王 娜，平景飛，王曉燕，段美棟

（1.山東高速股份有限公司，山東 濟(jì)南 250101；2.山東省交通科學(xué)研究院，高速養(yǎng)護(hù)技術(shù)行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250102）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國交通行業(yè)也隨之向國際先進(jìn)水平邁進(jìn)，交通量越大對路面的要求也越來越高，尤其是惡劣氣候、重載交通條件下因交通造成的車轍越來越受到業(yè)內(nèi)人士的重視。在道路的紅綠燈路口、港口碼頭、長陡坡路段、機(jī)場跑道、公交站點(diǎn)等地，通車短短幾個(gè)月就發(fā)生車轍病害，導(dǎo)致了大量維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的產(chǎn)生和交通不順暢。在九十年代引入國內(nèi)的半柔性路面材料再次受到業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可，它具有抗車轍性能好，兼具瀝青路面舒適性等特點(diǎn)，雖然單位造價(jià)相對略高，但由于路段較少，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少，長期效益好，故受到廣大業(yè)主的認(rèn)可。由于半柔性路面材料使用起步晚，指導(dǎo)設(shè)計(jì)參數(shù)較少，以設(shè)計(jì)空隙率和動態(tài)模量為主要研究目標(biāo)進(jìn)行研究，期望可以為半柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

1 設(shè)計(jì)空隙率

半柔性路面是將特殊配制的膠漿灌入空隙率為20%～30%的瀝青混合料母體中構(gòu)成的一種特殊路面[1]。文獻(xiàn)提到連通空隙的數(shù)量決定了母體瀝青混合料灌注膠漿效果的優(yōu)劣，若連通的空隙占據(jù)目標(biāo)空隙的大部分，則母體瀝青混合料的灌注越好，越容易得到密實(shí)的半柔性路面材料。而在實(shí)際設(shè)計(jì)中一般認(rèn)為母體瀝青混合料空隙率到達(dá)20%～30%便可達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對連通空隙率沒有具體要求，這是不正確的。

采用OGFC方法設(shè)計(jì)母體瀝青混合料，考慮到母體瀝青混合料中的空隙并非全部連通，膠漿材料無法流入封閉的空隙。因此，連通空隙的數(shù)量決定了母體瀝青混合料可灌性（施工性能）的優(yōu)劣，若連通空隙占據(jù)目標(biāo)空隙的大部分，則母體瀝青混合料的可灌性越好，越容易得到密實(shí)的半柔性路面材料。對基體灌漿量的測定，一方面用于計(jì)算水泥漿體的實(shí)際用量，用以指導(dǎo)生產(chǎn)；另一方面用于檢驗(yàn)?zāi)阁w瀝青混合料級配是否合理。本研究引入CORELOK法測試連通空隙率。

試驗(yàn)采用玄武巖和SBS改性瀝青進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，采用了兩個(gè)級配，集料通過率見表1。采用雙面各擊實(shí)50次成型馬歇爾試件，體積法測得試件空隙率和CORELOK法測得全孔隙率及連通空隙率，結(jié)果見表2。

表1 兩個(gè)級配集料篩通過率/%

表2 使用CORELOK法和體積法測得空隙率

試件1～8是2#級配，試件9～16是1#級配，使用CORELOK法測得全空隙率和連通空隙率對比發(fā)現(xiàn)，全空隙率不能全部反映真實(shí)的連通空隙率，存在一定誤差。由圖1中試件3、14與試件5可以看出，這與試件封閉空隙的大小存在直接關(guān)系，封閉空隙率小測得的需求連通空隙率較大，反之較小，雖然存在誤差，但基本滿足設(shè)計(jì)需求。在條件不能實(shí)現(xiàn)CORELOK法測空隙率時(shí)，體積法亦可，體積法測得的空隙率和CORELOK法測得的全空隙率趨勢基本一致，但是不建議使用。

圖1 使用CORELOK法和體積法測得空隙率對比

從圖1和后期的灌注效果來看，連通空隙率大于15%基本滿足設(shè)計(jì)需求，CORELOK法測得全空隙率大于17%基本滿足設(shè)計(jì)需求，而使用體積法，空隙率大于25%才能滿足設(shè)計(jì)需求。

2 2PT動態(tài)模量試驗(yàn)

使用法標(biāo)梯形梁兩點(diǎn)彎曲模量試驗(yàn)方法測試在不同溫度、不同頻率下半柔性路面材料的模量，數(shù)據(jù)結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 使用2PT試驗(yàn)機(jī)在不同溫度下的模量試驗(yàn)

圖3 使用2PT試驗(yàn)機(jī)在不同頻率下的模量試驗(yàn)

（1）由圖2看出，在20 ℃ 10 Hz情況下，模量值為16 400 MPa，半柔性路面材料模量較大抗車轍能力好；且受溫度影響較大，溫度越高其模量越小，這與瀝青混合料性質(zhì)基本一致，說明半柔性路面材料兼具黏彈性材料的特點(diǎn)，行車舒適性比水泥混凝土路面好。（2）由圖3看出，半柔性路面材料在5～10 Hz的情況下模量受頻率影響較小，說明在車速較小情況下其抗車轍能力好。

3 AMPT動態(tài)模量試驗(yàn)

本研究采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型，取芯切割成型φ100，H150的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行AMPT動態(tài)模量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見圖4、圖5。

圖4 使用AMPT試驗(yàn)機(jī)在不同溫度下的模量試驗(yàn)

圖5 使用AMPT試驗(yàn)機(jī)在不同頻率下的模量試驗(yàn)

（1）數(shù)據(jù)顯示在20 ℃ 10 Hz情況下，模量值為21 402 MPa，AMPT試驗(yàn)機(jī)結(jié)果較2PT結(jié)果大，其趨勢基本一致。（2）AMPT試驗(yàn)機(jī)可以進(jìn)行更低頻率的模量試驗(yàn)。在低頻試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，受頻率影響較大，此時(shí)母體瀝青混合料發(fā)揮一定的作用。

4 半柔性路面材料與瀝青混合料的對比

為對比半柔性路面材料的特性選用了加某抗車轍劑的YM1AC-20，普通SBS的AC-20，瀝青砂AC-5進(jìn)行了不同溫度和頻率下模量比較，對比情況見圖6、圖7。

可以看出，半柔性路面材料動態(tài)模量明顯高于其他瀝青混合料，但是對溫度的感應(yīng)基本與瀝青混合料相一致，受頻率的影響比瀝青混合料要小，表現(xiàn)出較好的抗車轍性能和較好的舒適性能。

圖6 在10 Hz不同溫度下的模量曲線（AMPT）

圖7 在20℃不同頻率下的模量曲線（AMPT）

5 結(jié)語

（1）半柔性路面材料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用連通空隙率設(shè)計(jì)，按照最小連通空隙率大于15%設(shè)計(jì)，CORELOK法測得全空隙率大于17%設(shè)計(jì)，而使用體積法時(shí)空隙率大于25%設(shè)計(jì)。（2）2PT勁度模量與AMPT動態(tài)模量相比，勁度模量值要小，AMPT壓縮動態(tài)模量更接近水泥混凝土類模量。（3）半柔性路面材料模量較瀝青混合料模量要大，設(shè)計(jì)時(shí)可按本地的等效溫度進(jìn)行使用，采用2PT和AMPT試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)都可以滿足要求。（4）半柔性路面材料表現(xiàn)出良好的路用性能，特別是強(qiáng)抗車轍能力和舒適性。