级配类型对沥青混合料性能的影响

级配类型对沥青混合料性能的影响

姓名：陈旭庆申请学位级别：硕士专业：道路与铁道工程指导教师：杨军;黄晓明

20030301

芏ｓｃｌ，，８ｑ学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：｛餮盘鱼乞日期：２塑量：。多．卫孑关于学位论文使用授权的说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。签名：瑶坦盔导师签名：日期：２丝兰：曼：墨箩摘要随着人们对Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青混合料设计体系认识的加深，对级配中禁区的适用性也在进行全面的对比试验。本文介绍了禁区的产生过程以及当前美国对禁区的认识，并通过室内车辙试验得出禁区限制没有必要。本文将集料简化为圆形，利用计算机对集料进行平面结构模拟。集料按随机原则从大到小进行排布，当粗集料（粒径大于最大公称粒径的１／４）含量在５２％时获得悬浮密实结构，粗集料含量在６９％时获得骨架密实结构。粗集料含量在８０％时获得骨架空隙结构。这项工作有利于级配设计。级配中各种集料含量变化导致沥青混合料结构不同。本文借助于压碎试验，研究了骨架的形成规律。结果得出粗集料（骨架颗粒）含量在６８％一７２％之间时形成骨架密实结构，含量低于６８％时形成悬浮密实结构，含量高于７２％时形成骨架空隙结构。并利用粗集料的间隙率（ＶＣＡ）来判断嵌挤骨架的形成，当ＶＣＡ小于３５％时形成嵌挤骨架。骨架的形成对沥青混合料性能影响很大，形成骨架的沥青混合料有较好的高温稳定性、低温抗裂性和抗滑性；悬浮密实结构的沥青混合料其高温稳定性和抗滑性能较差。细集料含量增加对低温抗裂性不利。沥青混合料中的粗集料与细集料粒径之比大于１．５时容易导致离析。光滑大颗粒与粗糙小颗粒混合能导致最严重的离析，本文分析了级配变化对离析的影响并探讨了减少离析的方法。关键词：沥青混合料，禁区，骨架结构，模拟，性能，离析ＡｂｓｔｒａｃｔＳｕｐｅｒｐａｖｅｉｓａｗｈｏｌｅｏｆｄｅｓｉｇｎｓｙｓｔｅｍ，ａｌｏｔｏｆｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅｔｏｖａｌｉｄａｔｅｚｏｎｅｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙ．ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｈｏｗｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｚｏｎｅｗａｓｆｏｕｎｄｅｄａｎｄｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔｆｏｒｓｕｐｅｒｐａｖｅｉｎＡｍｅｒｉｃａｗａｓｅｘｐｌａｉｎｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｄｚｏｎｅａｌｏｔｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙａｌｓｏａｐｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｗａｓｎｏｔｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ａｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｍｏｄｅｌｗａｓｆｏｒｍｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｂｙｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅｉｒｒｅｇｕｌａｒｇｒａｉｎｓｗｅｒｅｒｅｐｌａｃｅｄｂｙｒｏｕｎｄｇｒａｉｎｓｉｎｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ・ｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｏｕｌｄｂｅｆｏｒｍｅｄｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃｏａｒｓｅａｇｇｒｅｇａｔｅｂｅｌｏｗ５２％，ｓｋｅｌｅｔｏｎ－ｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｏｕｌｄｂｅｆｏｒｍｅｄａｔａｂｏｕｔ６９％ａｎｄｓｋｅｌｅｔｏｎ－・ｓｐａｒｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｏｕｌｄｂｅｆｏｒｍｅｄａｂｏｖｅ８０％．Ｔｈｉｓｗｏｒｋｗｉｌｌｂｅｎｅｆｉｔｔｏｇｒａｄｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｗｏｕｌｄｂｅｃｈａｎｇｅｄｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃｏａｒｓｅｏｎａｇｇｒｅｇａｔｅｃｈａｎｇｅｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｗｈｅｎｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｉｓｆｏｒｍｅｄｂａｓｅｄｗｏｕｌｄｂｅａｇｇｒｅｇａｔｅｍｕｓｔｂｅｃｏｎｔａｉｎｅｄｏｖｅｒ６８％ｃｒｕｓｈｉｎｇｔｅｓｔ．Ｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ－ｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｍｅｄｂｅｌｏｗ６８％，ｓｋｅｌｅｔｏｎ—ｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｏｕｌｄｂｅｆｏｒｍｅｄｂｅｔｗｅｅｎ６８—７２％ａｎｄｓｋｅｌｅｔｏｎ—ｓｐａｒｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｂｏｖｅ７２％．ＴｈｅＶｏｉｄｉｎＣｏａｒｓｅＡｇｇｒｅｇａｔｅ（ｖｃＡ）ｃａｒｌｂｅｕｓｅｄｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｔｙｐｅ，ａｌｌｉｎｔｅｒ－ｌｏｃｋｅｄｓｋｅｌｅｔｏｎｔｙｐｅｗｏｕｌｄｂｅｇｏｔｗｈｅｎＶＣＡｂｅｌｏｗ３５％．Ｉｔｉｓｗｅｌｌｋｎｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｓｋｅｌｅｔｏｎｔｙｐｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｐａｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｇｒｅａｔｌｙ．Ｓｋｅｌｅｔｏｎ－ｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｇｏｏｄａｂｉｌｉｔｙｔｏｒｕｔａｎｄｓｋｅｌｅｔｏｎ—ｓｐａｒｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｖｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｒａｃｋｉｎｇａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎ・ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｗｈｉｌｅｓｕｓｐｅｎｄｉｎｇ—ｄｅｎｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｎｏｔ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅｃｏｎｔｅｎｔｄｏｈａｒｍｔｏｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｒａｃｋｉｎｇ．Ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎａｇｇｒｅｇａｔｅｏｖｅｒｃａｎｏｃｃｕｒｗｈｅｎｔｈｅｒａｄｉｉｒａｔｉｏｏｆｃｏａｌ苫ｅａｇｇｒｅｇａｔｅａｎｄｆｉｎｅ１．５．ＴｈｅｍｉｘｔｕｒｅｏｆｓｍｏｏｔｈＣＯａｒＳｅａｇｇｒｅｇａｔｅａｎｄｒｏｕｇｈｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅｃａｕｓｅｓＣａｎｍａｘｉｍｉｚｅｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ａｎｄｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｔｏｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｗｅｒｅａｌｓｏＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｏｔｍｉｘｅｄａｓｐｈａｌｔ，ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄｚｏｎｅ，ｓｋｅｌｅｔｏｎｔｙｐｅ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ２第一章绪论沥青混合料的性能是由沥青与集料的性能共同决定的。为了适应交通发展的需要，必须不断的提高沥青混台料的性能，尤其是沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性及抗疲劳性能。因此，从那个时候起．人们一直在对澌青和集料的性能进行研究，到现在已经有了相当多的研究成果。纵观沥青混合科发展的历史，可以分为四个发展阶段。一是４０年代以前，人们只是经验性的应片ｊ沥青及沥青混合料：二是４０年代至６０年代初，在美国工程兵团供职的密西西比卅Ｉ道路局的马歇尔工程师提出了著名的马歇尔稳定度试验方法，并提出了初期的马歇尔稳定度等技术标准和评定方法：三是６０年代初至９０年代初，美国ＡＡＳＨＯ试验路的铺筑和大量的试验研究成果的发表，使沥青路面的设计、箍工、结构、材料发生了根本的变化：四是９０年代初至今，美国战略公路研究计划（ＳｔｒａｔｅｇｉｃＨｉｇｈｗａｙ为ＳＨＲＰ）及研究项目的进行，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ（ＳｕｐｅｒｉｏｒＰｅｒｆｏｒｍｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍ缩写ＡｓｐｈａｌｔＰａｖｅｍｅｎｔｓ）等一火批研究成果的发表，使沥青及沥青混合料的研究开创了一个新纪元。第一节国外的研究状况当今世界各国采用的沥青混凝土可分为两大类…。～类是密实类沥青混凝土。另一类是多孔隙沥青混凝土（粗集科断级配）。