路面工程微表处沥青混合料稠度影响因素研究

吴 波

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

沥青混合料稠度作为路面工程微表处沥青混合料性能的关键指标，受含水量、油石比、级配变化影响。由于不同地区所使用的混合料存在差异，其稠度有一定的区别[1]。该文章以某路面微表处项目为例，对其所用聚合物进行稠度试验，设定含水量、油石比、级配三者为试验因变量指标，论证对微表处混合料稠度的影响[2]。

1 原材料

1.1 集料

选用5~10 mm英安岩碎石粗集料、0~5 mm石灰岩机制砂细集料，并保证选用的粗、细集料性能均能满足相关规范要求。

1.2 沥青

所采用的沥青为BCR型改性乳化沥青，经试验检测，达到了微表处聚合物组分的性能指标[3]。

1.3 级配

根据现场实测数据和设计配比，给出了五种不同配比设计方案（图1）。其中级配1~4，需对筛孔2.36 mm和0.075 mm进行通过率调节，例如级配1、级配2采用设节胶粉比例的方案；级配3、级配4采用调节集料粗细度的方案；级配5严格按设计级配。

图1 5种配比设计结果

2 微表处沥青混合料稠度影响因素研究

2.1 试验设置

以含水量、油石比和级配作为可变参数，在试验中，采用单一变量来控制各因素对沥青混合料的稠度的作用。测试的参数设定见表1。

表1 试验变量设置

1）试验过程中，保持含水量、油石化、级配3个变量中2个变量不变的情况下，另1个变量变化下混合料稠度的变化；2）严格按照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行试验；3）分析各变量指标的影响显著性大小，以此论证最大影响因素。

2.2 水的影响

含水量不同的5种级配沥青混合料的稠度变化如图2~6所示。

由图2~6可得：1）改变油石比指标，在含水量增大变化条件下，不同级配的微表处沥青聚合物其稠度表现为同比逐步增大发展；同级配下，随含水量增大，级配5的沥青混合料稠度逐渐增大；2）含水量为16.3%、油石比为8.2%的混合料稠度达到2.1，而含水量为8.3%时混合料稠度为0；3）含水量的变化对沥青微表处混合料的稠度指标值影响显著。

图2 级配1下含水量变化对稠度的影响

图3 级配2下含水量变化对稠度的影响

图4 级配3下含水量变化对稠度的影响

图5 级配4下含水量变化对稠度的影响

图6 级配5下含水量变化对稠度的影响

2.3 油石比及级配的影响

含水量指标设定为12.30%、16.30%，试验分析油石比变化对不同级配微表处沥青聚合物稠度的影响情况，其结果如图7、图8。

由图7、图8可得：1）在含水量相同条件下，油石比不同，沥青混合料稠度也不同。随油石比增大，沥青混合料稠度也逐渐增大；但含水量相同下，油石比变化，不同级配稠度有所不同；2）根据图2~6可得，当含水量

图7 12.3%含水量时不同油石比下不同级配沥青混合料的稠度

图8 16.3%含水量时不同油石比下不同级配沥青混合料的稠度

2.4 各变量的显著性分析

综上所分析的内容，微表处聚合物含水量、油石比、级配三个指标增大，其稠度呈现为逐渐增大趋势。为进为8.3%时，沥青混合料稠度为0，且不受油石比、级配的变化影响，含水量对沥青混合料稠度的影响很明显；3）设定含水量、油石比两指标不变，集料级配不同、微表处聚合物稠度出现差异，稠度指标最大值为级配2、稠度指标中值为级配5；级配3、级配4需要调整0.075mm筛孔通过率，两种级配下粗细度不同，从而影响了混合料的稠度；4）级配2的和易性最好，结合此项目工况，级配5为最佳方案。一步研究混合料稠度的影响要因，对三个因素进行正交试验，并分析对混合料稠度影响程度[4]。分析三个因素对混合料稠度的影响，结果如表2所示。

表2 不同含水量、油石比、级配下沥青混合料稠度正交试验结果

续表2 不同含水量、油石比、级配下沥青混合料稠度正交试验结果

由表2可得：1）级配、油石比、含水量三个指标对微表处聚合物稠度的影响程度表现为：级配﹥油石比﹥含水量；2）2、5组微表处聚合物稠度于试验仪器的上限之内，均﹤7.0；3）试验证明稠度越大，聚合物的流动性更好，但混合料含水量过多，影响施工的整体质量；4）从施工操作要求的角度考虑，采用含水量为10.3%、油石比为6.4%、级配为2时最利于施工。

3 工程应用验证

分析该项目路面微表处施工中沥青混合料的相关数据，并对混合料稠度进行现场、室内抽提试验[5-7]。对5个标段的微表处沥青聚合物进行稠度室内抽提试验，试验结论数据如表3所示。

表3 不同标段微表处沥青混合料含水量及油石比预判值及室内实测值

由表3可得：1）M2-M1的值较小，均低于2%，室内含水量与预判含水量相近；2）油石比的实测值与预判值误差在0.2%内；3）根据微表处沥青混合料的稠度预判值可行。

4 结论

综上所述，分析路面工程微表处沥青混合料稠度影响因素，结论如下：

（1）含水量、油石比、级配对微表处沥青混合料稠度与有着重要影响。

（2）随含水量、油石比的增大，保持单一变量条件下，沥青混合料稠度也逐渐增大，但稠度增大率不同。

（3）随级配逐渐变粗，沥青混合料稠度也逐渐增大[8]。

（4）3个影响因素中含水量对沥青混合料稠度影响最大，油石比影响次之，级配影响最小。当含水量为8.3%时，混合料稠度不受油石比与级配影响，稠度为0；在施工中含水量并非越大越好，须结合施工设计确定[9]。

（5）结合微表处沥青混合料稠度曲线，对混合料的含水量、油石比进行预判。