摘 要：本文在研究中以高性能瀝青混合料為核心，明確高性能瀝青混合料組合結(jié)構(gòu)，分析高性能瀝青混合料路用性能，提出合理有效的應(yīng)用途徑，發(fā)揮出瀝青混合料的作用，并為相關(guān)研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關(guān)鍵詞：高性能；瀝青混合料；路用性能；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U414.75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）33-0208-01

在我國國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展中，交通流量迅速提升，使得現(xiàn)代交通呈現(xiàn)出軸載加重、渠化交通等特征，這是我國鞏公路運(yùn)輸未來發(fā)展的主要趨勢(shì)，并對(duì)公路路面質(zhì)量和行車舒適性提出更高的要求。針對(duì)當(dāng)前而言，我國公路路面施工多采用密級(jí)配瀝青混凝土AC，這種瀝青混合料早期損壞抵抗能力、高溫車轍能力不高，而且表面較為光滑，在高速行車的情況下，會(huì)發(fā)生“漂滑”現(xiàn)象，形成交通安全隱患。對(duì)此，各級(jí)公路部門積極探索高性能瀝青混合料，保證各項(xiàng)用路性能，保證保溫穩(wěn)定性與抗滑性能，消除公路交通安全隱患，提高行車安全性和舒適性。在這樣的環(huán)境背景下，探究高性能瀝青混合料的路用性能與應(yīng)用分析具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 高性能瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)

1.1 懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)

連續(xù)性密級(jí)配礦質(zhì)和瀝青組合，即為密級(jí)配瀝青混凝土，根據(jù)粒子干涉理論，防止次級(jí)集料影響前級(jí)密排，各級(jí)集料都要隔開，懸浮在次級(jí)集料和瀝青膠漿，形成懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)粘聚力較大，摩阻力低，使得溫穩(wěn)定性弱。

1.2 骨架空隙結(jié)構(gòu)

連續(xù)性開級(jí)礦質(zhì)成分和瀝青組合，形成礦質(zhì)混合料，這種結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致該混合料遞減系數(shù)大，成分中的粗集料占比大，細(xì)集料成分可以忽略不計(jì)，由粗集料相靠攏構(gòu)建骨架，由于成分中細(xì)集料過小，粗集料間縫隙較大，形成骨架孔隙結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中，摩阻力較大，但粘聚力小。

1.3 密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)

間斷性密級(jí)礦質(zhì)成分和瀝青組合，屬于高性能瀝青混合料，沒有中間尺寸粒徑，由大量的粗集料組合成空間骨架，由適量的細(xì)集料填補(bǔ)孔隙，形成密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，這一結(jié)構(gòu)形成的瀝青混合料無論是粘聚力還是摩阻力都強(qiáng)。

對(duì)比以上三種結(jié)構(gòu)的高性能瀝青混合料，公路工程中大多應(yīng)用密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，無論是性能還是經(jīng)濟(jì)效益，密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)的高性能瀝青混合料具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。

2 高性能瀝青混合料的路用性能

對(duì)瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)，對(duì)比AC-16I級(jí)配瀝青混合料和高性能瀝青混合料，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，當(dāng)前大多數(shù)公路工程中應(yīng)用密級(jí)配瀝青混凝土（AC-16I），這種瀝青混合料為密實(shí)懸浮結(jié)構(gòu)，站在力學(xué)性能的角度上看，這種瀝青混合料穩(wěn)定性高。而高性能瀝青混合料中加入適量的細(xì)集料，由于細(xì)集料膠漿比例和瀝青粘結(jié)力的減少，使得高性能瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度不及AC-16I瀝青混合料，但基本滿足工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 水穩(wěn)定性

通過對(duì)比AC、高性能瀝青混合料的空隙率，發(fā)現(xiàn)高性能瀝青混合料空隙率低于AC-16I，說明高性能瀝青混合料水穩(wěn)定性高于AC-16I，特別針對(duì)凍融劈裂強(qiáng)度比，AC-16I抗裂抗凍性能較差，這主要是因?yàn)楦咝阅転r青混合料中含有大量的粗集料，形成嵌擠結(jié)構(gòu)，一旦該瀝青混合料處于受凍收縮狀態(tài)時(shí)，粗集料形成的骨架結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)摩阻力，抵抗由于冷環(huán)境造成的內(nèi)部收縮應(yīng)力，保證瀝青混合料應(yīng)用中的凍融穩(wěn)定性。