密实类沥青混凝土又可分为三种：第一种是传统连续级配沥青混凝土；第二种是粗集配断级配沥青混凝土（如ＳＭＡ，ＢＢＭ，ＳＡＣ等）：第三种是细集料断级配沥青混凝土（如英国的热压式沥青混凝土ＨＲＡ，ＨｏｔＲｏｉｌｅｄＡｓｐｈａｌｔ）。这几种不同的沥青混凝土，除了对沥青的要求不同之外，最大的不同还是级配的差异，不同的级配所形成的沥青混凝土性能差别很大。由于粗集料能形成稳定的骨架且断级配能减少细集料对骨架的干涉，为适应交通发展的形式，当前国际上较多地采用粗集料断级配沥青混凝土。２０世纪６０年代初，德国开发了ＳＭＡ（ＳｔｏｎｅＭａｔｒｉｘＡｓｐｈａｌｔ），由于其耐久性好。在１９８４年德国正式制定ＳＭＡ规范，在国内推广使用。在ＳＭＡ的组成中，其成分是租集料多，细集料比较少，矿粉的用量多，沥青用量多．沥青、填料与纤维（一般常用木质纤维素）组三者用量常分别是６％一７％，８％～１２％，Ｏ，３％。ＳＭＡ的空隙率比较小，马歇尔试验混合料的空隙率为２％一４％或３％一４％，有的国家用３％一５％，通常使用普通沥青，在少数特殊情况下也使用改性沥青。但在德国和美国ＳＭＡ同时使用纤维和改性沥青的情况比较少。ＳＭＡ的级配形成了密实骨架结构因而其高温稳定性有了很大的提高．在很多地方得到了重视。法国和西班牙采用薄沥青混凝士（ＢＢＭ，ＢｒｕｓｈＢｏｒｄｅｒＭｅｍｂｒａｎｅ）做表面层和老路面的养护。与ＳＭＡ比较，ＢＢＭ是明显的断级配，ＢＢＭ中胶砂的含量较少。０．０７５ｍｍ以下粉料的含量比ＳＭＡ少用３％一５％，沥青结合料含量比ＳＭＡ少用０．５％一１．３％。因此，ＢＢＭ不需要沥青流出抑制剂（纤维）。ＢＢＭ路上的空隙率ｖａ约为础一１２％。在Ｕ大的情况下，ＢＢＭ是透水的。为了防Ｌ匕该层透水，常用改性沥青在其下面做一厚粘层。由于ＢＢＭ很粗糙，不需要专门措施来保证所需的高抗滑性能。在ＢＢＭ中，粗集料形成了骨架，但是细集料比较少，不能填满骨架形成的空隙，因为其空隙率较大，表面很粗糙，属于骨架空隙结构，在多雨的地区集抗滑性能要求较高的地方是非常适合的。由此来看，骨架空隙结构适用于抗滑性能要求较高的地方。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ中有一个比较完整的级配设计方法，在级配的设计中明确了控制点和禁区的概念”１。１９８７年，美国殴立了战略公路研究项目（ＳＨＲＰ），此项目历时６年，于１９９３年第一阶段研究结束井提出了Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计方法。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ是一种基于路用性能的设计方法，４它的混合料设计主要有三点：一是体积设计法，如规定混合料的空隙率为４％，矿料间隙率（ＶＭＡ），饱和度随交通草而定为６５％～７５％；二是规定矿料级配的控制点和禁区，所用的级配为粗集料断级配，就粗集料断级配而言，它与法国的薄沥青混凝土ＢＢＭ，德国的ＳＭＡ和中国的多碎石沥青混凝土ＳＡＣ没有什么差别；三是用旋转击实仪做混合料设计，但是在美国并不排斥可用马歇尔试验做混合料设计。这两种方法的共同前提是：室内试验所得混合料的密度与实际路面的最终密度相等。但是在美国的ＳＨＲＰ计划中，对级配的研究是应用修正的德尔菲预测法，得出了控制点和禁区的概念。控制点人家都认可，而对禁区的采用一开始就有很大的争议，因此美国Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的南方研究中心从１９９３年到１９９８年做了很多的研究”。。最后得到的结论是，当混合料的其他体积指标满足Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的要求时，禁区的限制没有必要。在本次研究中得到的结论是禁区的限制有一定的道理。由于集料的变异性很大，导致沥青混合料性能的变化也很大，研究级配的变化对沥青混合料的性能的影响十分必要。第二节国内的研究状况我国的Ｉ型沥青混凝土中细集料的含量较多，按照填充理论它属于悬浮密实型结构。这种结构高温稳定性不如骨架密实型结构和骨架空隙型结构好，在重载的作用下容易出现车辙、波浪、拥包等病害。但是其耐久性较好。为了提高沥青混凝土的高温稳定性及抗滑性能，提高高速公路上的行车安全，我国在１９８８年研究开发了多碎石沥青混凝士（ＳＡＣ－－１６）…，这也是一种密实型粗集料断级配沥青混凝土。经过几年在多条高速公路上的应用与改进，在１９９７年纳入中国沥青路面设计规范，被作为抗滑表面层沥青混凝土之一，命名为ＡＫ一１６Ａ，这种沥青混合料其骨架类型基本上属于骨架空隙结构，因其空隙率较大，耐久性不好。对于ＳＭＡ的研究，我国基本上是参考国外的研究理论，第一次在首都机场高速公路上进行了试铺，投入使用后显示了良好的性能。ＳＭＡ属于骨架密实型结构，它具有悬浮密实结构和骨架空隙结构的优点，耐久性与高温稳性定都很好，因而很受欢迎。但是它由于是间断级配，颗粒粒径相差较大，施工时容易离析，技术难度很大，这是它的弱点。三种混合料代表了三种结构类型，但是这三种结构类型的划分是比较模糊的，没有明确的区分标准。对骨架类型的研究有人曾提出，当粗集料应占全部集料的７２％时可形成骨架：嵌挤骨架的形成对沥青混合料的性能影响很大，王林同志把贝雷法（ｔｈｅＢａｉｌｅｙＭｅｔｈｏｄ）与Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ集合起来使用，使设计出来的沥青混合料具有良好的嵌挤结构，从而使得沥青混合料的高温稳定性进一步提高“ｉ。对于骨架颗粒的划分，林绣贤教授根据贝雷法将其控制筛孔定为最大公称粒径的四分之一，大于此粒径的集料属于骨架颗粒；也有人对ＳＭＡ级配的变化对其高温稳定性能的影响作了一些研究”’。在我国近些年来对沥青集沥青混合料的性能的研究，主要集中在如何评价沥青混合料的性能方面，而矿料级配的变化对沥青混合料性能的影响研究较少。随着我国高速公路的建设，交通量的增大．尤其是重载车辆的增多，对沥青路面的要求也越来越高。因沥青的离散性较小，集料离散性很大，如何利用有限的沥青资源来选择集料及其级配是一个很现实的问题，这对于我国是一个发展中国家来说尤为重要。第三节研究的主要内容及技术路线在本篇论文里，主要对以下内容进行了研究：１、Ｓｕｐｅｒｐａｖｃ对级配设计有一套比较完整的方法，本文对禁区的产生过程作了介绍，同时介绍目前美国对禁区研究的成果，并通过室内的车辙试验验证禁区的必耍性。２、级配的变化影响沥青混合料的骨架，研究沥青混合料的骨架形成规律，明确提出形成骨架的租集料（骨架颗粒）含量，同时对影响沥青混合料强度的因素进行了分析。３、离析使设计级配与实际级配有明显的区别，用两种粒子的模型从理论上分析了集料的离析原因及过程，提出了在实践中防治离析的方法。４、对沥青混合料的计算机模拟也进行了初步的研究工作。研究的技术路线为：ｉ．级配设计是沥青混台料设计的一个主要内容，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ对级配的设计有一套比较完整的方法，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ对级配设计提出了控制点和禁区，本文参照三组控制点和禁区，制作一定数量的试件，研究沥青混合料的性能变化，解释控制点和禁区设置的合理性与不合理性：２．混台料的骨架类型对混合料的性能影响很大，本文通过压碎试验、空隙率和矿料间隙率等试验，研究不同级配的骨架构成特点和空隙填充特点，从而确定各级集料在矿质混合料所起的作用，以及各级集料的适宜用量。分别在我国沥青路面设计规范中ＡＣ－－２０１型的级配范围内和Ｓｕｐｅｒｐａｖｅｌ９．０沥青路面设计级配范围内，改变级配中各级的骨料含量，通过试验确定骨架的形成规律，研究形成骨架时粗集料在整个级配中的百分含量是否有较稳定的数值；检测不同级配的粗集料间隙率（ＶＣＡ）来判断嵌挤骨架是否形成；３．理论设计的级配与实际施］二时的级配有一定的差异，混合料的离析是产生这种差异的重要因素。研究级配中颗粒的大小与表面光滑程度之间的关系，通过两种大小及光滑程度不同的颗粒建立二维模型来预测离析的难易程度，据此来指导级配设计，保证沥青混合料具有预期性能。４．建立各级矿料颗粒的模型，用计算机根据颗粒的组成及空问的排列，通过各级粒径的百分含量的变化和油石比的改变，计算得到混合料的体积参数。６第二章Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ中级配的禁区与控制点ＳＨＲＰ对级配进行了比较完整的研究，其研究成果提出了禁区与控制点的概念，因此在考虑级配对混合料性能的影响时，就不能不研究ＳＨＲＰ中的禁区与控制点。根据最初的研究意见，通过禁区的级配属于“驼峰”级配。大多数情况下这种级配中含有较多的细砂，施工中难以压实且其高温稳定性不足．这种级配对混台料中沥青含量也十分敏感。尽管禁区是建议性的。但是很多地方却要求是必须满足的条件。禁区自从提出后就产生了很大的争议，本章首先介绍了禁区在美国产生的过程，然后介绍了美国的一系列试验来研究禁区的必要性，根据美国的结果表明在满足Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ体积指标时，禁区的限制没有必要；但是本章采用另外一些级配来研究禁区的必要性，结果表明禁区的确没有必要，但是由于集料的离散性很大，试验穷尽所有集料结论有局限性；最后介绍了控制点的设置思想。第一节禁区的产生过程哺，１９８７年，美国实施了战略公路研究计划（ＳＨＲＰ），其主要成果之一是Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ是沥青混台料基于路用性能的体积设计法。在这个体系里，对集料级配选择提出了禁区（ＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅ）和控制点（ＣｏｎＬｒｏｌＰｏｉｎｔｓ）的规范。ＳＨＲＰ计划中沥青项目的研究是针对于沥青及沥青混合料的性质及其它们对沥青路面使用性能的影响。集料的性质（包括级配）的研究在开始时并没有列在沥青的研究项目里。但是ＳＨＲＰ的研究者不得不在没有试验支持的条件下提出一系列的有关集料的性质和级配的规范等，鼹后形成了复杂的Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计体系。ＳＨＲＰ计划组建了一个由１４名著名的研究集料方面的专家组成的集料专家任务小组（ＥＴＧ，ＥｘｐｅｒｔＴａｓｋＧｒｏｕｐＯｉｌａｇｇｒｅｇａｔｅ）。在正式的集料研究项目里，这些专家应用修正的德尔菲（Ｄｅｌｐｈｉ）技术预测程序形成了一系列的推荐性的集料性质和标准，现在包含在Ｓｕｐｅｒ＇ｐａｖｅ体积设计方法里（ＡＡＳＨＴＯＭＰ２和ＰＰ２８）。概括的说，德尔菲法是采用函询调查的方法，针对所预测的对象向有关的专家分月Ⅱ提出问题，而后将他们回答的意见综合、归纳、整理，匿名反馈给各个专家，再次征求意见，然后再加以综合、反馈。这样经过反复循环，最后得出一个比较一致的意见。德尔菲法要求有数十名专家，专家在回答问题时是相互独立的，在ＳＨＲＰ计划中，德尔菲法选择了１１名专家。而且这些专家可以会晤讨论．因此称为修正的德尔菲法。ＳＨＲＰ中的德尔菲法（Ｄｅｌｐｈｉ）程序在运用时进行了５轮的调查问卷，晟后得到的集料级配标准是级配必须通过几组控制点和一个禁区，这个禁区在最大密度线附近。