浅论沥青沥青混合料密度与压实度学术

论文导读：
摘要：简要介绍了沥青混合料的最大理论相对密度与压实度对沥青路面质量评价的影响，文中列举了若干工程实例，说明实际工程中的压实度标准可以高于规范的规定值。
关键词：沥青混合料 密度 压实度
一、前言
高速公路的沥青路面需要满足大量交通高速、安全、舒适地通行，因此，所用的沥青路面必须具有良好的抗滑性能、优良的平整度。为了提高沥青路面的使用性能，首先应从原材料和混合料的级配上加以选择，再进行沥青混合料配合比的设计与优化，而在配合比的设计中，确定沥青混合料最大理论相对密度尤为关键。

二、沥青混合料密度

1.最大理论相对密度的确定

沥青混合料的最大理论相对密度是指没有孔隙的或没有空气的理想沥青混合料的密度，它是确定沥青混合料空隙率的依据，也是确定沥青混凝土现场压实度（以空隙率表示）的依据。目前有2种方法用于确定沥青混合料的最大密度：一是真空法；二是溶剂法。最常用的是第一种方法。
矿料经过烘干与热沥青一起在少于1min时间里拌成混合料。因此在沥青混合料中集料可能处于两种极端状态，一种是沥青不能溶入矿料颗粒的开口孔隙中，则矿料以其毛体积出现在沥青混合料中，这种情况下，计算沥青混合料毛体积密度。一种是矿料颗粒的开口孔隙全部被沥青充满，则矿料颗粒带着被其吸收的沥青在混合料中占有体积，也就是矿料以其体积（即扣除开口孔隙的体积）出现在沥青混合料中，这种情况下，计算沥青混合料的最大密度时，应该采用矿料颗粒的表观相对密度。而实际上，混合料中的集料常处于一种中间状态，即吸收了部分沥青，或沥青进入部分开口空隙中。在不同情况下，沥青占有多少开口孔隙是个难以解答的问题。
《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004规定，在计算沥青矿料混合料的最大密度时，对非改性的普通沥青混合料，在成型马歇尔试件的同时，用真空法实测各组沥青混合料的最大理论相对密度。当只对其中一组油石比测定最大理论相对密度时，可按式（1-1）或（1-2）计算其他不同油石比（沥青用量）的最大理论相对密度；对该改性沥青或A混合料宜按式（1-1）或（1-2）计算各个不同沥青用量混合料的最大理论相对密度。
γti—相对于计算沥青用量Pbi时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲
Pai—所计算的沥青混合料中的油石比 %
Pbi—所计算的沥青混合料的沥青用量 %
Psi—所计算的沥青混合料的矿料含量 %
γse—矿料的有效相对密度，无量纲
γb—沥青的相对密度（25℃/25℃）

2.实例说明（以树徐高速公路AC-25为例）

2.1基本数据

2.1.1沥青混凝土的配合比（沥青用量以油石比表示），粗集料：石屑：砂：矿粉：沥青=65.0：2

3.0：10：2：4.9。

2.

1.2各种材料的实测相对密度，见表1。

2.

1.3按真空法测定的沥青混合料的最大相对密度为2.518。

2.

1.4压实沥青混凝土（马歇尔试件）的毛体积相对密度为2.419。

2.2计算

2.1按基本数据计算所得的沥青混凝土试件的空隙率为3.93%。

2.2.2粗集料和细集料的毛体积相对密度与表观相对密度的平均值分别为2.6288 和2.7261。

2.3沥青混凝土的最大相对密度：

γti=

2.5197

由此可见，计算所得的最大相对密度仅比实测最大相对密度大0.0017，相当于大0.068%。

2.4沥青混凝土试件的空隙率：

VV=1-

2.419/5197=

3.99%

计算所得的空隙率99%仅较前述93%大0.06%。 上述最大相对密度之差0.0017和空隙率之差0.06%，实际上都位于最大相对密度的平行试验误差范围内。
如直接用矿料的表观相对密度计算，则沥青混凝土的最大相对密度是2.5534，沥青混凝土试件的空隙率是5.27% ，比最大相对密度实测结果大0.0354，相应的试件空隙率为5.27%较3.93%大

