分析防滑降噪沥青路面配合比设计及其耐久性

陈爱华

【摘要】防滑降噪沥青路面兴起于上个世纪70年代，80年代引入我国，又称为大空隙开级配排水式沥青磨耗层，属于路面新型材料。其所具有的防滑、降噪、防水及防水雾等特性受到了世界各国的广泛关注。与普通沥青混合料相比，防滑降噪沥青混合料具有大空隙骨架及粗集料比例大的特点，因此防滑降噪沥青路面对原材料、高温稳定性、水稳性以及力学性能有更高的要求。本文重点分析了防滑降噪沥青路面配合比设计及其耐久性。

【关键词】防滑降噪；沥青路面配合比；耐久性

Analysis of Mix Proportion Design and Durability of Anti - skid Noise Reduction Asphalt Pavement

Chen Ai-hua

（Laiwu City Highway Administration BureauLaiwuShandong271100）

【Abstract】Anti-skid noise reduction Asphalt pavement rise in the last century 70's， 80's introduction of China， also known as large gap open with drainage type asphalt wear layer， belonging to the road of new materials. It has the anti-skid， noise reduction， waterproof and waterproof mist and other characteristics by the world's attention. Compared with ordinary asphalt mixture， anti-skid noise reduction asphalt mixture with large gap skeleton and coarse aggregate ratio of large features， so anti-skid noise reduction Asphalt pavement on raw materials， high temperature stability， water stability and mechanical properties are higher The request. This paper focuses on the design and durability of anti - skid noise reduction asphalt pavement.

【Key words】Anti - skid noise reduction；Asphalt pavement ratio；Durability

1. 前言

（1）混合料配合比的設计包括矿料级配类型和沥青用量的确定。配合比设计的目的是把集料和粘结材料合理的组合在一起，形成路面结构的一部分，良好设计的沥青混合料可以在预期的荷载及环境下使用多年。相关研究显示：沥青的类型以及最佳沥青用量对防滑降噪沥青混合料的成功起着关键的作用，沥青的用量决定了集料表面的沥青膜的厚度，过小的厚度将严重影响沥青的耐久性，而过大的厚度又影响集料的嵌挤作用，造成强度降低。同时，空隙率也是决定防滑降噪沥青混合料的另一个关键因素，对于防滑降噪路面，空隙率是决定路面的防滑性能，降噪性能以及排水性能的重要技术指标。对于防滑降噪沥青混合料配合比的设计，选取适当的指标和适合的技术标准，以及恰当的评价方法是十分有必要的。

（2）沥青混合料的空隙是由封闭空隙、半连通空隙和连通空隙组成，统称为全空隙，从防滑降噪沥青路面的排水性能来分析，空隙可以分为有效空隙和无效空隙，有效空隙是由半连通空隙和连通空隙两部分组成，防滑降噪沥青路面排水主要依靠能通过水流的连通空隙，半连通空隙中的水是相对停滞，在路面干燥的时候也能排出。而无效空隙是指封闭空隙，封闭空隙无法把水排出。测定沥青混合料密度试验方法有四种，分别是表干法、水中重法、蜡封法和体积法。表干法适用于测定吸水率不大于的各种沥青混合料试件的毛体积相对密度或毛体积密度水中重法则适用于测定几乎不吸水的密实型的沥青混合料的表观相对密度和表观密度蜡封法适用于吸水率稍大于的沥青混凝土或沥青碎石混合料试件的毛体积相对密度或毛体积密度体积法适用于不能用表干法、水中重法和蜡封法测定的空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料。

（3）本文排水路面混合料的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法进行，并以空隙率作为配合比设计主要指标。排水路面混合料配合比设计步骤为：确定目标空隙率；初试级配的确定；初试沥青用量计算；满足目标空隙率级配的确定及初试沥青用量的确定；确定最佳沥青用量；混合料性能检验。

2. 目标空隙率的确定

为保证路面的排水性能和降低噪音效果，现今排水路面的目标空隙率普遍设定为15%～25%，这次的目标空隙率设为16%和18%。

3. 初试级配的确定

根据2.36筛孔通过率，配出三组不同的级配。选择的初试级配必须符合表排水路面-13的要求。根据已施工建成的咸阳机场高速排水路面的经验，9.55mm通过率小于60%也可。选择初试级配的目的是在初试沥青用量，确定满足目标空隙率的合理级配。