它一般限制的是０．３ｍｎｌ的集料至２．３６ｍｍ或４．７５ｍｍ（取决于最大公称粒径）之间的集料用量。ｓＨＲＰ在对级配进行确定时列出了７个问题分别为：１．２．级配限制（６１８，６．１５）；破裂面（６．０４，５．７７）；天然砂的含量（４５４，４９２）；３．４．５．洛杉矶磨耗值（４．６７，４．６５）；集料的坚固性（５．４５，４．８５）：有害物质的含餐（５３３，５．３１）６７．砂当量（４．１７．４２３）。７专家在回答这些问题时，对每一个问题的同意程度用１，２，…，７表示，１表示强烈的反对意见，７表示强烈的同意意见。在第一轮利第二轮及第三轮的问卷调查中，级配限制获得了最高的同意值（前两轮的统计值已经在上面的问题后面的括号里列出）。天然砂的含量从第一轮的第六位上升到了第二轮ｆ｜勺第四位。在第三轮的问卷调查中，对级配限制增加了三个子项：１．最小／最大集料粒径：２．控制点／禁区；３只设控制点。问卷结束后，只设控制点一项获得了最高的同意值，控制点／禁区获得了最低的同意值，其结果见表２．５。第三轮问卷调查结束以后．ＳＨＲＰ研究者已经明了在规范中应对集料的哪些特征进行限制，但是对这些特征的具体限制标准还不清楚，于是进行了第四轮问卷调查。这一轮的调查结果级配限制居于第二位，粗集料的棱角性居于第一位，而禁区在这一轮中根本就没有提及。第五论问卷调查的目的是确定规范的标准和评价外米因素对选择这些标准的影响。第五轮也要求小组成员对集料级配的限制做山回答，绝人多数专家建议级配应从禁区上方或者禁区下方通过，大约一半的专家建议在重交通荷载下，级配应从禁区下方通过。第五轮结束后，ＳＨＲＰ研究者提出了级配的标准规范。对于级配的控制，应用０．４５次方图表来描绘级配曲线，定义了与级配限制相关的几个名词术语，如集料最大公称粒径（ＮＭＡＳ）、集料最大粒径、禁区、最大密度线等。对于禁区是这样定义的：“禁区是在最大密度线上从０．３ｍｍ筛（５０＃筛）到２．３６ｍｍ筛（８＃筛）或４．７５ｒａｍ筛之间的一块区域，级配曲线尽量不要通过该区域”。从上面的讨论中可以看出，在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ规范中规定禁区的原因不明确，在第三轮中，它取得了最低的同意值，在第四轮中未被提及，在第五轮中却又出现了，这是禁区首次在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ中明确提出并进行了定义，在级配的规范中给出禁区的范围。但是禁区的思想可以追溯到１９４０年Ｈｖｅｅｍ的研究成果“。。Ｈｖｅｅｍ对热拌沥青混合料（ＨＭＡ）和水泥混凝土的级配进行了大量的研究。根据他的经验，对ＨＭＡ的级配。当表面光滑。圆形的风化砂在Ｏ．１５ｍｍ一０．６０ｍｍ之间形成“驼峰”时，能使ＨＭＡ具有较低的马歇尔稳定度而且透水性较大。比较成熟的禁区思想是在２０世纪６０年代形成的．Ｇｏｏｄｅ和Ｌｕｆｓｅｙ提出了ｏ．４５次方级配图表”ｌ。在这个图表上，他们对２４种级配来评估砂的含量对混合料稳定性的影响，不同的砂含量对级配造成了不同的“驼峰”，他们发现，在Ｏ．６ｒａｍ筛处在最大密度线上方“驻峰”很大的级配比“驼峰”小的级配有较高的ＶＭＡ和较低的马歇尔稳定度。因此Ｇｏｏｄｅ和Ｌｕｆｓｅｙ推荐级配避免在Ｏ６ｍｍ筛处形成驼峰，且不要在级配的最大密度线上方通过，这个思想可以认为是禁区概念的雏形。第二节禁区对沥青混合料路用性能影响２．２．１序禁区的概念在２０世纪６０年代已有雏形，在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的规范中明确提出并有了定义，这说明禁区的存在也有一定的基础。但是应该注意的是，在Ｇｏｏｄｅ和Ｌｕｆｓｅｙ的研究中，所采用的集料是光滑的砾石和天然砂，他们的结论对于机械轧制的碎石集料未必有效。同时在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ中，禁区的应用及标准与参与制定标准的专家的经验水平密切相关ａ因此在１９９３年，ＳＨＲＰ计划完成后，对禁区的采用激起了很大反响。尽管禁区在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计体系里只是一个指导性纲领不是一个必须满足的条件，但一些公路部门却把它看作是一个必须满足的规范。许多研究沥青的技术人员认为禁区的标准并不是适用于任何情况，在有的情况下不满足禁区的沥青混合料却仍然有良好的路用性能。如果集料的棱角性程度比较高，那么即使通过禁区的混合科仍然有很好的抗车辙能力。乔治弧交通部门成功应用这样的混合料已经有很多年的历史。当沥青混合料满足了体积法设计中的其它要求，比方说最小矿料间隙率（ＶＭＡ）平¨空隙率等，是否也要满足禁区的要求呢？一些沥青技术人员对此也提出了疑问。由于细集料的形状、棱角性和表面质地的不同，禁区对ＨＭＡ性能的影响也不同。因此在研究禁区对混合料性能的影响时所选择的集料的范同一定要广。本文对美国的禁区试验作了介绍，同时结合室内试验，得出禁区的采川也有一定道理。２．２．２美国的禁区试验禁区是对细集料进行规定的，在研究选择细集料的时候，考虑了天然砂和轧碎的砂、混合料的压实功、体积特性、ＦＡＡ（ＦｉｎｅＡｇｇｒｅｇａｔｅＡｎｇｕｌａｒｉｔｙ）值和级配的最大公称粒径对混合料性能的影响。整个试验计划包括三部分，第一部分采用了２种粗集料和ｌＯ种细集料、五种级配、一种枯结料、一种最大公称粒径（ＮＭＡＳ）和～种压实功（采用ＳＧＣ压实）。针对于第一部分的结果，第二部分采用对细集料的作用敏感的一种粗集料，对级配敏感的几种细集料和几种主要的级配，采用一种粘结料和两种压实功：第三部分根据第一部分和第二部分的结果选择粗集料、细集料、级配、最大公称粒径和压实功进行试验。２．２．２．１第一部分试验上面已经介绍过，这一部分的试验采用了两种粗集料、１０种细集料、五种最大公称粒径为９．５ｍａｎ的级配，这五种级配有三种违反禁区规定。压实功根据２０年的设计交通量水平，等代单轴荷载按３－３０×１０。（ＥＳＡＬ）的标准选用。最初、设计和最大的旋转压实次数为８，１００，１６０。这五种级配分别为ＢＲＺ从禁区下通过的级配（ＢｅｌｏｗｔｈｅＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅ），ＡＲＺ从禁区上通过的级配（ＡｂｏｖｅｔｈｅＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅ），ＴＲＺ通过禁区的级配（ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅ），ＨＲｚ形成“驮峰”通过禁区的级配（ＨｕｍｐｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅ），ＣＲＺ穿过禁区的级配（ＣｒｏｓｓｏｖｅｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅ）。它在０．６ｍｍ和２．３６ｍｍ之间的颗粒很少，属于间断级配，这种级配一般表现出较低的稳定度。这五种级配各个筛孔的通过量见表２．１，级配见图２．１。ｏ．０７５ｍｍ以下的填料为了减少变异，增加可比性，所有的混合料都用石灰岩矿粉。ＨＲＺ级配中用的细集料的棱角性一般不要超过４５（细集料的棱角性用堆积时的空隙率来反映，空隙率越大棱角’陛越好），这种级配里含有较高数量的、圆形的天然砂，天然砂的棱角性一般不超过４５。所采用的细集料的性质见表２．２，所用的两种粗集料的性质见表２．３。试验包括经验测试和基础测试，经验测试使用ＡＰＡ（ＡｓｐｈａｌｔＰａｖｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｚｅｒ）试验，基础实验采用ＲＬＣＣ（ＲｅｐｅａｔｅｄＬｏａｄＣｏｎｆｉｎｅｄＣｒｅｅｐ）。试验结果见附录１。表２１最大公称粒径为９．５ｍｍ的级配（第一部分和第二部分用）筛孔（ｎｌｌｎ）ＢＲＺＡＲＺＴＲＺＨＲＺＣＲＺ１２．５１００１００１００１００１００９．５９５９５９５９５９５４．７５６０６０６０６０６０２３６４２５０４６４６５２１．１８２８４２３４３４３４Ｏ．６１８３２２４３０２００．３１４２２１８２４１４０．１５１０１０１０１０１００．０７５５５５５５９图２．１五种级配的图表２．２细集料的性质矿物毛体积视比重比重２．６１４２．６６５２．６６４２．７８９２．８５６２．７３７２．７４２２．７７７２．９７３２．６５３２．６１０２．５６８２．６３８２．７３ｌ２．８２２２．６６１２．７１１２．６４８２．９０９２．６３６吸水率，％０．２１．４Ｏ．４０．８砂当量，％１００９８９５细集料ＦＡ一１ＦＡ一２ＦＡ一３ＦＡＡ值４０．７粘粒含量，％Ｏ．１类型河砂石英砂天然砂４２．６４４．１４９．７５０．３４６．９Ｏ．３Ｏ．２１０．４ＦＡ一４ＦＡ一５ＦＡ一６ＦＡ一７ＦＡ一８ＦＡ一９ＲＡ一１０砂岩白云石２９６１Ｏ．５１．Ｏ３，２２．４Ｏ．６２．１７．５石灰岩花岗岩９１９４ｌＯＯ５９１００４８．９４８，３５０ｌ３８．６Ｏ．４１．７Ｏ．８石灰岩辉绿岩天然砂０．３０．１２．２．２．２第二部分试验第二部分与第一部分类似，不同之处是考虑的相关因素要少一些和使用两种压实功。在第二部分里只用一种主要的粗集料，三种最大公称粒径（ＮＭＡＳ）为９．５ｍｍ的级配（ＢＲ．Ｚ，ＴＲＺ，ＣＲＺ），两种压实功分别代表中等和很高交通量水平，旋转压实次数为７５和１２５次。根据第一部分的结果，用了７种细集料，对于较低的压实功选用了ＦＡ一２，ＥＡ一３，ＦＡ一４，ＦＡ一６，ＦＡ一７，ＦＡ一１０，对于较高的压实功选用了ＦＡ～４，ＦＡ一７，ＦＡ一９，ＦＡ—１０。同第一部分一样ＦＡ一１０只用在ＨＲＺ级配中。对所有的细集料，按不同的压实功进行了混合，测试后结果全部满足Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ体积指标要求的，进行性能测试。同第一部分一样，用ＦＡ一１０，花岗岩粗集料，Ｉ－１ＲＺ级配和７５次的旋转压实次数成型试样进行试验，以此结果作为底线同其他结果进行比较，试验结果见附录２。表２３两种粗集料的性质采用的方法ＡＳＴＭＤ４７９１Ｄ４７９１试验针状或片状２；１针状或片状３：１针状或片状５：１针片状２：１压碎的砾石２０２花岗岩５７１１ＡＳＴＭＡＳＴＭＡＳＴＭＡＳＴＭＡＡＳＨＴＯＤ４７９１Ｄ４７９１Ｄ４７９１ＴＰ５６Ｔ８４Ｔ８５Ｔ８５Ｔ９６Ｏ４０，１０１６４．３１．０针片状５：１松装空隙率，％表观比重毛体积比重吸水率，％洛杉矶磨耗率，％４１．７２．６４２２．５９ｌＯ．７２８４７．０２．７２４２．６７５０．６４１ＡＡＳＨＴＯＡＡＳＨＴＯＡＡＳＨＴＯＡＡＳＨＴ０粗集料棱角性，％ｌ表示一个压碎面，％２表示两个压碎面ＡＳＴＭＤ４７９１１００／９２Ｉｏｏ／１００２．２．２．３第三部分试验这一部分主要是对第一部分和第二部分进行了拓展，把最大公称粒径（ＮＭＡＳ）从９．５ｍｍ拓展到１９．０ｍｍ。第三部分用了两种压实功，旋转压实次数为７５次和１００次，使用压碎的砾石作为粗集料（因为它能获得较小的ｖＭＡ），用５种细集料分别为ＦＡ一２，ＥＡ一３，ＦＡ－－４，ＦＡ一６和ＥＡ一７，三种级配分别是：ＢＲＺ，ｎ湿和ＡＩＬＺ。这些级配在表２．４和图２．２中给出。在较高的压实功下，采用花岗岩粗集料，５种细集料为ＦＡ一２，ＦＡ一４，ＦＡ一６，ＦＡ一７，ＦＡ一９．