集料针片状对沥青混合料抗重载性能的影响

某区的气候分区为1-1、1-2型，根据其气候、交通等环境条件，参照该区高等级公路应用效果较好的沥青混合料级配为AC-16、AC-20、AC-25三类。混合料级配设计为4种级配类型，其中A型级配-根据沙庆林院士提出的SAC级配的思路得到，粗集料多，提高集料之间的嵌挤能力;最细的集料多，是为了保证沥青混合料合适的矿料间隙率、空隙率、粉胶比和沥青膜厚度，保证沥青混合料有足够的耐久性，该类级配在该区中部高低温兼顾地区应用的较多。B型级配-根据AK型级配的思想，使沥青混合料既具有良好的抗车辙能力，又使沥青混凝土表面具有良好的抗滑能力，该类级配在该区高温重载地区应用较多。C型级配主要从2.36~4.75mm档集料对沥青混合料体积指标的影响考虑，该档集料累计筛余百分率较大，相应的VMA就较大，为保证沥青路面具有合适的空隙率增加沥青用量，这种级配类型应用于该区夏季凉爽、冬季寒冷多雨的气候区，主要目的是提高抵抗低温开裂和水损害的能力。D型级配是一般的悬浮密实型连续级配，这类沥青混合料密实性较好，但热稳定性较差，在该区均有应用。以上4种类型级配具体每种混合料设计级配形式如表1所示。

根据不同混合料性质，得到不同类型混合料需原材料情况如表2所示。

在以上原材料基础上，按照《公路沥青路面施工技术规范》附录B及经验得到不同类型沥青混合料满足表1中试验级配的各档原材料的掺量。

以上原材料按设计配比按T0703-2011法成型车辙试件，按T0719-2011法进行车辙试验。得到各类沥青混合料在各档粗集料针、片状掺量分别为3%、6%、9%、12%、15%、18%时的动稳定度如表3所示，3种混合料类型在粗集料不同针、片状时动稳定度的分析图如图1~图3所示。

从图1~图3可看出，随着针片状含量的提高，三种类型4种级配沥青混合料动稳定度均呈下降趋势。即随着针片状含量的增加，沥青混合料的抗重载能力在下降。其中可以看出，在针片状含量小时，随着针片状含量的增加，混合料的动稳定度下降较慢;当针片状含量＞12%时，针片状含量的增加导致动稳定度下降较快。

根据试验结果，采用概率统计学可靠度理论，不同混合料的四种级配的动稳定度试验结果服从正态分布。现以5%作为显著水平，计算在三种沥青混合料不同针片状掺量条件下，沥青混合料动稳定度95%的置信下区间值，具体结果见表4，其柱状分析图如图4所示。

从图4看到，5%显著水平条件下，针片状含量的置信下区间值随着掺量的提高而降低，3%的针片状含量下该值最高为2800次/mm，说明在现有常用级配类型条件下，3%针片状含量下沥青混合料动稳定度95%的可能性大于2800次/mm[2]，对于AC-16型改性沥青混合料与AC-20型改性沥青混合料为了满足该区内改性沥青混合料动稳定度大于2400次/mm的要求，根据置信区间计算结果，建议中上面层用沥青混合料针片状含量控制在9%以内。对于AC-25型普通沥青混合料，为了满足自治区内普通沥青混合料动稳定度大于800次/mm的要求，根据置信区间计算结果，建议下面层用沥青混合料针片状含量控制在12%以内。