密度采用计算 法。在３个沥青用量下，ＬＳＰＭ各体积指标见表４，沥 青膜有效厚度见表５。 ３．３析漏试验和飞散试验 析漏试验和飞散试验是确定排水性沥青混合料最 佳沥青用量的两项必不可少的试验。析漏试验用来确 定沥青混合料中有无多余的自由沥青，飞散试验用来 评价由于沥青用量或粘结性不足导致集料脱落而散失 的程度。因此，通过析漏试验和分散试验可分别确定 排水性沥青混合料的最大沥青用量和最小沥青用量，
ｍｍＸ ９５．３ 裹６
Ｐ。＝＝：一
×６×Ｓ＋ １０Ｐ 钿
㈣ …
【＾－
裹５
３个沥青用■下沥青胰有效厚度 沥青膜有效厚度以ｍ
１２．３６ １４．９１
沥青用量／％
２．９ ３．４
由以上计算可得，试验矿料合成毛体积相对密度
３．９
３个沥青用■下析漏试验与飞散试验结果
对ＳＭＡ混合料，为保证沥青不发生流淌，德国规 定沥青析漏损失不超过０．３％。对于大粒径透水性沥 青混合料，由于混合料最大粒径较大且细料较少，对 ＬＳＰＭ提高了要求，要求沥青析漏质量损失不大于
表２矿料密度、吸水率测定结果
尔试件测定体积指标，并分别进行析漏试验和飞散试 验。根据析漏和飞散试验确定的沥青用量范围，综合 沥青膜有效厚度、体积指标要求，在满足各项指标的前 提下尽量选择大的沥青膜厚度，从而确定ＬＳＰＭ的最 佳沥青用量。 ３．１初定沥青用量 对大孔隙排水性沥青混合料，国外通常选择沥青 膜厚度为１２～１６”ｍ。此次试验考虑沥青结合料被集 料吸收的比例及有效沥青含量，选择最小沥青膜有效 厚度ＤＡ为１２弘ｍ。由沥青膜有效厚度和集料比表面
４×Ｐ１．１８＋０．０２８ ７×Ｐ ｏ．６ Ｈ－０．０６１ ４×Ｐｏ．３＋
（５）
０．１２２ ９×Ｐ。．１５４－０．３２７ ７×Ｐ ｏ．。７５
（６）由沥青膜有效厚度ＤＡ、集料比表面积ＳＡ、 沥青被矿料吸收的比例Ｐｋ等参数联合确定沥青用量 Ｐ。（％）：
Ｐｋ＝ＤＡ ＸＰ６×Ｐ，×ＳＡ／１ ０００ Ｐ ６一Ｐｋ＋Ｐ ６ｎ×Ｐ，／ｌｏｏ （６） （７）
２５７
ＳＢＳ类｛Ｉ—Ｄ）改性沥青常规性能检酒结果
（ＬＳＰＭ），由于空隙率较大，具有排水功能，为满足其 良好的水稳定性和耐久性，混合料应具有足够的沥青 膜厚度。但若沥青膜太厚，将使游离的自由沥青过多， 成为集料产生相对位移的润滑剂，影响混合料骨架抵 抗永久变形的能力。ＪＴＧ Ｅ２０—２０１１《公路工程沥青 及沥青混合料试验规程》提出对大孔隙排水式沥青混 合料，主要以各项功能性检验为主，选择期望的空隙率 而又具有较高耐久性的最大容许沥青膜厚度来确定沥 青含量。 笔者借鉴国内外的研究与实践经验，采用综合指 标法确定ＬＳＰＭ最佳沥青用量。具体步骤如下：首先 通过选择的沥青膜有效厚度和集料比表面积计算初定 沥青用量，然后按０．５％变化沥青用量成型大型马歇
０．３
０．１５ ０．０７５
３．２
２．８ ２．４
９．５ ４．７５
（４）计算沥青结合料被矿料吸收的比例Ｐｋ（％）， ３
最佳沥青用量的确定
确定沥青混合料的沥青用量从本质上讲是设计一
如式（４）所示：
】 】
Ｐ６４一（－一－）×ｙ６×１００
（４）
１。
个合理的沥青膜厚度。对于大粒径透水性沥青混合料
式中：７６为２５℃时沥青的相对密度，即托一ｍ／ｏ．９９７
ｌｌＩＴＩ之间的沥青用量为２．８％～３．６％；满足析漏损
失＜Ｏ．２％的最大沥青用量为３．５％，满足飞散损失＜ ２５％的最小沥青用量为３．２％。综合以上各指标，合 适的沥青用量范围为３．２％～３．５％。考虑到沥青用 量在满足析漏损失的情况下尽量使沥青膜厚度加大， 试验最终选取３．３％作为最佳沥青用量。从图中可看
万方数据
２０１４年第２期
２．１６ ２．１５ ２．１４ ２．１３
黄俭才，等：大粒径透水性沥青混合料最佳沥青用量的确定
２５９
、９
２２．７
喜２２．５
譬２２．３
葜
奄
２．９ ３，４ ３．９ ４．４
趟静靛罂韪堆岬
２．１２ ２．１ｌ ２．４
２２．１
２１．９ ２．４ ２．９ ３．４ ３．９ ４．４
沥青用量ＰＡ （ａ）毛体积相对密度
Ａｓｐｈａｌｔ Ｓｔｏｎｅ Ｐｏｒｏｕｓ
排水性沥青混合料确定沥青用量的经验，综合沥青膜 有效厚度、马歇尔试验、析漏和飞散试验确定ＬＳＰＭ 最佳沥青用量。
１原材料选择
１．１沥青胶结料 大粒径透水性沥青混合料（ＬＳＰＭ）作为柔性基层 承受交通荷载，且空隙率较大兼路面内部排水功能，因 此对沥青要求较高，应采用高粘度且高温性能良好的 沥青胶结料。试验结合具体工程，选用ＳＢＳ类（Ｉ—Ｄ） 聚合物改性沥青，按沥青试验规程进行常规性能检测。 具体试验结果见表１，符合ＪＴＧ Ｆ４０—２００４（（公路沥青 路面施工技术规范》要求。 １．２矿料 试验用粗、细集料、矿粉为湖北荆门产石灰岩，按 集料试验规程进行主要技术指标测试，试验结果均符 合ＪＴＧ Ｆ４０一２００４（（公路沥青路面施工技术规范》中沥 青混合料用矿料质量要求。矿料的密度、吸水率测定 结果见表２。 ２