三种级配为ＢＲＺ，ＴＲＺ和ＡＲＺ。同样对于两种压实功用ＦＡ一１０和ＨＲＺ级配做试样进行测试，其结果作为底线同其他结果做比较。在试验中，如果违反禁区的级配满足了Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的体积指标，则进行性能测试。如果不满足则停止性能凛《试，试验结果见附录３。表２４最大公称粒径为１９．０ｍｍ的级配组成筛孔，ｌｎｒｌｌ２５．Ｏ１９．Ｏ１２．５９．５４．７５ＢＲＺ１００ＡＲＺ１００ＴＲＺ１００ＨＲＺ１００９５７５９５７５６５４４９５７５６５９５７５６５６５４９５２４９｝【２．３６１１８０．６００３０２８１８ｌ３１１４１３３２５１９３３２５１７３３２５２２１８１３９５Ｏ．１５０．０７５９５９５９５图２．２四种级配的级配图２．２．２．４对美国禁区试验的评价美国对禁区的必要性进行了大量试验，有一个比较完整的报告，得出了一系列的规律。根据其试验结果得出的结论是：在所用级配的沥青混合料满足体积设计法中的其他指标时，禁区限制没有必要。在美国禁区试验的第一部分里，采用ｌＯ种细集料、两种粗集料和一种压实功，压实次数为１００次。这一部分主要研究了级配与ＦＡＡ值对ＶＭＡ的影响．以及ＦＡＡ值对初始压实度的影响。但是这一部分只对ＦＡ一４、ＦＡ一６、ＦＡ一７、队一９和ＦＡ一１０五种细集料的级配形成的沥青混合料进行了性能测试，其他细集料因为相应的级配所形成沥青混合料不满足Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ体积设计法中的某些指标而不进行性能测试。从其第一部分的车辙试验的结果看，从禁区下通过的级配其车辙量并不少，似乎是可以得到禁区的存在是不必要的，但仔细看一下这些级配的配比就可以知道，从禁区下通过的级配的最佳沥青含量总是比其他级配高，ＦＡ一９的碎砾石ＢＲ．Ｚ级配为６．０％，ＴＲＺ级配为５＇３％，ＣＲＺ级配为５．７％。按照常理，从禁区下通过的级配（ＢＲＺ）细集料较少，其最佳沥青含量应该比较低才对，但在这里却比较高，这也许是Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ体积设计法与马歇尔试验设计法的区别之处。从第二部分的压实次数为１２５次的ＡＰＡ试验结果表明通过禁区的级配与不通过禁区的级配在抵抗车辙的性能上没有多大差别，但在ＲＬＣＣ试验结果表明，不通过禁区的级配其蠕变量较小，通过禁区的级配蠕变量较人。在第二部分的压实次数为７５次的ＡＰＡ试验结果中，通过禁区的级配与不通过禁区的级配其性能差别不大，在ＲＬＣＣ试验中只有一个不通过禁区的数据，无法和其他通过禁区的级配相比较。在第二部分里，压实次数为７５次和１００次的试验中，含有ＦＡ一７细集料的级配表明禁区～直存在。不同集料采用相同的级配进行试验所得到的结果说明集科的类型对沥青混合料性能的影响，而相同集料不同级配则说明的是级配对沥青混合料性能的影响。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ没有对所有的细集料进行性能测试，因此对于其他细集料应该改变其级配使之满足体积设计法的指标，然后进行试验来确定禁区是否对沥青混合料的高温稳定性有影响。２．２．２．５禁区室内试验验证为了考察禁区对沥青混合料性能的影响，选择第一种级配从禁区的下方通过，第二种级配穿过禁区，第三种级配从禁区的上方通过。为了增加可比性，第四种级配是Ａｃ～２０Ｉ中值。表２．５试验级配的组成混合料类型及代号ＡＣ．２０Ｉ级２６。５通过下，筛孔尺寸（Ⅻｎ）的矿料重量百分率（％）１９，Ｏ９５～ｌＯＯ１００１６。０７５～１３，２６２～９．５５２～４。７５３８～５８４２４２２－３６２８－１．１８２０一０．６１５～２７１５．５１８２４０‘３１０～０，１５６，－－１４０．０７５４－８配范围从禁区上９０８２．５８０７ｌ７１７ｌ７２６２６２６２４６３２３５３４２ｌ２５２０１ｌ１３通过Ｃ３穿过禁区Ｃ４从禁区下ｌＯＯ１００１００９７．５９．５９．５９．５６．Ｏ６．Ｏ９７５９７．５８２．５８２．５通过Ｃ５ＡＣ－２０Ｉ４２４０３０１４，５６．０型中值Ｃ６１００９７５８２．５７１６２４８３７２７２１１５１０６．０图２．３室内试验验证禁区的４种级配图本次试验所用材料，沥青为壳牌ＡＨ－－７０号普通沥青。集料为江苏船山产石灰岩，矿粉为石灰岩。试验第一步，确定各种级配的最佳沥青用量。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》１”（ＪＴＪ０５２－－２０００）Ｔ０７０２－－２０００中的规定，成型试件，进行马歇尔试验，试验结果见表２．６。其中ｃ３代表第一种级配，Ｃ３１郎为第一种级配的第一个沥青用量时的试件，依此类推。表２项目Ｃ３ＩＣ３２Ｃ３３Ｃ３４Ｃ３５６禁区试验４种级配的各项参数编号Ｃ３６Ｃ４１Ｃ４２Ｃ４３Ｃ４４Ｃ４５Ｃ４６沥青用量３５（％）４０４５５０５５６．０３．５４０４．５５０５５６０密度２．４５ｌ２４４９２４５４２４５２２，４１７２４３２２４５ｌ２．４３５２４６４２４３９２．４３８２．４５９（咖ｍ３）沥青体积百分率＾Ⅳ（％）８０９，ｌ１０２１１．３１２．２１３．３８．０９．１１０．３ｌｌ３１２３１３．５矿料骨架间隙率ＶＭＡ（％）１３１１３．２１４７１５２１６８１６７１３４１４．０１４７１５，９１６４１６．０沥青填隙率（％）ＶＦＡ６】１６９３６９６７４５７２７８００５９．８６５．０７０１７０．６７５．２８４．２稳定度６１５９７４９００８１０８９９７１４９，３４Ｊ５．６４１０００１０．１９１４３０８．７２（ＫＮ）流值（１／２８．１４３．７３２９３５８３５．【３７．９４０．０２２４３７．２３５．７３４．８６４．９ｌＯｍｍ）空隙率５ｌ４０４．５３９４．６３３５４４．９４４４．７４１２５（续上表）项目Ｃ５ｌＣ５２Ｃ５３Ｃ５４编号Ｃ５５Ｃ５６Ｃ６１Ｃ６２Ｃ６３Ｃ６４Ｃ６５Ｃ６６沥青用量３５４０４．５５Ｏ５５６．０３５４０４．５５０５．５６０（％）密度２４７９２４３７２．４６８２４４５２４３８２．４４９２４５６２４３４２４５２２．４５ｌ２．４４６２．４５ｌ（酢ｍ３）沥青体积百分率Ａｖ（％）８．１９ｌ１０３１１．３１２３１３４８．０９．１ＩＯ２１１３１２４１３．４矿料骨架间隙率ＶＭＡ％１２９１４３１４．９１６１ｌ６７１６．７１３４１４１ｌ５．２１５６１６２１６５沥青填隙率（％）ＶＦＡ６３２６３７６９１７０２７３７８０．２５９９６４ｌ６７２７２３７６２８ｌ７稳定度ｌｌ６１】３１２４１０２９６８．７ｌ３．８１３６１４．Ｉ８０４９５４７５６（ＫＮ）流值（Ｉ／２９５２６５２０５３５９２４１４５５２４．３２９．６３０６４６６３５０５５７ｌＯｍｍ）空隙率４７５２４６４８４４３３５４５ｌ５０４．３３９３０４由上表根据规范中确定最佳ｉ（＿ｊ青用量的方法得到六种级配的最佳沥青用量如下表２．７表２７各种级配的堆佳沥青用量Ｉ编号Ｃ３４．６ｌＣ４Ｃ５４８３Ｃ６４．８２ｌ最佳沥青用量（％）４．５４为了检验各种级配的高温稳定性，对每种按照最佳沥青用量成型车辙板，进行车辙试验，试验方法采用中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（ＪＴＪ０５２－－２０００）‘”中的Ｔ０７１９—１９９３，得到的试验结果如表２．８所示表２．８各种级配的车辙试验结果Ｉｌ编号Ｃ３９６９４．２０Ｃ４７７８５．４２Ｃ５８８８＿Ｃ６４５３动稳定度（次）ｌ一小时的车辙量（ｍｍ）４．１４６．７０图２．４４种级配的动稳定度动稳定度高，说明此种结构的沥青混合料后期单位时间内车辙的增加量低。从动稳定度来看，除了ＡＣ－－２０Ｉ型中值的级配动稳定度很低外，其他级配的动稳定度没有显著区别，结合一小时的车辙量来看，穿过禁区的级配车辙量虽然是大了一点，但也没有明显差别．因此，禁区的限制没有必要。由于集料的种类繁多。级配相同而集料种类不同，会出现不同的结果，由于本次试验只是对江苏船山的石灰岩作了试验研究，其结论有一定的局限性。图２．５禁区试验４种级配的ｌ小时车辙量图第三节控制点的设置２．３．１控制点的由来控制点的由来与禁区的由来…样，都是在修正的德尔菲法中产生，控制点与禁区的示意图见图２，６。与禁区不同的是控制点设置得到了专家的一致认可，而且在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的执行过程中几乎没有争议。在修正的德尔菲法执行过程中，第～轮和第二轮的问卷调查对级配的限制取得了最高的同意值。在第三轮中对级配的控制增加了三个子项，分别为：ｌ最小／最大集料粒径：２．控制点／檗区；３．只设控制点。问卷调查结束后，只设控制点一项获得了最高的同意值。见表２，９。在第四轮和第五轮中确定了控制点的具体规范。∞遁’５过轴ｌ苍径ＯＯ．０７ＳＯ．３１．１霉王３６４，ｒ５口．５１Ｚ．５１９．ｏ薛孔足寸－－－图２．６控制点与禁区示意图表２，９第三轮问卷调查的平均水平（摘录）集料特征级配控制最小／最大集料尺寸控制点／禁区仅设控制点平均值６．５７４．５０４．１４标准偏差Ｏ．７６１．９５１．７９５．２９１．６８２，３．２控制点设置的意义控制点设置是为了不同的具体目标。例如在最大公称粒径为１２．５ｍｍ的级配控制图，上面的四个控制点分别为：最大筛孔处最小通过率为１００％的控制点、最大公称粒径处通过率为９０％和ｌＯｏ％的控制点、比最大公称粒径小一级筛孔处通过率最大为９０％控制点，这四个控制点与定义最大公称粒径和最大粒径有关。在图２．６中，通过定义知道，如果级配在１９．０ｍｍ处的通过率不是１００％，在１２．５ｍｍ处的通过率在９０％－－－１００％之间，在９．５ｒｎｍ处的通过率小于９０％，那么这个级配的最大公称粒径将不是１２．５ｍｍ。在低处的四个控制点有不同的目的，在ｏ．０７５ｍｍ处的最小控制点和最大控制点的要求是根据ＡＳＴＭ密级配沥青混合料的要求。其他混合料像ＳＭＡ（ＳｔｏｎｅＭａｔｒｉｘＤ３５１５得米，这是典型的Ａｓｐｈａｌｔ）在Ｏ．０７５ｍｍ处的通过率在１０％一１４％之间不满足这个规范，因此Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计体系不适用于ＳＭＡ混合料的设计。在２，３６ｍｍ处的级配控制点是用来限制混合料中砂的用量，上面的控制点是防止沥青混合料成为沥青砂混合料，下面的控制点是保证密级配混合料中有足够的砂一开级配大孔隙率的混合料也不能满足这个要求。第三章集料骨架形成的计算机模拟第一节简介目前的２１】：ｊ青混合料设计的方法都有一定经验性，需要做大量的试验才能确定配合比是否适＿｝｛ｆｊ。传统上的马歇尔试验方法，以空隙率和饱和度作为控制指标，根据试验钡４得的稳定度和流值、残留稳定度等来确定最佳沥青用量，从而确定混合料的配合比。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ也是体积设计法，它认为只有符合体积指标的混合料配台比才是可用的，但是这种方法也需要做大量的试验才能确定混合料的体积指标是否满足要求。以上两种方法都需耗费大量的人力和物力才能得到较为满意的结果。随着计算机科学的发展，使用计算机模拟沥青混合料配合比设计过程成为可能。用计算机在室内模拟混合料的结构，预测混合料的体积参数和性能指标，不仅可以增加Ｔ作效率，而且可以减少很大的投资。