楊權(quán)

摘要： 針對AC-13瀝青混合料粗集料，研究了在不同組合比例下集料的均勻度。利用軟件分析了均勻度與各檔料含量之間的關(guān)系，并分析了各檔料對集料離析的影響。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料;粗集料;離析;級配關(guān)系

瀝青混合料離析直接影響路面的性能，是造成路面局部損壞的誘因之一，近年來各國專家對瀝青路面的離析問題越來越重視，并開展了相關(guān)的研究。但是這些研究都是針對已經(jīng)建成的瀝青路面，通過視覺法、鉆芯法、核子密度儀法等，對瀝青混合料的物理力學(xué)指標(biāo)進行研究，進而得到相應(yīng)的離析評價指標(biāo)和方法。這些關(guān)于離析的評價方法和指標(biāo)均無明確的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在混合料設(shè)計過程中對離析的控制更沒有明確的限制和有效的手段。筆者通過對粗集料在振動條件下均勻度的研究，得出了粗集料離析程度與級配之間的關(guān)系。

1 均勻度

1.1 粒度均勻性評價方法

假如顆粒群是由單一粒徑的顆粒組成，其顆粒組成是粒度均勻的，而實際應(yīng)用工程中，任意顆粒群都是由多種不同大小的顆粒組成的，并分布在一定的顆粒群寬度中，其顆粒均勻性相應(yīng)降低，粒度分布越寬均勻性越差。因此把顆粒群粒度均勻程度稱為顆粒均勻性。顆粒的均勻性直接影響混合料的填充特性和離析。

1.2 顆粒群均勻度的計算

現(xiàn)有一種顆粒級配，假定顆粒為球狀，其粒度分布由n組粒徑組成，某種粒徑占總質(zhì)量的百分比為Wi，相應(yīng)的顆粒個數(shù)的百分比為Ni。用顆粒群個數(shù)百分比與質(zhì)量百分比的比值來表述顆粒的均勻性，并用式（1）表示：

式中：UP為顆粒群均勻度;dan為顆粒個數(shù)平均粒徑，按式（2）計算; dam為顆粒質(zhì)量平均粒徑，用式（3）計算：

將上述兩式分別代入式（1）可得到以個數(shù)為基準(zhǔn)計算顆粒群均勻度的公式如下：

式中各參量含義均同前。

由式（4）和式（5）可以得到，當(dāng)顆粒為單一粒徑時，即di為常數(shù)，則顆粒均勻度為100%。因此顆?；旌狭暇鶆蚨鹊娜≈捣秶鸀?

1.3 試驗方案與方法

按照表1中的比例進行全排列組合配制集料并將混合料裝入特制的容器中，放置在振動臺上，在規(guī)定振動頻率、振幅及振動時間條件下進行加壓振動試驗。將容器頂部加上適當(dāng)壓力是為了防止集料振動幅度過大跳出容器。振動完成后，將容器按高度三等分，分別對1/3高度的混合料重新進行篩分試驗并計算出混合料均勻度，將上層集料與下層集料混合級配均勻度進行比較，均勻度相差程度作為評價離析嚴(yán)重程度的評價指標(biāo)。

2 均勻度UP與各檔料含量的關(guān)系

對2.36～4.75，4.75～9.5，9.5～13.2，13.2～16mm 4檔料各自用量與均勻度UP的關(guān)系進行單因素分析，可以一定程度上把握上述4 檔料對均勻度UP的影響大小。觀察計算數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，某一檔料相同的百分含量可能有不同的級配差異值，針對這種情況，先將這檔料同一百分含量下的級配差異取平均值，然后再進行下一步分析，分析結(jié)果如圖1～4 所示。

（1）由圖1可知，13.2～16mm顆粒含量與均勻度UP的二次相關(guān)性達到0.425;UP隨著顆粒含量的增大呈先減小后增大的趨勢，當(dāng)顆粒含量達到30%時，UP達到最小。且13.2～16mm顆粒含量在22%～45%之間時，均勻度UP相對穩(wěn)定。

（2）由圖2可知，9.5～13.2mm顆粒含量與均勻度UP的二次相關(guān)性達到0.464;UP隨著顆粒含量的增大呈先減小后增大的趨勢，當(dāng)顆粒含量達到30%時，UP達到最小。且9.5～13.2mm顆粒含量在15%～42%之間時，均勻度UP較為穩(wěn)定。

（3）由圖3可知，4.75～9.5mm顆粒含量與均勻度UP的二次相關(guān)性達到0.643;UP隨著顆粒含量的增大呈先減小后增大的趨勢，當(dāng)顆粒含量達到50%時，UP達到最小。且4.75～9.5mm顆粒含量超過20%后， 均勻度UP變化較小。

（4）由圖4可知，2.36～4.75mm顆粒含量與均勻度UP的二次相關(guān)性達到0.993;UP隨著顆粒含量的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，當(dāng)顆粒含量達到25%時，UP達到最小。且2.36～4.75mm顆粒含量超過17%后，均勻度UP幾乎不再變化。

4檔料顆粒含量與均勻度UP均呈現(xiàn)二次相關(guān)性，回歸曲線的走勢相同，即隨著顆粒含量的增大，UP值先減小而后增大，說明各檔料的含量對UP的影響呈現(xiàn)一致性;從相關(guān)系數(shù)R2可以看出，對集料均勻度UP影響最大的是2.36～4.75mm顆粒，最小的是13.2～16mm顆粒，因此在設(shè)計集料級配時，為了保證集料具有較好的均勻度必須嚴(yán)格控制2. 36～4.75mm顆粒含量。

3 結(jié)論

主要研究了粗集料均勻度，對其與各檔料含量分別進行了相關(guān)性分析;可以得到以下結(jié)論：

（1）隨著集料種類的增多，其均勻度逐漸下降，說明了粒度分布越寬均勻性越差;2.36～4.75mm檔料對集料的均勻度影響最大。

（2）基于分析可知：4檔料與均勻度UP均呈現(xiàn)二次相關(guān)性，回歸曲線的走勢相同，即隨著顆粒含量的增大，UP值先減小而后增大，說明各檔料的含量對UP的影響呈現(xiàn)一致性;對集料均勻度UP影響最大的是2.36～4.75mm顆粒含量，最小的是13.2～16mm顆粒含量，因此在設(shè)計集料級配時，為了保證集料具有較好的均勻度必須嚴(yán)格控制2.36～ 4.75mm顆粒用量。

參考文獻

[1]胡貴華，AC-13、AC-20瀝青混合料骨架密實級配范圍研究[D].長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

[2]沈金安，關(guān)于瀝青混合料的均勻性和離析問題[J].公路交通科技，2001（6）.

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