采用SSC分析沥青稳定碎石级配组成与高温稳定性的关系

谢晓刚，曾光勇

（林同棪国际工程咨询（中国）有限公司，重庆市 401120）

0 前言

我国对于半刚性基层的沥青路面，有完整的设计、施工方法，在这方面的研究也比较深入，但对于在国外已得到广泛应用的柔性基层（尤其是沥青稳定碎石基层ATB（Asphalt Treated Base））沥青路面涉足较浅。本文采用骨架接触度SSC（stone-on-stone contact）来评价ATB30混合料粗集料之间相互接触的密实程度，从而分析集料骨架结构与高温稳定性之间的具体关系。

1 理论分析

骨架接触度 SSC（Stone-on-Stone Contact）是指沥青混合料中粗集料之间相互接触的密实程度，用压实成型的混合料中粗集料毛体积相对密度与粗集料干捣密度之比来表征。由骨架接触度SSC的定义可知，它的计算公式为：

式中：SSC——骨架接触度；

ρ——粗集料干捣密度；

ρcm——混合料中粗集料密度；

ρmb——混合料毛体积相对密度；

ρw——水的相对密度；

ρa——油石比；

ρca——粗集料（4.75 mm以上）占矿料的百分数。

从骨架接触度SSC的计算公式可以推断，要提高SSC值，就需降低粗集料干捣密度和油石比，或增大混合料毛体积相对密度、粗集料（4.75 mm以上）占矿料的含量。从理论上分析：同一批原材料，按标准试验方法，即使是不同的级配组成，试验结果的粗集料干捣密度、混合料毛体积相对密度和最佳油石比变化都会很小，而粗集料（4.75 mm以上）含量百分数变化幅度可根据试验要求调整幅度会较大，因此，粗集料占矿料的含量是SSC值最重要的影响因素。

2 级配组成

本次研究ATB30采用七种不同的级配类型，编号分别为1#～7#，级配设计时采用逐级回配的方法以中值为目标级配，具体级配见图1。

图1 七种不同级配曲线

3 试验及结果

ATB30配合比设计均采用大型马歇尔（尺寸：φ152.4 mm×95.3 mm）组成进行设计，并确定七种不同级配的最佳油石比，见表1。车辙试件按尺寸300 mm×300 mm×100 mm制成，在60℃下进行车辙试验，并得到七种不同级配的动稳定度，见表1。通过试验结果计算各种级配的SSC值，并对骨架接触度与动稳定度关系的回归分析，见图2，可以发现，二次抛物线y=-2.3869x2+477.52x–20554拟合骨架接触度和动稳定度关系时，复相关系数R=0.9302，判断系数R2=0.8653。可见，骨架接触度x与动稳定度y之间具有较好的相关性。

表1 1#～7#级配试验结果

图2 骨架接触度与动稳定度关系

从表1试验结果看，除粗集料（4.75 mm以上）占矿料的百分数ρca变化较大外，其他几个因素变化非常小，说明粗集料（4.75 mm以上）占矿料的百分数是影响骨架接触度的最主要因素。试验结果还表明，在骨架接触度SSC≤100%范围内，随着SSC的增大，最佳油石比减小，而动稳定度逐渐增大，说明在此区间增大粗集料用量，沥青用量减少，有利于骨架形成，对高温稳定性也十分有利；但当骨架接触度SSC>100%后，随着SSC的增大，最佳油石比增大，动稳定度逐渐减小，说明在此区间增大粗集料用量，沥青用量增加，也不利于高温稳定性；在SSC=100%左右，动稳定度达到最大值。

4 结语

骨架接触度与沥青稳定碎石基层高温稳定性之间具有较好的相关性，但并不是骨架接触度SSC越大，路用性能就越好。在沥青稳定碎石基层配合比设计时，兼顾其他路用性能条件下，提高粗集料（4.75 mm以上）占矿料的含量，宜优先选用SSC=100%左右的级配类型。

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