计算机模拟是一个可行的方案，但要取代目前的试验验证还需一段很长的时间，但是利用计算机模拟，以减少级配选择的范围，预测某些体积指标，作为试验的一个辅助手段，却是～个行之有效的方法。第二节结构模型的确定沥青｝昆合料的集料，其形状是极不规则的，而且是千差万别的。在混合料中，用不同的筛７Ｌ把集料分为几个组分，在计算机模拟中，采用简单的球体来代替不规则的矿质粒料，矿料的形状虽然与球体不同，但其排列和填充的规则与球体基本相似。相同粒径的球体其排列形式不同空隙率也不同。在不形成填充的条件下，其空隙率的大小只要取决于粒料的排列形式，而与粒料的粒径无关。球体排列形式可以分为八球排列、六球排列、四球排列等。因为用球体代替不规则的矿质集料以及计算机模拟本身的原因，会使计算机模拟出来的混合料的体积与混合料的实际成型体积有差异，这个差异在计算机里用体积修正系数ｎ来修正。以ＡＣ－－２０Ｉ型的沥青混合料的设计为例，说明计算机模拟的过程。这种级配４．７５ｍｍ以上集料占总集料５２％。假设ＡＣ－－２０Ｉ的混合料中租集料为石灰岩碎石．试验测得其视密度为２．６８９９／ｃｍ３，总质量为１００９，其中各级筛孔上的筛余量见表３．１：表３．１４．７５ｍ以上集料占总集料５２％级配混合料中质量（ｇ）２．５筛孔尺寸（ｍｍ）１９．０１６．Ｏ百分含量（％）２Ｓ１５１１．５９１４ｌｌ１０换算圆球换算圆球体积（ｃｍ３）６．１６５２，８０６１．６２９０．７６５Ｏ．１８９圆球质量（ｇ）１６．５７８圆球的个数ｎ０．１２．０２．６模拟采用圆球个数０２直径ｎｍ２２，７５１７．５１４．６１５．Ｏ１１．５７．５４６４．３８２２．０５９０．５０９１３．２９．５４’５３５２８１７４９．Ｏ１４．Ｏ１１０１１．３５７１２５４．４２７５２３６１．１８３．５５５１．７７０．０２４２．９Ｅ．３０．０６３０．００８９．９Ｅ．４１７３．９１０Ｏ６．０１２８０．８６０４４．９１２８１６０４５０．６６０．８９３．７Ｅ－４在每一组中用一个等代换算直径代替这一级中粒径不同的集料，设其换算直径为ｄ＝半，女［Ｉ１９，０筛上的换黠径粘半＝半钮仍ｍ每一个６６７５圆球的质量为ｍ＝÷ｚｃｄ３Ｐ＝÷×３．１４１５９２６×２２．７５３×２．６８９＝１６．５７８克，那么此类圆球的数量为：”＝了；；杀＝ｏ．１５０８ｚＬＯ．）／６ｏ个。余下的质量算在下一级中，以下各级粒径类推，可以分别计算出来。不同的是ｏ６０ｒａｍ以下的粒径不进行此类计算，因为它的体积很小，可以认为能填充在任意小的空间里。如果此类颗粒的体积占整个混合料体积的２０％，由以上各种集料形成的空隙率为３５％，那么混合料的ＶＭＡ为３５％一２０％＝１５％。根据这个思想，４．７５ｍｒ以上集料占总集料的６９％的级配各级含量见表３．２，４．７５ｍｍ以上集料占总集料的８０％的级配各级含量见表３．３。表３．２４．７５ｒａｍ以上集料占总集料６９％的级配混合料中质量（ｇ）４．５９．０１３．５１７．Ｏ２５．Ｏ筛孔尺寸（ｒａｍ）１９．０１６．０百分含量（％）４．５换算圆球直径ｉｎｔｏ２２．７５１７．５换算圆球体积（ｅｍ３）６．１６５２．８０６１．６２９０．７６５０．１８９圆球质量（ｇ）１６．５７８７．５４６４，３８２２．０５９０．５０９０．０６３圆球的个数ｎＯ．３１．２３．１８．３４９．１２３７模拟采用圆球个数０２３８５０９．０１３．５１３．２９．５４．７５２．３６１．１８０．６１４．６１１．３５７．１２５１７２５１５７１５．Ｏ７．０２．Ｏ３５５５１．７７Ｏ．８９０．０２４２．９Ｅ．３３．７Ｅ－４２３７８９７２０１５０．００８９．９Ｅ＿４８９６６２０１５．Ｏ２表３．３４．７５ｍｍ以上集料占总集料８０％的级配混合料中的质量（ｇ）筛孔尺寸（ｍｍ）１９０１６．０１３．２９．５４．７５百分含量（％）５１０１５换算圆球直径ｍｍ２２，７５１７．５换算圆球体积（ｅｒａ３）６．１６５２．８０６１．６２９０．７６５Ｏ．１８９０．０２４２．９Ｅ．３圆球质量（ｇ）１６．５７８７．５４６４．３８２２．０５９０．５０９圆球的个数ｎ０．３１．３３．４９．７５８．９模拟采用圆球个数５．０１０．Ｏ１５．０Ｏ２３１０１４．６１１．３５７１２５３．５５５１７７２０３０５２２２０．０３０．０５．０５９７９２５６２．３６１．１８０．０６３０．００８９．９Ｅ＿４７９．０２５６．１２０１５．０２．０２．００．６０．８９３．７Ｅ＿４２０１５如果沥青混合料拌合均匀，可以认为混合料是均质、各向同性。这就是说，任何一种类型的集料在混合料中的分布都均匀，在混合料中任意部位单位体积内的集料种类及集料数量都相同。因此可以找到一个最小的结构单元。如果混合料是由两种集料组成，分别用１＃和２＃表示这两种集料，他们的数量比为１：２，那么就认为这种混台料的最小单元就是由一个１＃粒子和两个２＃粒子组成。假设最小结构单元之间不嵌挤，如能计算出这个单元所Ｉ与的体积，再计算出在混合料中有多少个这样的单元，在计算机里累加就可以算出混合料的体积。利用填充原则，根据前面的研究结论，形成混合料骨架的集料应占全部集料的６８％（对于骨架空隙结构，此值应提高）。这样一来，只需要对６８％的大颗粒进行计算，而剩下的３２％就可以类似于矿粉的处理，它们只是用来填充火颗粒形成的空隙。由丁假设与实际情况不相符，模拟后形成的总体积与实际成型的体积会有所差异，采用修正系数Ⅵ米进行修正。ｑ的表达式为：。：鳖‘‰｛ｆＩｑ是由大量的试验数据整理得到的，因此它的准确性很大程度上依赖于经验。根据给定的１值就可以用计算机得到实际的混合料体积，‰际２叩％拟，这样混合料的体积参数就可以计算出来。第三节程序的流程图如下图３．Ｉ所示程序功能介绍９进入系统◆选择沥青混合料类型ＬＨ．，Ａｃ．，ＡＫ．等★７ｌ选择沥青用量◆选择级配（各级含量）★计算颗粒数量＋进行结构模拟０体积参数预估不满意，／史＼＜／Ｙ’煮＼＞’Ｉ选择沥青种类及各项指标＋选择集料的种类（粗：碎或砾：细：天然或人工；矿粉：矿石种类）及各项指标｛上性能参数预估不满意／＼Ｖ＋音叉打印预测结果并结束程序幽３ｌ计算机模拟流程图程序进行的第一步是选择混合料的类型，在这一部分里用户根据所将要选用的混合料类型相应的选择程序中的混合料类型，（如图３．２所示）图３．２选择混合料的类型选择好了以后（例如选择Ａｃ一２０Ｉ），再进行沥青用量的选择图３．３沥青用量的确定选择了沥青用量后接着可以进行级配的选择，级配的选择的对话框如下图３．４Ａｃ一２０Ｉ中值级配这时用户可以根据对话框右边绘出的级配曲线判断级配是否符合要求，如果级配的选择是令人满意的，则可以进行下一步的选择，如果不能’止人满意则可以改变各级筛孔的含量，直至级配曲线让用户满意为止。Ｆ一步是颗粒数量的计算，结果如图３．５所示：图３．５颗粒数量的计算结果现在点击结构模拟可以进行沥青混合料的结构模拟，模拟的结果如图３６一图３．１１所示。结果表明，当４．７５ｒａｍ以上集料在５２％时其结构基本属于悬浮密实型，当４．７５ｍｍ以上集料在６９％时其结构基本属于骨架密实型，当４．７５ｍｍ以上集料在８０％时其结构基本属于骨架空隙型。在进行结构模拟时遵循的几个原则是：１．２．本次模拟仅限于二维的平面模拟，将圆球形的集料简化成相同直径的圆形颗粒。开始的分布面积按６８％的颗粒所占的面积乘以空隙率系数确定，为方便计算机排布，减少运行时间，此系数可采用１．２５（一般密级配混合料结构的ＶＭＡ在１２％一１８％）；进行排布时，每一个颗粒所在的位鼍随机排布，排布顺序是按颗粒粒径由大到小。颗粒与一条边界接触后，只能够沿着这条边界线上下（或左右）移动，判断的方法是该圆与此边界的距离等于该圆的半径；进入角落后便不再移动，判断方法是该圆的圆心与两条边界的距离都等于半径。颗粒在移动的过程中，如果接触到其他的颗粒，则与这个颗粒作为一个整体移动，始终保持接触，在遇到障碍时因颗粒的一定方向必须变化，此时可以改变接触点的位置；在进行移动的时候，原则上先移动将要排布的颗粒，已经排布的颗粒位置原则上保持不变（大颗粒的位置保持不变）。如果在给定的面积内无法将所有的骨架颗粒全部排完，则需要增大分布面积，增大的面积按剩余的骨架颗粒所占的平面面积乘以空隙率系数确定。３．４．５．６．７．分别对最大公称粒径为１９．０ｍｍ的三种级配进行模拟，这三种级配的各级集料含量见表３．１、表３．２和表３，３，上述三表中颗粒的数量是集料总量是１００９时数值，本次模拟时对集料总量为２００９时也进行了模拟，模拟结果及耗费的资源如下：表３．４三种级配模拟耗费资源情况表～＼级配类型—～——＼４．７５ｎｍｌ以上集料含量为５２％４．７５ｍｍ以上集料含量为６９％４．７５ｍｍ以上集料含量为８０％１００９集料颗粒总数７５３８３２０２２４１９模拟时间２００９集料颗粒总数模拟时间１５０７６６４２４４８３８６分５０秒２２秒１３秒５０分４２秒１分３６秒５３秒图３．６４．７５ｍｍ以上集料含量图３．７４．７５ｍｍ以上集料含量为５２％的级配（１００９）为６９％的级配（１００９）图３．８４．７５ｍｍ以上集料含量为５２％的级配（２００９）圈３．９４．７５ｍｍ以上集料含量为６９％的级配（２００９）图３．１０４．７５ｍｍ以上集料含量为８０％的级配（１００９）图３．１１４７５ｍｍ以上集料含量为８０％的级配（２００９）第四节系统功能的完善在上一节中得到了沥青混合料平面分布的模拟结果，然后可以选择各种参数，进行沥青混合料的性能预估，参数选择包括沥青种类及沥青的性能参数、集料种类及集料的性能参数，分别见图３．１２、图３．１３和图３．１４所示。图３．１２沥青种类的选择图３．１３集料种类的选择图３．１４集料的指标的选择沥青混合料的体积参数及预估的混合料性能参数见图３．１５及图３．１６所示图３．１５体积参数预估在性能参数预估里，得到的性能参数是根据以往的试验结果，对其进行分析给定的，因此试２５验谘料撒准确，数据库越丰富，预测结果的可靠性就越高。图３．１６性能参数预估第四章集料骨架形成的试验分析沥青混合料的骨架类型对其路用性能影响很大，级配中不同的集料含量形成了不同的骨架类型。粗集料的含量对骨架的形成起决定作用。因此在研究矿料的级配类型对沥青混台料的性能影响时，必须研究混合料的骨架类型。在本章里主要研究了骨架形成的条件，检验嵌挤骨架的指标与方法。第一节沥青混合料的骨架类型沥青混合料是一种复杂的多种成分组成的材料，它是由矿料和沥青胶结料所构成的、具有空间网络结构的一种多相分散体系，它的力学强度，主要来源于矿质颗粒之间的摩擦力和沥青与矿料之间的粘结力。沥青混合料按其强度构成原则的不同，可分为按嵌挤原则构成的结构和按密实级配原则构成的结构两大类。按嵌挤原则构成的结构强度是以矿质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主、沥青粘结料的粘结作用为辅构成的，这种结构以较粗的颗粒构成骨架，沥青结合料填充其空隙，结构的强度受温度的影响较小：按密实级配原则构成的沥青混合料的结构强度是以沥青与矿料之间的粘结力为主、矿质颗粒间的嵌挤力和内摩阻力为辅构成的，由于沥青结合料的感温性能，这类沥青混合料的结构强度受温度的影响较大。因沥青混合料的骨架是由粗集料形成的，在这里先介绍一下粗细集料的划分情况：粗细集料的划分主要是根据贝雷法（ＴｈｅＢａｉｌｅｙＭｅｔｈｏｄ），贝雷法的一个重要前提就是区分哪些集料是粗集料（ＣＡ，ＣｏａｒｓｅＡｇｇｒｅｇａｔｅ），哪些集料是细集料（ＦＡ，ＦｉｎｅＡｇｇｒｅｇａｔｅ）。粗细集料之间的“分界点”或“主要控制筛孔（ＰＣＳ）”（ＰｒｉｍａｒｙＣｏｎｔｒｏｌＳｉｅｖｅ）在图４．１中给出。主要控制筛孔尺寸是与下式计算结果最接近的那个筛孔的尺寸：ＰＣＳ＝ＮＭＰＳＸ０．２２（式４．