微表处混合料级配设计研究

发布时间：2022-10-05 10:02 热度：

　　摘要：近年来，微表处作为一种预防性养护措施在我国得到广泛应用，然而实际应用效果却相差甚远，本文从影响微表处质量的关键因素之一—级配入手，通过传统的级配设计方法N法、K法和I法进行级配设计，通过室内设计及现场检测对比分析以推荐不同情况下的最优级配，避免盲目套级配范围，从而提高微表处技术。

　　关键词：微表处;N法、K法和I法;级配设计;质量检测

　　微表处是一项经济有效的预防性养护技术，以其开放交通快、抗滑性能卓越、可修复车辙、使用寿命长等技术优点在我国的高速公路上的应用越来越广泛。为进一步研究微表处技术，本文从影响微表处混合料的关键因素—级配入手，通过传统级配设计方法对其级配进行优化，通过对比分析以得出不同条件下微表处混合料较优级配，以便为实际工程应用提供参考。

　　1级配设计

　　级配是各种不同粒径的集料按照一定的比例搭配起来，以达到较高的密实度和较大的摩擦力。通常采用连续级配、间断级配、折断级配。

　　1.1连续级配

　　连续级配常用的计算方法有：

　　①对连续级配的计算方法早年有W.B.富勒(Fuller)根据试验提出的理想级配，认为颗粒级配曲线越接近抛物线，则密度越大，表达式为：

　　式中：—某粒径d集料的通过率(%);

　　D— 集料的最大粒径(mm)。

　　以后A.V.泰波(Talbol)把富勒公式改变为以下通式：

　　根据的理论分析和试验认为n=0.3～0.5间，都具有较好的密实度。由于此法主要决定于n值，所以又称为n法。

　　②i方法

　　分析原苏联的k法和美国n法基础上，同济大学道路工程研究所林绣贤高工提出了直接采用质量通过百分率递减系数i为参数的矿料级配组成计算方法(简称i法):

　　式中:—不同粒径d时的通过率%;

　　—最大公称粒径D时的通过率，以90%-100%控制;

　　x—级数;

　　I—通过率递减系数。(CA=0.49～0.7、FA=0.41～0.5)

　　I=0.64～0.70，它的确定借助于Superpave的集料组成设计法和贝雷法的检验标准，是Superpave法与贝雷法的综合而以I法的形式表示。

　　1.2间断级配

　　间断级配是在连续级配中剔除一个分级或几个分级形成的一种不连续级配。从理论上讲，间断级配混合料摩阻力、凝聚力，密实度都较好，但由于组成间断后，拌和不易均匀，运输摊铺过程中容易出现粗细分离现象，因此实际路用性能很难控制。

　　1.3折断级配

　　折断级配是综合连续级配和间断级配而成的，主要是通过“变k法”(即用k法计算连续级配时，主骨料和填充细料分别取不同的k值)，使得粗细集料在不间断的情况下达到最佳密实程度，它克服了间断级配容易离析的缺点。k法—前苏联控制筛余量递减系数的方法，其计算公式如下：

　　式中：k-颗粒分级重量递减系数;

　　d—希望计算的某级集料粒径(mm);

　　X-粒料分档所在级;

　　Y—总级数;

　　D-矿料最大粒径。

　　按照传统的级配设计方法N法、K法和I法进行级配设计，应用在我国高速公路上微表处工程大多采用MS-Ⅲ级配，因此本文主要依据MS-Ⅲ级配范围对级配进行优化设计，另外考虑级配中4.75mm～9.5mm部分的颗粒粒径偏大的问题。这一部分颗粒粒径偏大，即靠近9.5mm的粒径居多，这种级配往往造成微表处的表观不均匀、大骨料易飞散等问题，其次易造成假离析现象。因此本文建议增加一档7.5mm的筛对7.5mm通过率进行控制，以进一步细化级配区间。本次设计结果见表1.1。

　　矿料级配中4.75mm通过率显著影响微表处的表观效果和抗滑性能，0.075mm筛孔通过率显著影响稀浆混合料的成浆状态和沥青与石料的裹附