開級配瀝青混合料

級配主要由粗集料組成，細集料及填料很少。典型代表是排水式瀝青磨耗層混合料（OGFC）。開級配瀝青混合料是礦料級配主要由粗集料嵌擠組成，細集料和填料較少，礦料相互分開，壓實後空隙率大於18%的開式瀝青混合料。

基本介紹

• 中文名：開級配瀝青混合料
• 外文名：Open graded asphalt mixtures
• 組成：粗集料
• 典型代表：排水式瀝青磨耗層混合料
• 空隙率：大於18%
• 所屬類別：交通

開級配瀝青混合料路用性能

概述

公路交通噪聲已經成為環境噪聲污染的主要來源之一，有關交通噪聲的控制問題越來越引起人們的注重。為解決這些問題，降低交通噪聲日益嚴重的現狀，北京近年來瀝青混凝土路面使用大量橡膠瀝青代替普通瀝青和SBS改性瀝青，橡膠瀝青可以增強對集料顆粒的裹覆能力、利用橡膠自身特有的彈性和吸音特性，達到降低路面噪聲的目的。橡膠瀝青混合料類型多採用 ARAC－10ARAC－13以及ARSMA－13等，但由於它們空隙率小，降噪效果不夠理想。因此，本文根據橡膠瀝青開級配瀝青混合料（AROGFC－10）的空隙率大等體積特性採用室內馬歇爾成型製件，開級配排水式磨耗層混合料礦料級配範圍進行橡膠瀝青開級配瀝青混合料配合比設計，從而驗證其路用性能及降噪效果，綜合分析橡膠瀝青開級配瀝青混合料的性能優缺點。

1 原材料試驗及最佳油石比的確定

1．1 原材料試驗

1．1．1 橡膠瀝青

試驗研究的橡膠瀝青選取80目橡膠粉，80目橡膠粉用量為道路石油瀝青（70號 A級）瀝青質量的21%外摻濕拌法使用。

1．1．2 集料

試驗中粗集料選取10～15mm及5～10mm的玄武岩；細集料採用石灰岩制的機制砂；礦粉採用石灰岩礦粉。按照《公路工程集料試驗規程》（JTGE42－2005）要求進行集料各項試驗。

可知礦料各項指標均符合《公路瀝青路面施工技術規範》的相關要求。

1．2 級配設計

根據橡膠瀝青混合料中橡膠瀝青的特性，採用馬歇爾成型試件設計方法對 AROGFC－10級配類型的橡膠瀝青混合料進行配合比設計，確定各個環節的控制溫度：橡膠瀝青加熱溫度為 180 ～190 ，不宜超過200 ；集料加熱溫度為190 ～200 。

1．3 最佳油石比的確定

確定橡膠瀝青開級配瀝青混合料最佳油石比時，按照設計級配和不同油石比製件，通過對混合料馬歇爾試件測得毛體積相對密度和最大理論相對密度計算空隙率。以空隙率為前提，結合謝倫堡瀝青析漏試驗、肯塔堡飛散試驗確定最佳油石比。本次試驗採用不同油石比為 4%、4．5%、5%、5．5%、6%，分別按照]中橡膠瀝青混合料技術要求，採取兩面擊實各75次進行馬歇爾製件。

空隙率是瀝青混合料最重要的體積特徵參數，因此把空隙率作為前提確定最佳油石比。試驗結果表明，空隙率隨著油石比的增加而降低，規範要求橡膠瀝青開級配瀝青混合料（AROGFC－10）用於表面層混合料設計空隙率要求在18%～20%之間，確定油石比範圍為4%～4．5%。利用飛散試驗確定瀝青用量的下限，析漏試驗確定瀝青用量的上限，因此根據飛散損失和析漏損失試驗結果確定最佳油石比為4%。在油石比為4%時，空隙率符合規範要求，同時馬歇爾穩定的要求。結合

膠瀝青混合料擊實溫度為170 。按照相關的溫度規定對橡膠瀝青開級配瀝青混合料（AROGFC－）進行配合比設計。依據馬歇爾設計方法根據集料篩分結果、公路等級、交通狀況、氣候條件以及相關工程實踐經驗要求，選定 AROGFC－10級配礦料比例及各篩孔尺寸礦料通過率。

實踐經驗和工程所處當地氣候交通狀況等條件，確定 AROGFC－10橡膠瀝青混合料的設計最佳油石比為4．0%，最佳瀝青用量為3．8%。

2 路用性能研究

根據公路工程技術規範的規定，完成配合比設計後的瀝青混合料需要進行性能檢驗評價。按照文獻[2]的方法對設計得到的 AROGFC－10橡膠瀝青混合料的路用性能進行對比評價。

馬歇爾穩定度是作為考察AROGFC－10混合料性能的指標之一。試驗方法製件，試驗結果馬歇爾穩定度為5．5kN，大於技術要求的5kN，技術要求。規定，用於重交通上面層道路動穩定度3000次/mm，室內嚴格按照規範試驗方法，將輪碾成型機碾壓成型的試件進行車轍試驗，測得的動穩定度值達到4210次/mm，滿足技術要求，說明橡膠瀝青 AROGFC－10具有良好的高溫穩定性。通過水損壞性能試驗結果表明，飛散損失為13%、浸水飛散損失為32%，說明橡膠瀝青 AROGFC－10混合料具有良好的水穩定性。

按照規範、規程對 _AROGFC－10路面抗滑性能的室內試驗製備相應路面試件，並用擺式儀法測定其抗滑擺值BPN，採用鋪砂法測定其構造深度，試驗數據表明AROGFC－10具有較好的抗滑性能。

3 降噪效果研究

用駐波管法測量材料垂直吸聲係數簡單且經濟，本試驗試件在實驗室內製件成型。在評價瀝青路面降低噪聲的功能方面，採用駐波管法來測定垂直傳入吸聲率，根據測量結果可推算到均勻無規入射條件下的吸聲係數。降噪效果研究主要根據第一部分配合比設計的研究成果，針對橡膠瀝青開級配瀝青混合料 AROGFC10的配合比設計，根據其礦料級配組成特點和瀝青混合料壓實後的剩餘空隙率要求，分析降噪效果。

人耳所能聽到的聲頻率範圍大約為20～20000Hz，其強度範圍大約為0～130dB。瀝青混凝土路面降噪應集中對高頻範圍內的聲音進行降低，以減少交通噪聲對人的影響。可以看出：隨著空隙率的增大，吸聲係數增大，吸聲集中在頻率400～1600Hz之間，在不同的頻率下，AROGFC－10混合料顯示出不同的吸聲效果AROGFC－10在頻率1200Hz左右時降噪效果最好，最為理想，由於空隙率大、有較大的構造深度，瀝青混合料骨架結構中孔隙聯通，可以把輪胎壓入的空氣吸收，並通過聯通的孔隙排出，從而減少了路面噪聲的產生，具有很好的降噪效果。

4 結語

（1）室內通過對橡膠瀝青開級配瀝青混合料

AROGFC－10進行配合比設計，確定了設計級配，結合空隙率、飛散試驗和析漏試驗確定最佳油石比為4．0%。

（2）對橡膠瀝青開級配瀝青混合料AROGFC－10路用性能的研究表明：該混合料具有良好的高溫穩定性和水穩定性以及符合各項技術要求。

（3）室內通過駐波管法測得吸聲係數試驗結果表明AROGFC－10在頻率1200Hz左右時降噪效果最好，最為理想，具有較明顯的降低行車噪聲的效果，橡膠瀝青開級配瀝青混合料是較為理想的降噪環保型路面材料。