１）式中：ＰＣＳ一级配组成中的主要控制筛孔；ＮＭＰｓ一最大公称粒径，与在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ中的定义相同；公式中的Ｏ．２２是对不同形状的集料进行压实时经二维和三维分析得到的系数。这个数值对于沥青混合料可能不是１００％的准确，但分析表明只要级配的系数值在ｏ．１８～Ｏ．２８之间，采用ｏ．２２这个数值是没有多大影响的。Ｏ．２２是不同程度压实时的平均水平。＊如Ｉ砬辈∞驰鲫伸∞邬们吾；∞铺孔尺寸Ｃｏ‘５）图４．１粗集料与细集料的分界点沥青混合料按其结构特点可分为下列三种类型：（】）悬浮密实结构根据连续级配原理组成的密级配沥青混台料，矿料级配基本上是按照富勒（Ｆｕｌｌｅｒｅｑｕａｔｉｏｎ）曲线的指数原理构成／＇ｌＩＥ富勒和汤姆生（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）认为在获得混合料的最大密实度时，下式中的指数ｎ＝０５。但美国ＳＨＲＰ计划的研究成果Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ却认为指数ｎ＝Ｏ．４５时能获得最大密实度。Ｐ划ｏ％７（式４．２）式中：Ｐ一相当于矿料总量的某一筛孔的通过百分率（％）ｄ一该筛孔的尺寸（ｍｍ）：Ｄ一级配的最大集料粒径（∞）。这种级配由于材料从太到小连续存在，并且各有一定的数量，因此，同一档较大的颗粒都被较小的颗粒挤开了，尤其是填充颗粒太多，骨架颗粒就悬浮于填充颗粒之中。这种结构通常按密实级配原则进行设计，其密实度与强度较高，水稳定性、低温抗裂性、耐久性都比较好，是普遍使用的沥青混合料。但是由于受沥青材料的性质和物理状态的影响较大，故高温稳定性较差。我国规范规定的Ｉ型密级配沥青混凝土是典型的悬浮密实结构。（２）骨架空隙结构沥青混合料的粗颗粒彼此紧密相接，形成骨架。骨架孔隙结构是指骨架之间的空隙由少量的填充颗粒来填充，混合料形成的空隙较大。骨架空隙结构根据租集料的形状可为两类：一类称为非嵌挤骨架空隙结构，另一类称为嵌挤骨架空隙结构。当粗集料的棱角性较小，接近于球形时，粗集料的之间是以点点接触或点面接触形成骨架的，称为非嵌挤骨架结构；当粗集料的棱角性较大时，粗集料以面面接触形成骨架的，称为嵌挤骨架结构。在这种结构里，粗集料之间的摩擦力与嵌挤力对混合料的强度起着主要作用。它受沥青的影响较小，因而高温稳定性较好。但由于空隙率较大，透水性好。耐老化性能、低温抗裂性能、耐久性能较差。我国规范中的半开式沥青碎石混合料及国外使用的开式大空隙排水式沥青混合料（ＯＧＦＣ）是典型的骨架空隙结构。（３）骨架密实结构当混合料中粗集料以足够的数量形成骨架，同时填充颗粒数量适中，没有挤开粗集料的骨架，沥青粘结料的饱和度适中，这样的混合料的密实度大而残余空隙率较小，属于骨架密实结构。同样根据粗集料的棱角性可以把这种结构分为非嵌挤密实骨架结构和嵌挤密实骨架结构，当粗集料是以点点接触、点面接触形成的结构为非嵌挤骨架密实结构，而以面面接触形成的骨架结构称为嵌挤骨架密实结构。骨架密实结构具有悬浮密实结构和骨架空隙结构的优点，是一种较为理想的结构类型。它的矿料级配是一种非连续的间断级配。现在国际上普遍使用的沥青玛蹄脂碎石混合料（ＳＭＡ）是典型的骨架密实结构。沥青混合料典型结构的优缺点比较见表４．１。表４．１不同沥青混合料结构类型的比较骨架孔隙结构骨架密实结构结构类型悬浮密实结构骨架非嵌挤骨架嵌挤骨架非嵌挤骨架嵌挤空隙率（％）３—６＞１０＞１０３—４（４．５）３—４（４．５）沥青用量较多很少很少多多细集料用嚣多很少很少适量适量抗车辙变形差一般好一般很好疲劳耐久性好很差很差很好很好抗裂性能好很差很差很好很好水稳定性好很差很差很好很好渗水情况小很大很大小小抗老化性能很好很差很差很好很好抗磨损很好很差一般很好很好抗滑性能较差好好好好路面噪声，反光，溅水冰雾著好好一般一般第二节骨架的形成条件沥青混合料的结构类型分为三种：悬浮密实型、骨架空隙型和骨架密实型。其中骨架空隙型和骨架密实型的高温稳定性要优于悬浮密实型，这一点已经被室内试验和实践所证实。高速公路的发展．交通量的增多，尤其是重载车辆的增多，对沥青混合料的高温稳定性提出了更高的要求，骨架的形成与否成为沥青混合料抵抗高温变形的一个重要因素。４．２．１试验设计试验目的是寻求沥青混凝土中骨架的形成规律，根据骨架的特点，在混合料受力时，大部分力应该是由骨架来承受，而小的填充粒径则不受力或者受很小一部分力，因此在外力很大时，形成骨架的颗粒会破碎。而填充的颗粒不破碎或者个别受力的颗粒破碎。当用不同粒径进行混台后，进行压碎试验，对压碎结果进行筛分，便可以得知形成骨架的颗粒由哪些粒径组成。为了掌握不同粒径在受力时的破碎规律，先对单一粒径进行压碎试验，寻找破碎规律，然后再对不同粒径不同比例混合的级配进行压碎试验来判断骨架的形成。本次试验，采用的仪器、施加的压力及操作过程与规范《公路工程集料试验规程》（ＪＴＪ０５８－－２０００）Ｔ０３１６－－２０００“１１中规定的沥青混合料的集料压碎值试验相罚。如果沥青混合料是骨架密实型的级配，那么在压碎时应该只有形成骨架的颗粒破碎；如果是悬浮密实型的级配，那么在压碎时既有大粒径的颗粒破碎也有小粒径的颗粒破碎：当沥青混合料是属于骨架空隙型的级配时，当然也是形成骨架的颗粒破碎。因此这个试验是借助于压碎值的试验来帮助判断沥青混合料结构的类型。４．２．２试验过程与结果为了测试沥青混凝土骨架的受力规律。对ＡＣ．２０Ｉ型的上限、下限与中值及Ｓｕｐｅｒｐａｖｅｌ９中相应的级配进行了集料的混合（这里只对２．３６ｒａｍ以上的颗粒进行了混合）。首先对１９．０ｒｉｍｌ、１６．０ｍｍ、１３．２ｍｍ、９．５ｍｍ、４．７５ｍｍ和２．３６ｍｍ单一粒径的集料进行压碎试验（试验所用石料为江苏船山石灰岩），得到每一种石料的受力破碎规律。四次压碎的平均结果及其向更小粒径的转化规律见表４．２。然后对于ＡＣ．２０Ｉ型中的１９．ｏ一１６．Ｏ一１３．２、１９．Ｏ一１６．０—１３．２—９．５、１９．０—１６．Ｏ一１３．２—９．５－－４．７５、１９．０—１６．Ｏ一１３．２—９．５－－４．７５—２＿３６各级进行五种不同比例混台，分别取３Ｋｇ进行压碎试验，然后进行筛分（只用了０．６ｍｍ以上的筛子）得到各个筛孔上的含量。４．２．３试验结果分析根据前面对单一粒径的压碎结果，可以间接算出不同比例混合压碎的筛分结果。计算方式如下：对于１９．ｏ：１６Ｏ：１３．２＝１：４：２．５的组合，做压碎试验用料分别为Ｏ．４千克、１．６千克和１．０千克，那么乐碎后４．７５ｒｎｍ筛上的含量为：Ｏ．４×１９．０２％＋１．６×２１７８％＋１．Ｏ×２５．８５％＝０６８３（千克）其他筛上的含量计算方法相同。按这种比例混合的计算压碎结果与实际压碎结果见表４．３，用图表示见图４．２。从幽４．２曲线的整体趋势看，实际压碎曲线与计算结果曲线比较吻合，其中９．５ｍｍ一级实际压碎的平均结果与计算压碎结果相差６．１％。［（ｏ．６３９－－０６００）／０．６３９８％、Ｏ．６ｒｎｍ＝ｏ．０６１］，４．７５ｍｍ一级相差３．７％、２．３６ｒａｍ一级恰好相同、１．１８ｍｍ～级仅相差Ｏ一级相差５％。ｏ。６ｍｍ以下的相差１０％。粗集料相差较大是因为粗集料的数量太少，相差一个石子就可以使误差变得很大，因此这个误差可以忽略。尽管０．６以下一级的相对误差比较大，但是绝对误差还是比较小，而且这个误差是几个筛孔的累积误差．因此１０％的数值可以接受。这个结果充分表明１３．２ｍｍ以上的各级粒径在ＡＣ－－２０Ｉ型都是起到了骨架的作用，这些颗粒的实际受力状态与假设的受力状态一致。表４．４是在混合料中混入了９．５ｍｍ一级的集料，混合的比例为１：４：２，５：２．用图表示见图４．３；表４．５是在混合料中混入４．７５ｒａｍ一级的集料，混合比例为１：４：２，５：２：３，用图表示见图４．４；表４．６是在混合料中混入了２．３６ｒａｍ一级的集料，混合比例为１：４：２．５：３：２，用图表示见图４，５。图４，３和图４．４的实际压碎结果曲线与计算结果曲线也是比较吻合，图４．５中的实际压碎曲线与计算结果曲线吻合的程度较差，这说明２．３６ｒａｍ一级的集料已经不是骨架的组成部分，有一部分在混合料中起填充作用．填充颗粒在压碎时受力较小或者不受力，在压碎试验中不破碎，小颗粒的加入使单位体积内的颗粒数增加，每一个颗粒所受的应力减少，部分大颗粒在受力时不破碎。因此计算结果曲线与实际压碎曲线有了较大的偏离。表３．２单一粒径压碎的平均结果及其转化规律１６．Ｏｍｍ１９．Ｏｍｍ筛孔尺寸（ｍｎ心（Ｋｇ）２６５１９，Ｏ１６．０ｌ３．２９５４．７Ｓ２３６ｌ，ｌ８３０１３．２ｍｍ压碎９．５ｍｍ压碎４．７５ｒａｍ２．３６ｍｍ压碎总质量压碎结果（Ｋｇ）转化帛％压碎结果转化窒％转化蛊％结果（Ｋｇ）结果转化摩％压碎结果转化章％结果转化率％（Ｋｇ）衅ｇ）（Ｋｇ）Ⅸ曲０．３３９０４９３０．３８９０．４７５０５７ｌ０３５０１０８１１．２９１６４３１２．９８０．３４８０．６０４０．５９１０６５３０．４０２０１１００．１ｌ７ｌｌ５８２０１３１９７ｌ０５１５０７８２０７７６０４６ｌ０１４１１７．１８２６．０８２５．８５１５３７４．７２１５．８４１９．０２ｌｌ６７３．６１０７２８ｌ１２００．５７５２４２５３７．３２１９．１６２１．７８１３４１３６５３．８８１．３６７０８９０．２５９０．２１ｌ４５．５７２９６８８．６２５７．０２５１．５６８０６５５０３６３５２２７２ｌ８２１２．０９０１８４Ｏ．１６ｌ６１５５．３５０６０．６０１０８３６ｌ０１３２４．３９０１６７５．５７０１７６５８６０１９２６．４１０．２２４７．４８０．２６９＆．９５８０．４０７１３．５６以下表４．３１３，２ｍｍ以上粒径混合时的计算压碎结果与实际压碎结果１９０ｍｍ１６０１３２ｍｍ９５４７５２３６Ｉ１８０６０６ｍｍ、、、、颁孔尺寸计算结果（Ｋｇ）实际结果】（Ｋｇ）＼＼ｍｍｍｍｎ瑚０．６８３０．６８５ｍｍｍｍｍｉｔｔ以下０．１８００．１９ｌ０．０４５０．０７７０．２５１０．３２７０．５４６０４４５０．６３９０．６２７Ｏ．４１５０．４１７０．１２００．１１５Ｏ．１２００．１１６ｌ实际结果２（Ｋｇ）０．０７５０．３１４０．４２６０．５７２０．？３８０．４１２Ｏ．１２２Ｏ．１３６０．２０５『平均值（Ｋｇ）０．０７６０ｆ３２１０．４３６０．６０００．７０８０．４１５Ｏ．１１９０，１２６０．１９８『误差（％）６８．９２７９２００６．１０３．７００．０００．８０５．００１０．０＼筛７Ｌ尺寸表４．４９．５ｍｍ以上粒径混合时的计算压碎结果与实际压碎结果１９０】６０１３．２９５４．７５２．３６１ｌ８０６０．６ｍｍ＼＼ｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍｍ以下计算结果（Ｋｇ）０，０３６Ｏ．１９８０．４３１０．６５８０．７７５０．４４９Ｏ．１３４０１２９０．２０３实际结果１（Ｋｇ）０．１３５０．２７５０．４０００．５０５０．７５３０．４４４０．２１２０．０６９０．２０３实际结果２（Ｋｇ）０．０９４０．３０７Ｏ．３５６０．５３５０．７５６０．４３７Ｏ２１２００７２０．２１２平均值（Ｋｇ）Ｏ．１１５０．２９１０３７８０．５２０，７５５０．４４１０．２１２Ｏ．０７１０．２０８误差（％）２１８．０４７．０１２．３２１．Ｏ２．７０１．９０５８．２４５，４２．２０表４．５、＼筛孔尺寸４，７５ｍｍ以上粒径混合时的计算压碎结果与实际压碎结果１９０１６０１３２９５４７５２３６１．１８０６０．