2.2 高溫穩(wěn)定性

通過對(duì)比AC、高性能瀝青混合料的礦料間隙率，發(fā)現(xiàn)高性能瀝青混合料料間空隙率高于AC-16I，說明高性能瀝青混合料高溫穩(wěn)定性較高。針對(duì)高性能瀝青混合料而言，其高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力主要取決于集料級(jí)配、瀝青性能這兩方面因素，特別是在夏季，由于高溫天氣會(huì)使得瀝青膠漿變軟，車輛行駛后會(huì)在路面出現(xiàn)車轍，高性能瀝青混合料中含有大量的粗集料，依靠級(jí)配骨架的承載力，粗集料間形成嵌擠鎖結(jié)，通過空間骨架結(jié)構(gòu)的提高內(nèi)部摩阻力，在行車載荷下，具有極強(qiáng)車轍變形抵抗能力，即為高溫穩(wěn)定性高。

2.3 低溫抗裂性

高性能瀝青混合料具有極強(qiáng)的低溫抗裂性，本文選擇切口小梁能量法進(jìn)行AC-16I和高性能瀝青混合料0℃彎曲應(yīng)變能對(duì)比，實(shí)驗(yàn)測(cè)得AC-16I0℃彎曲應(yīng)變能為0.06kJ/m3，而高性能瀝青混合料則是0.04kJ/m3，說明密級(jí)配瀝青混凝土比高性能瀝青混合料的低溫抗裂性能好。原因是受高性能瀝青混合料的結(jié)構(gòu)影響，由于集料粗化現(xiàn)象，使得高性能瀝青混合料低溫勁度大，弱化其低溫抗裂性，但二者差距不大。

3 高性能瀝青混合料應(yīng)用分析

3.1 配合比設(shè)計(jì)

美國學(xué)者提出級(jí)配曲線圖，將篩孔直徑n次冪當(dāng)做橫坐標(biāo)，而集料累計(jì)通過率當(dāng)做縱坐標(biāo)，構(gòu)建立級(jí)配曲線圖，確定礦料空隙率、油石比、馬歇爾穩(wěn)定度、流值等相關(guān)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)n為0.435時(shí)，空隙率最小，即獲得最大的密實(shí)度。對(duì)此，可以將0.35、0.40、0.45、0.50、0.55帶入到n中，獲得n為0.435時(shí)，高性能混合料密實(shí)度最大。

3.2 性能標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)

將高性能瀝青混合料應(yīng)用到某公路中，該實(shí)驗(yàn)路段為包含三層瀝青層，本研究中測(cè)得實(shí)驗(yàn)路段性能指標(biāo)，相比于發(fā)達(dá)國家公路戰(zhàn)略計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)而言，發(fā)現(xiàn)高性能瀝青混合料各項(xiàng)路用性能符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 使用效果

截止到2018年，該試驗(yàn)路段已經(jīng)通車3年多，每天要承載超過5萬輛大小型車，在重載交通不斷碾壓下，在2018年4月份，觀測(cè)結(jié)果為路面平整堅(jiān)實(shí)，沒有任何車轍?？梢则?yàn)證，高性能瀝青混合料的應(yīng)用效益較高，值得被廣泛推廣。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文分析高性能瀝青混合料結(jié)構(gòu)為密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，通過和AC-16I性能對(duì)比，得到高性能瀝青混合料具有極強(qiáng)的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，低溫抗裂性略低，但和AC-16I差距不大，并在實(shí)際應(yīng)用中，無論是在性能標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)還是實(shí)際觀測(cè)上，都具有較強(qiáng)的路用性能。

參考文獻(xiàn)

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[2]谷永革.高性能瀝青及瀝青混合料在津薊高速公路應(yīng)用的研究[D].東南大學(xué)，2016.

收稿日期：2018-10-9