4. 初试沥青用量的计算

初试沥青用量是根据矿料表面吸附沥青膜厚度确定的。影响级配矿料表面积的主要因素是级配中细料含量，所有粒径大于4.75mm筛孔的粗料对集料的表面积没有大的影响。

5. 确定满足目标空隙率的矿料级配及初试沥青用量

2.36mm通过百分率是控制排水性混合料空隙率的重要因素。通过对三组不同级配击实马歇尔试件，用体积法计算出各种级配下混合料的空隙率。在确定矿料级配时，绘出2.36mm通过率与空隙率的关系曲线，调整级配到目标空隙率对应的2.36mm通过百分率，通过多个级配的对比，从而确定最终设计级配。

6. 混合料性能检验

最佳设计级配和最佳沥青用量确定以后，再进行马歇尔试验、谢伦堡析漏试验、肯特堡飞散试验、车辙试验。

7. 实验确定的矿料级配组成

实验确定的矿料级配组成如表所示（见表1）。

（1）根据确定的级配和初始沥青用量拌和制备沥青混合料，分别进行谢伦堡析漏试验和肯塔堡飞散试验，确定级配矿料的最佳沥青用量。马歇尔试验结果制备两组试件，每组4～6个，测定其马歇尔各项指标，取平均值，结果流值为4.79，稳定度为8.4，均满足要求。

（2）按5%的油石比分别进行两组试件的标准和浸水马歇尔测试以及冻融劈裂试验、浸水飞散试验，取平均值。浸水马歇尔试验残留稳定度为84.9，劈裂强度比为87.2%，飞散平均值为14.6%，均满足规范要求。按5%的油石比成型车辙板，测定其动稳定度指标，测试结果为3300次/mm，满足动稳定度满足规范不小于3000次/mm的技术要求。

（3）防滑降噪沥青混合料的配合比设计主要是解决两个方面的问题，功能性和耐久性。混合料的空隙率越大，其防滑降噪性能以及排水性能就越好，但是耐久性就较差。为了解决这一矛盾，確定沥青用量就特别关键，因为沥青用量是确定空隙率的关键设计防滑降噪沥青混合料，耐久性是需要第一位考虑，耐久性关系到路用性能的长久性。防滑降噪沥青混合料与普通的沥青混合料相比，在抗剥落等耐久性方面是不良的，同时，由于其粗集料多占比例大，级配类型是开级配，集料接触为石石接触，且空隙率大，因而高温稳定性、抗水损坏能力以及抗老化性能跟普通的混合料有差距。考虑防滑降噪沥青混合料的耐久性要从材料性质、空隙率、最佳沥青用量、级配类型等方面进行综合设计，需要对混合料的高温稳定性和抗老化等性能进行合理地评价。防滑降噪路面的由于粗集料占以上，空隙率较大，路面内部与空气和阳光接触较多，且形成的骨架内部需要排水，使路面更容易产生老化，堵塞等影响耐久性的危害。对的混合料性能比普通沥青混合料的性能要求更严格。可见，在低噪声沥青混合配合比设计中，首先须设定同时满足功能性和耐久性的空隙率，然后确定能够保证这一空隙率的粗集料级配，最后按粗集料的级配确定沥青的添加量，通过对混合料各项性能检验，只有当检验结果达到要求，此时得到的配合比才是最佳配合比，否则应修正。

8. 结论

控制0.075筛孔通过率约5%左右，2.36mm与4.5mm通过率差值宜小于10%，以便于施工过程控制。析漏与飞散试验确定最佳油石比为5%。采用马歇尔试件的体积设计方法进行，并以空隙率作为配合比设计主要指标，具有良好的设计效果。

参考文献

[1]胡曙光等，排水降噪防滑沥青路面材料的设计与施工[J]. 武汉理工大学学报. 2006（05）.

[文章编号]1619-2737（2017）05-09-606