６ｍｍ＼＼ｍｍⅡＩｍｍｍｈｉｍｍｍｒｆｌｍｍｍｍｍ以下计算结果（Ｋｇ）０．０２７Ｏ．１５ｌ０．３２７０．５０００．９１７０５５５０．１６４０．１４９０．２０８实际结果ｔ（ｋ）０．０５２０．２６４０．３７９０．４８５０．７９５０．５０６０．２３２０．０７００．２１３实际结果２（Ｋｇ）０．１０６０．３５３Ｏ．２９ｌ０．４２３０．８１６０．５１４０．２２４０．０６４０．２０７平均值（Ｋｇ）０．０７９０．３０９０．３３５０．４５４０．８０６０．５１００．２２８０．０６７０．２１０误差（％）１９２．６１０４．３２．４０９．２０１２．２８．１０３９．０５５．０１．００弋表４，６２．３６ｒａｍ以上粒径混合时的计算压碎结果与实际压碎结果１９．０１６．０１３．２９．５４．７５２．３６１１８０．６０．６ｍｍｍｍｍｍｍｍｍｆｎｍｍｍｍｍｍｍｍ以下汁算结果（Ｋｇ）０．０２３０．１３００．２８２０．４３１０．７９１０．６９５０．２３１０．１７８０．２３６实际结果１（Ｋｇ）０．１０７０．３４１０．３３５０．３７２０．７１３０．５７７０．２６３０．０７６０．２１５实际结果２（Ｋｇ）Ｏ．１２２０，３８５０．３５００．３６００．６７００．５６８０．２６７０．０７３０．２００平均值（Ｋｇ）０．１１５０。３６３０．３４３０．３６６０．６９２０．５７３０．２６５０．０７５０．２０８误差（％）３９７．８１７９．２２１．５１５．１１２．６１７．６１４．７５８．１１２．１矿矿，妒６对ｐ妒母妒母带：矿Ｅ至互亟堑三三甄亟三三三圈妒栌矿’矿，矿爷，带≥矿Ｅ三亚亟ｊＥ亟亟三至亟囹图４．２１９．０—１３．２各级集料混图４．３１９．０—９．５各级集料混合合压碎结果与计算结果压碎结果与计算结果二＼．乏，／ｓ再参／乎．●ｒ．，吐删∥／正，‘Ｌ３／２＂碍ｔⅦ＼一一扩矿矿１妒６，妒母母。妒：≯图４．４Ｅ至玉匿叵ｊ三亟亟三至亘圃１９．０—４．７５各级集料混矿矿矿÷妒６，矿妒々爷：≯图４．５Ｅ三亟西三互夏亟夏三三圈１９．０－２．３６各级集料混合压碎的结果与计算结果合压碎结果与计算结果３．２．１结果的理论分析假设颗粒之间相互接触，且体积为ｖ（见图４．６），这些颗粒间的平均应力可用平均应力理论１１２１‘Ｉ”１来表示：％＝古薹厶伍“沙伍”ｌｘ“∈ｙ式中：ｘ，一表示接触位置的变化。ｍ一累积指数；Ｍ一颗粒接触点的总个数：（式。．３）‘伍”）一在接触点Ｘｍ处的离散作用力三ｆｋ“）一分向量（见图３．７）错误ｌ未定义书签。错误！未定义书签。３２ｘｍ】图４．６一种颗粒组成，其体积为ｖ图４７骨架间的接触力（实线箭头）和分向量（虚线箭头）骨架的形成条件本文将颗粒划分为三类：１、形成骨架的颗粒，称之为骨架颗粒；２、填充骨架空隙的颗（改性是指它能改变沥青胶结料的性能）。对于ＡＣ－－２０Ｉ型集料的组成，当对大于９．５ｍｍ在形成骨架时，大于４．７５ｍｍ的集料应该在７０％左右，这个数值是对含有９．５ｍｍ以上集７５ｍｍ左右的部分集料肯定有一部分做了填充，因此不应考虑混入４７５ｉｒｍａ以后的试验结应用平均应力理论，施加４００ＫＮ的力是由整个体积里的颗粒平均承受。相同体积的颗粒承受的力相同。如果颗粒较大，单位体积里的颗粒数目就少，而且颗粒与颗粒接触点的数量也少，因此每个颗粒所承受的力就大，加上石料是一种脆性的材料，当其所受的应力超过了其抗压强度时，颗粒就会破碎。颗粒的破碎使单位体积的颗粒数目增多，颗粒所受的平均应力减少；且颗粒在外力的作用下在一定范围内重新排列，使接触点的数目增多，颗粒所受的力更加均匀，最终达到能够抵抗所施加的荷载。应用平均应力理论很容易解释在施加的外力大的时候颗粒破碎的多，而施加的外力较小的时候破碎的少（此次试验压碎后空隙率为２２％左右）。当混入的细集料较多时单位体积内的颗粒数目增多，受力会比较均匀，有一些大颗粒不破碎，另外，加入的一些小颗粒因填充了大集料的空隙而受力较小也不破碎，因此在图４，５上计算结果与实际压碎结果会出现了较大偏离。３．２．２粒，称之为填充颗粒：３、小于粗集料表面纹理深度的颗粒，称之为密实颗粒或者改性颗粒的集料混合后进行压碎试验，其破坏规律很相近（见表４．２和图４，３），无容置疑它们都是形成骨架的颗粒。４．７５—９，５ｍｍ之间的颗粒在混合料中占有相当大的比重，当混入这一级的颗粒时，压碎后仍有规律，但是已经不像前几级颗粒混合压碎的规律那么吻合（见国４．４），这说明在尺寸在４．７５ｍｍ附近的颗粒已经有部分（或者全部）成为了填充颗粒：再次混入２．３６－－４．７５ｍｍ后．规律的吻合程度更差（见图４．５）．说明这一级的颗粒已经是填充颗粒。若这～级的颗粒含量较多，它必将对己形成的骨架进行干涉，使之成为悬浮密实结构。在对这样的配比进行压碎检验骨架的组成时，这一级的部分颗粒也受力破碎。更细的矿料颖粒混入是增加矿料的比表面积，增加混合料中结构沥青的含量．从而改变沥青砂浆的性质，减少矿料间隙率．因此称这部分颗粒为密实颗粒或者改性颗粒。料任意比混合进行压碎试验得到的。在来混入９．５ｍｍ的集料时，４．７５ｍｍ筛上的累积百分含量为７０—７２％，当混入了９．５ｍｍ的集料时，４．７５ｍｍ筛上的累积百分含量为６８—７０％。在这里，没有计算混入４．７５ｍｍ的集料压碎后的筛分结果，因为４．７５ｍｍ是粗细集料的分界点ａ实际上，非常明显的分界点不存在，更为合理的是存在一个分界带或是分界区间。尺寸在４果。同样对于２．３６ｒｎｍ一４．７５ｍｍ一级的集料，也应限制其用量，因为它们处于分界点的附近，其用量对骨架的稳定非常敏感，用量多会撑开骨架使混合料成为悬浮密实结构，这一级集料的粒径亦可以称为敏感粒径。对于骨架的形成来说，前面提出，形成骨架的粗集料（即骨架颗粒）含量应该在７０％左右．这个结论与有关人员的研究结果２““形成骨架的粗集料其含量应占总体的７２％”很接近，还有人经过计算，在ＡＣ－－１６Ｉ中，骨架集料用赣应为６９．９％““。其实仅仅满足这样的一个条件，其骨架类型不能完全确定。如果粗集料是单一级粒径，含量在７０％左右也能形成骨架，但是嵌挤作用较著，只有不同粒径的集料进行混合，嵌挤效果才明显。第三节嵌挤骨架的分析与判断在第二节的试验设计时已经提出，单一粒径形成的级配其颗粒全是骨架颗粒。具有良好性能的骨架是嵌挤骨架，且嵌挤作用越大，骨架的稳定性越好，抵抗变形的能力也越强。骨架嵌挤的程度可用粗集料（骨架颗粒）的间隙率ＶＣＡ（ＶｏｉｄｉｎＣｏａｒｓｅＡｇｇｒｅｇａｔｅ）来表示。４．３．１试验设计先对单一粒径的集料进行ＶＣＡ的测试，然后对不同粒径的集料进行不同比例混合（只对形成骨架的颗粒试验）。由于形成骨架颗粒之间不存在填充关系，所以混合后ＶＣＡ值越小的组合，其骨架嵌挤的效果越好。４．３．２试验过程及结果本次试验的方法与中华人民共和国行业标准《公路工程集料试验规范》“’’（ＪＴＪ０５８－－２０００）Ｔ０３０９－－２０００中的要求基本相同。为了减少人为误差本次试验采用在振动台上振动密实，且在试筒上面加２０００克的配重来加强密实及自动找平。操作方法如下：在试筒中加入大约一半的混合料，加上配重，闭合电源开关，机器振动１分钟；然后装满试筒，振动３０秒钟，人工粗平，再振动３０秒钟，人工精平。根据试验规程中规定的方法，算出各种混合的ＶＣＡ的值，单一粒径的ＶＣＡ值见表４．７，不同混合的ＶＣＡ的值见表４．８。表４．７粒径（ｍｍ）ＶＣＡ的值（％）单一粒径的ＶｃＡ值１９．０３９．１４９３９¨２３９０２２３９．０９４１６．０３９．３１６３９．３３８３９．１０４３９．２５３１３．２３９．０１ｌ３９．１５２３９．０２２３９．０６２９．５３９．２６４３９．２７９３９．１００３９．２１４４．７５３９．０３７３９．１３４３８．７２ｌ３８．９６４２．３６４２，１６４４２．５２４４２．４５０４２．３７９第一次第二次第三次平均表４．８不同粒径混合的ＶＣＡ值１９，Ｏ一１６．０—１３．２颗粒的混合比例ＶＣＡ的值（％）１：４：２．５】：６：６３８．６６９３８．５８０３８．６２５０：２：２３８．０９３３８．１７５３８．１３４１：１：ｌ３８．６８９３８．７３４３８．７１２ｌ：２：２３８．７８５３８．７６３３８．７７４第一次第二次平均３８．６６９３８．６２５３８．６４７１９．０—１６．０—１３２－－９．５颗粒的混合１：４：２．５：比例１：６：６：４Ｏ：２：２：２１：１：１：ｌｌ：２：２：２ＶＣＡ第一次３７．８７４３８．８６２３９．６６９３８．２６８３８．５４３的值第二次３７．７４０３８．９２６３９．０７１３８．３３８３８．５４３（％）平均３７．８０７３８．８９４３９．３７０３８．３０３３８．５４３９．ｏ一１６．０—１３．２—９．５－－４，７５颗粒的混合１：４：２．５：１：６：６：４：０：２：２：２：比例１：１：１：ｌ：１：２：２：２：２：３４ＶＣＡ第一次３４．８６３３６．８０３３４．８９２３４．６９ｌ３５．０２２的值第二次３４．９１５３６．９６７３４．８６６３４．７３６３５．１７８（％）平均３４．８８９３６．８８５３４．８７９３４．７１４３５．１００１９，Ｏ一１６Ｏ一１３．２—９．５—４．７５—２．３６颗粒的混合ｌ：４：２．５：比例ｌ：６：６：４：Ｏ：２：２：２：１：１：１：ｌ：ｌ：２：２：２：２：３：２６：４３：２．５２：１４：２．５ＶＣＡ的值第一次３２．７８４３３．７１４３１．５５８３３．２４２２９－８７４（％）第二次３２．３３８３２．８６２３ｌ＿８８ｌ３２．９６３３０．３５３平均３２．５６１３３．２８８３１．７１９３３．１０２３０．１１３４．３．３结果分析为了寻找嵌挤骨架的形成规律，首先应区分骨架形成的各级粒径，形成骨架的最小粒径应不小于最大粒径形成的空隙。根据贝雷法（ＴｉｌｅＢａｉｌｅｙＭｅｔｈｏｄ）（考虑了不同集料形状组合后）认为：“混合料中粗细集料区分是以最大公称粒径Ｄ的０．２２倍所对应的相近尺寸筛孔孔径，以它作为分界点”。ＡＣ－－２０Ｉ型的最大公称粒径为１９，０ｒａｍ，其０．２２倍为４．１８ｒａｍ，其相近筛孔为４．７５ｒａｍ，粗细集料的分界点就定为４．７５ｍｍ。林绣贤教授将分界点定为最大公称粒径尺寸Ｄ的四分之一适应当前实际所用的筛孔“６’。贝雷法的特点是细集料的用量应根据粗集料形成的空隙来决定，并进一步推广至更细一级的集料，即除了小于Ｄ／４的集料不得挤开大于Ｄ／４的粗集料所形成的空隙外，小于Ｄ／１６的集料也不得挤开大于Ｄ／１６集料的所形成的空隙。小于Ｄ／６４的更细集料不得挤开大于Ｄ／“的集料所形成的空隙（依此类推），这种级配称为“多级嵌挤密实型级配”。一般地，单一粒径集料的ＶＣＡ（ＶｏｉｄｉｎＣｏａｒｓｅＡｇｇｒｅｇａｔｅ）大于多级粒径的ＶＣＡ。经对江苏船山的石灰岩进行ＶＣＡ测试．测试方法与中华人民共和国行业标准《公路工程集料试验规程》（ＹｒＪ０５８－－２０００）中集料的ＶＣＡ的测试方法相同，经测试发现，大于２．３６ｒａｍ的单一粒径，振捣密实后的ＶＣＡ在３９％左右。对于ＡＣ－－２０Ｉ型的粗集料混合时，当１９．Ｏ一２６．５ｍｍ，１６．０—１９．０ｍｍ，１３２—１６．０ｍｍ之间的颗粒按不同比例混合时。其ＶＣＡ差不多下降了０．５％。当然不同的配比，其下降的数值不同，但是差别不大（见图４．８）．这说明，１３．２ｍｍ以上的颗粒进行任意比混合时，其嵌挤的效果没有多大差别。当再混入９．５－－１３．２ｍｍ粒径时，ＶＣＡ的变化差异变大，按照Ａｃ一２０Ｉ的中值配比的集料ＶＣＡ最大，其值为３８．８９％，而其他配比为３８．０％左右，差不多相差１％（见图４．９）：按照Ａｃ一２０Ｉ型下限配比的集料ＶＣＡ值最小为３７．８０７％，嵌挤效果最好；再次混入４．７５ｍｍ一９．５ｍｍ时，Ａｃ一２０Ｉ中值配比的ＶＣＡ的值为３６．