1.34%。

三、沥青混凝土面层压实标准的讨论

我国新建的高速公路，不少由于沥青面层的压实度不足、空隙率较大，导致雨后沥青面层产生各种早期水损坏。现行的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004），对沥青面层压实度的要求似乎是偏低的。
为了提高沥青面层的使用性能，减少沥青面层可能产生的早期损坏现象，需要提高沥青混凝土面层的压实度标准。
如按现场沥青混凝土的空隙率不大于7%考虑，如沥青混凝土马歇尔试件的空隙率为5%，则现场沥青混凝土的压实度应大于97.6%。如按压实度96%考虑，则满足压实后空隙体积率不大于7%的沥青混凝土，马歇尔试验的空隙率不大于3.5%。换句话说，为达到现场压实后沥青混凝土的空隙率不大于7%，沥青混凝土的最小压实度应随混合料马歇尔试验的空隙体积率增大而增加。对于不同的沥青混合料，不应采用相同的压实度要求。

1.提高沥青混凝土压实度要求的必要性

在高速公路沥青路面施工过程中，沥青混凝土压实度是一项非常重要的技术指标。沥青混凝土的压实度偏小，容易产生较大的车辙。
沥青混凝土的压实度对其稳定度有很大影响。从大量试验数据分析可知，压实度为96%，稳定度约降低50%。压实度为95%时，稳定度只有原来的41%。在行车荷载作用下，特别是重车荷载作用下，稳定度小的沥青混凝土很容易产生剪切形变，轮迹带的沥青混凝土向两侧挤去和鼓起，剪切形变与压密形变相结合，形成较严重的车辙。沥青混凝土的压实度愈小，可能产生的车辙愈严重。因此应尽可能提高沥青混凝土的压实度。

2. 提高压实度要求的可行性

在我国沥青面层通常铺筑在强度高和承载能力大的半刚性材料层上。后者为碾压沥青混合料层提供了一个很好的下承层，使沥青混合料较易达到高的压实度。
当前高等级公路的路面施工，通常采用能量较大的光面钢轮压路机、振动压路机和轮胎压路机。只要在规定的温度范围内，保持必要的碾压遍数也较易达到高压实度。
不同源于：毕业设计论文格式www.7ctime.com
施工工地的实践证明，高速公路和一级公路的沥青面层的压实度容易达到规定论文导读：压（碾压数遍后到后面停顿休息）的情况下，用路面钻机取现场钻件检测沥青混凝土底面层的压实度。连续19d的检测结果，每天8～10个钻件压实度的平均值为96.3～97.3%，其压实度95%概率的下置信限为96.1～96.7%。全部达到规定要求。又如另一高速公路某合同段，某碾压设备还次于上述合同段，但碾压遍数较多，取钻件检测底面层压实度的结
的要求，由于施工技术规范只要求沥青混凝土的压实度为96%，但这并不等于说只能达到96%的压实度。下面列举一些工程实例加以说明。
某高速公路一个合同段，在压路机停停压压（碾压数遍后到后面停顿休息）的情况下，用路面钻机取现场钻件检测沥青混凝土底面层的压实度。连续19d的检测结果， 每天8～10个钻件压实度的平均值为9

6.3～97.3%，其压实度95%概率的下置信限为91～97%。全部达到规定要求。

又如另一高速公路某合同段，某碾压设备还次于上述合同段，但碾压遍数较多，取钻件检测底面层压实度的结果，连续一个星期，每天6个钻件压实度的平均值为98.1～98.7%，压实度95%概率的下置信限为97.5～98.1%（使用蜡封法测量钻件的体积）。
上述沥青面层压实度的检测结果表明，把沥青混凝土面层的压实度提高到97%是完全可能的。
四、小结
对于高等级公路面层，无论是一层，还是三层，所采用的沥青混合料都应该是密实的。切实做好沥青混合料的配合比设计与优化工作，对于提高沥青路面的使用性能，无疑是有益的。确定混合料的最大密度与压实度标准对于真实反映沥青混合料的各项技术指标的数值是重要的，它们直接反映沥青混合料是否满足规范要求。
参考文献
JTJ 052-2000 ，公路工程沥青及沥青混合料试验规程.
TG F40-2004 ，公路沥青路面施工技术规范.
[3]沙庆林，高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.