Superpave19最佳沥青用量确定

尹 强，倪 云

(乌苏市天山路桥有限责任公司)

Superpave沥青混合料设计方法是美国SHRP研究的代表性成果，主要体现了沥青混合料按体积设计的原则，以混合料体积组成为控制指标来确定最佳沥青用量，其设计方法在美国得到了普遍的应用，对我国沥青混合料设计理论、方法和工程实践产生了重大影响。文献对Superpave技术在城市道路改造中的应用进行了研究，并提出了禁区控制原则，优化了细集料级配，提出粉胶比的控制范围。为了确定金宝屯至查日苏高速公路Superpave19沥青混合料下面层最佳用量，笔者按照Superpave设计方法对其进行了设计。

1 原材料组成及生产配合比级配合成

1.1 原材料组成

金宝屯至查日苏高速公路是国家高速公路网规划中长春至深圳的重要路段。沥青混合料配合比设计中，粗集料选用玄武岩碎石，细集料选用玄武岩石屑，填料采用梨树县白云灰有限责任公司矿粉和吉林省天鑫水泥有限责任公司生产的普通硅酸盐42.5水泥，沥青采用SBS改性沥青，抗剥离剂采用SA-9304。其中SBS改性沥青性能试验结果见表1所示。SBS改性沥青性能粘度-温度试验结果见表2所示。

1.2 生产配合比级配合成

Superpave生产配合比调试是在目标配合比设计基础上，调整生产配合比合成级配和目标级配比合成级配相靠近，其中4.75 mm及其以上筛孔合成级配通过率与目标配比偏差控制在±5%以内，4.75 mm以下筛孔合成级配通过率偏差控制在±3%以内。生产配合比合成级配见表3所示。

表1 SBS改性沥青性能试验结果

表2 SBS改性沥青粘度-温度试验结果

表3 生产配合比合成级配

根据各档集料的密度、吸水率和相应用量的比例，用Superpave集料结构设计软件计算合成计算集料的性质，并推荐初始沥青用量为4.32%。

2 Superpave19最佳沥青用量确定

确定了设计级配后，根据推荐的初始沥青用量4.32%，选取3.72%、4.02%、4.32%和4.62%四个沥青用量进行设计级配的沥青混合料压实特性与体积性能试验，试验结果见表4所示。

表4 4种沥青用量试验结果

根据每个试拌沥青用量在设计选择次数下的体积性能，绘制对应沥青用量下的空隙率如图1所示。

图1 沥青用量与空隙率的关系

从图1中可知，当空隙率为4%时，沥青用量为4.35%，根据Superpave设计方法确定沥青最佳用量为4.35%。当配合比最佳沥青用量为4.35%时，混合料压实与体积特性如表5所示。

表5 最佳沥青用量时混合料压实与体积特性

3 Superpave19性能验证试验

为了判别最佳沥青用量为4.35%时，Superpave19性能是否符合要求，对最佳沥青用量下混合料分别进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂强度比对试验和车辙试验(试验温度为60℃，胎压0.7 MPa)，试验结果分别如表6、表7和表8所示。

表6 浸水马歇尔试验结果

表7 冻融劈裂强度比对试验结果

表8 车辙试验结果

根据以上试验结果表明，最佳沥青用量为4.35%时，沥青混合料性能符合设计要求，可以用于金查高速公路的施工。

4 结语

通过应用Superpave设计方法，对Superpave19沥青混合料配合比进行了设计，并确定了最佳沥青用量为4.35%。浸水马歇尔试验、冻融劈裂强度比对试验和车辙试验结果表明Superpave19沥青混合料可用于高速公路下面层的施工。

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