８８％，而其他配比则为３４．８０％左右，相差２％（见图４．１０）；从以上规律可以看出，尽管混入下一级的集料ＶＣＡ的值有差别．但是趋势是相同的，那就是ＶＣＡ的值都在减少，也就是说嵌挤的效果越来越明显。再混入２．３６—４．７５ｍｍ的集料时，ＡＣ－－２０Ｉ型中值配比的集料的ＶＣＡ为３３．２９％，而其他配比的差别也变大，ＡＣ－－２０Ｉ型的上限配比的ＶＣＡ为３１．７２％，一Ｆ限配比的ＶＣＡ则为３２．５６％，符合Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ配比的一种是３３．１０％，另外一种是３０．１１％（见图４．１１）。在未混入２．３６—４．７５ｍｍ一级的集料时，ＶＣＡ的差别还很有规律，而且差别也不大，这说明犬于４．７５ｍ，ｍ的集料都是骨架的组成部分，ＶＣＡ的不同是因为形成骨架的颗粒嵌挤效果不同，而按照ＡＣ－－２０Ｉ型中值配比的集料嵌挤效果最差，由４７５ｍｍ以上的集料混台测试结果可以看出，当ＶＣＡ的数值小于３５％时，可以认为嵌挤骨架已经形成。仔细分析加入２．３６－－４．＂］５ｍｍ一级的集料，可知ＶＣＡ减少很多的配比，说明加入的集料部分起了填充作用，ＶＣＡ减少不多的配比，说明混入的颗粒太多，除了填充作用以外，还发生了干涉现象，这充分表明这一级集料已经不是骨架的组成部分。在进行级配设计时，应仔细计算这一级集料的用量，以防止用量过多撑开了已形成的嵌挤骨架。４，３．４嵌挤骨架的形成的理论基础在热拌沥青混台料设计中，许多设计者必须凭经验和一定量的试验来确保混合料有足够的空隙，这些空隙包括，空隙率（Ｖａ）、矿料间隙率（ＶＭＡ）、沥青填隙率（ＶＦＡ）和粗集料的间隙率（ＶＣＡ）等，对于混合料的组合设计没有足够的规则和规律可循。一般的讲，设计者都是凭经验来确保沥青混合料的组成，很多人认为沥青混合料的抗车辙性能依赖于集料的骨架结构，即粗集料之间的嵌挤力，但设计粗集料嵌挤程度的方法并不多也很少应用。。ｊ“３８蕊＾签３７型３６譬３５３４＾Ｃ一２０‘上跟１＾ｃ一２０Ｉ‘ｊ值＾Ｃ・２０Ｉ下限ＳｕｐｅｒｐａｖｅｌＳｕｐｅｒｐａｖｅ２旧系列ｌ３８６５３８．６２３８．１３３８．２４３８３７图４．１０４．７５ｒａｍ以上各级粒径混合时的ＶＣＡ值图４．１１２．３６ｍｍ以上各级粒径混合时的ＶＣＡ值级配评价中的贝雷法就是直接确定粗集料嵌挤程度的一种方法。ＲｏｂｅｒｔＤ．Ｂａｉｌｅｙ在美国伊利诺斯州交通工程部门任职（１９９７年退休），他在负责试验室混合设计、现场生产及施工中发展了这种方法。贝雷法还介绍了如何根据级配成分的变化来调整沥青混合料各种体积指标。这些方法都是以集料的密实特性为基础的，它不仅影响着级配的空隙率，而且还能影响混合料的压实性能。贝雷法的内容有如下几项；１）、粗细集料的区分；２）、评价集料的空隙率；３）、通过体积设计来获得粗集料的嵌挤力；４）、评价集料混合后的性能。贝雷法在世界范围内得到了广泛地应用，它能提高沥青混合料的设计水平，提高混合料的路用性能。贝雷法的中，ｔｌ，思想是使级配的组合设计最终形成一个集料的骨架。这种做法提供了一个如何评价与调整级配组合设计的方法：ａ）、获得或保持混合料的体积特性；ｂ）、改变混合料的压实性能；ｃ）、改变混合料的重要特征。粒料在堆积时集料之间总会有空隙。单位体积内空隙的多少取决于下列因素：压实工具的类型及压实功能的大小｛颗粒的形状；颗粒的表面纹理：颗粒分布状况（级配）。４．３．５级配分析为了分析沥青混合料的级配，把混合料分为几部分，每一部分分别评价。混合料中的粗集料是指从最大粒径到主要控制筛孔（ＰＣＳ）之间的集料。然后再用０．２２这个数值求得第二控制筛｝Ｌ，用这个筛孔对剩余的集料进行相对粗细集料的划分，这样剩余的集料就被分为细集料中的粗集料和细集料中的细集料两部分。图４．１２表示了连续级配的级配分析中的集料分类情况。级配的分析就是通过这三个分类之间的相对比率来进行的。用这三个比率来评价集料的密实特性、调整混合料的体积参数、施工特性及路用性能。我国的Ａｃ—Ｉ型沥青混凝十基本上是属于悬浮密实型，根据前面的研究结果，Ａｃ一２０Ｉ型的骨架颗粒最小粒径为４．７５ｍｍ，而其中值级配４．７５ｍｍ以上颗粒的含量为５２％，但沥青混合料其骨架只有在骨架颗粒的含量火于６８％时才能形成，因此ＡＣ－－２０１中值的级配不能形成骨架，细集料的含量太多，粗颗粒悬浮在细集料中，最终只能形成悬浮密实结构。３７我国的ＡＣ－－ＩＩ型沥青混凝十，其粗集料的含量相对就很多。ＡＣ－－２０ＩＩ型沥青混凝土的混合料中的租集料部分主要控剖蒋孔细集料中的租集料部分第二控制筛孔细集料中的ｅ田集料部分图４．１２连续级配的级配分析中的集料分类级配中值，其４．７５ｒａｍ以上的颗粒含量为６４．５％，接近形成骨架的粗集料含量（６８％）。尽管没有完全形成骨架，但其骨架的潜在状态要优于Ａｃ—Ｉ型沥青混凝土。我国的沥青混凝土的骨架类型定义是很清楚的，但是在操作过程中却有难度。例如，传统的骨架密实结构是纽集料的含量很多，骨架颗粒悬浮在细颗粒之中，因此这一种级配形成的是悬浮密实结构。如果压实不好，剩余的空隙率比较大，那么这种结构就不再是密实结构，但是租集料仍然是悬浮在细集料中，那么这种结构该如何定义呢？该称为“悬浮空隙结构”吗？又如ＳＭＡ属于骨架密实结构。倘若是这种级配的沥青混合料在施工中也未能压实，是不是属于“骨架空隙结构”了？但根据骨架空隙结构的定义是：粗集料之间填充的细集料少，也就是级配中细集料的含量少．但是ＳＭＡ中用来填充的细集料数量却是足够的。那么未能压实的ＳＭＡ沥青混合料该属于哪一种结构呢？本来属于骨架空隙结构的级配，在未能压实时，空隙率会更大，这一种结构由该称为什么类型呢？这些问题根据我国目前的区分标准不好回答。根据前面的研究结果，如图４，１３所示，当粗集料的含量在６５～７２％对，能够形成骨架密实结构：粗集料的含量太于７２％时，能够形成骨架空隙结构；粗集料的含量低于６８％时，能够形成悬浮密实结构。应当指出的是，粗集料的含量仅仅是形成相应结构类型的必要条件而非充分条件。粗集料的含量、不离析加上适宜的碾压程序是形成相应的结构类型的充分条件。图４．１４是我国Ａｃ一２０Ｉ型及Ａｃ一２０ＩＩ型的级配区域及其中值的曲线。两条粗实线是Ａｃ一２０Ｉ型的上下限，细实线是ＡＣ－－２０Ｉ型的中值：两条粗虚线是Ａｃ一２０Ｉ【型的上一Ｆ限，细虚线是Ａｃ一２０ＩＩ的中值，带数据标，占的细实线是级配Ａ，从图中可以看出，级配Ａ即可以看成是Ａｃ一２０Ｉ也可以看成是ＡＣ－－２０ＩＩ。而各自的中值所属的类型相对来说就明确多了，这或许是我国在进行级配选择时总是让所选缀配接近其中值韵原因。（％）如舳为∞∞如０１０２０３０４０５０６０７０８０９０１００图４．１３级配中的粗集料与细集料的含量关系从图４．１５中可以看出，我国的级配范围也在ＳＩ－ＩＲＰ的范围之内。但是由于ＳＨＲＰ只是对几个筛孔的通过量进行了限制（控制点），这样在进行级配设计时，设计人员有较大的选择余地，真正称得上是级配设计。我国对每一筛孔的通过量都进行了限制而且建议尽量接近级配范围的中值，这样一来就基本不存在级配选择的问题，而只是级配验证的问题。但美国的ＳＨＲＰ也不是没有问题．图４．１５中所表示的是我国ＡＣ－－２０两种类型及ＳｕｐｅｒｐａＶｅｌ９．０的控制点与禁区（在这里先不考虑禁区的合理性与否），假设有两个级配Ｃ和Ｄ，这两个级配的唯一区别就是在１９．０ｍｍ筛处的通过量Ｃ为９０％，Ｄ为８９％。按照这两种级配所配制的沥青混合料在性能上应该是很相近的。但是按照ＳＨＲＰ的定义，级配Ｃ的最大公称粒径为１９．０ｍｍ，而级配Ｄ的最大公称粒径为２６．５ｍｍ，这样一来，两种级配就有各自的控制点和禁区，在进行级配选择时样也有一些麻烦。ＳＨＲＰ中在进行级配选择时是选择三个级配进行试验，取其中性能最好的一种级配作为推荐级配。由此看来，ＳＨＲＰ在进行级配选择时也只是在级配范围的限制上比我国放松了一些，设计者有了较大的选择余地，但二者最终都要与性能结合起来，以混合料的最终性能来确定级配的组成，从这一点上来讲，二者是相同的，ＳＨＲＰ也没有多大的优越性。图４．１４我国两种类型的级配区域及相应的级配中值图４．１５我国ＡＣ一２０级配中值与Ｓｕｐｅｒｐａｖｅｌ９．０级配的比较沥青混合料的设计随着Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ体积设计法的执行而正在改变・Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ中对集料质（ＳＧＣ，Ｓｕｐｅｒ＇ｐａｖｅＧｙｒａｔｏｒｙＣｏｍｐａｃｔｏｒ）改善了沥青混合料的压实方法。在当前的沥青混合贝雷法用～系列的试验来评价级配的影响及相应的空隙变化，得到了下列一些具体的结论；４．３．６影响骨架嵌挤的因素量的要求及沥青粘结料规范的制定，提高了混合料的设计水平。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ的旋转压实仪料发计中，没有任何一种体系总结了集料之间的嵌挤状态和相应的混合料的体积参数。对此Ａ）用４个筛孔来确定级配曲线的形状；１）、主要控制筛孔来区分粗细集料；２）、粗集料的中间筛孔；３）、细集料中区分相对粗细集料的筛孔；４）、细集料中的第二个分界点筛孔，区分细集料中最细集料部分。Ｂ）三个比率确定了级配曲线的形状。第一个比率（ｃＡ）确定了级配中的粗集料；第二个比率（ＦＡｃ）确定了细集料中较粗的那一部分的集料；第三个比率（ＦＡ，）确定了细集料中较细的那一部分集料。三个比率影响着组成的级配中的空隙状况。Ｃ）随着粗集料嵌挤的形成。空隙一般会随着粗集料的增加而增加。Ｄ）比率ＦＡｃ最能影响矿料间隙率（ＶＭＡ）。当ＦＡｃ降低时，ＶＭＡ增加。增加级配中租砂用量，减少细砂的用量，保持砂的总量不变会使混合料中空隙率增加。Ｅ）粗集料的比率能影晌混合料的空隙。当ＣＡ值增加，即总的粗集料不变，空隙率将增加。Ｆ）ＦＡＦ值也能影响混合料中空隙率。当细集料的总量不变，ＦＡＦ降低时，空隙率将增加。减少混合料中最细集料而保持细集料的总量不变将使空隙率增加。试验表明粗集料是混合料中集料骨架的主要成分。能显著影响集料中空隙率。为了得到稳定的骨架结构，粗集料应有足够的数量，细集料中的粗集料部分应尽量减少以防止撑开骨架，为保证骨架密实，应有足够、适当的细集料填充。比方说，为了提高沥青混合料的高温稳定性，可采用较高的粗集料含量，根据前面的研究成果，其含量应在６８％以上；为保证密实，提高混台料的耐久性可采用足量的细集料中的细集料部分，但是这样形成的混合料断级配集料的尺寸大小相差很大，在施工过程中很容易出现离析问题（在第四章里将详细介绍）：为了增加混合料的间隙率（ＶＭＡ），可以适当增加细集料中的粗集料部分。必须指出贝雷法是级配设计中的一个工具，对于任何压实方法（马歇尔成型法或旋转压实仪成型法）都能指导混合料的设计。第五章集料骨架对沥青混合料性能的影响沥青混合料的路用性能与骨架类型密切相关，本章研究了级配不同时对沥青混合料高温稳定性、抗滑性、低温抗裂性以及对离析的影响。第一节试验设计为了研究级配不同时对沥青混合料性能的影响，设计了６种级配。为考察骨架对混合料性能的影响，考虑了贝雷法中粗细集料的分界点．认为４．７５ｒａｎａ是粗细集料的控制筛孔，因此第一种级配为４．７５ｍｍ～９．５ｍｍ之间的粗集料含量减少，此目的是考察骨架颗粒增大后对混合料性能的影响；第二种级配为４．７５ｍｍ～９．５ｍｍ之间的粗集料含量增大，此目的是考察骨架颗粒变小后对沥青混合料性能的影响。为了考察禁区对沥青混合料性能的影响，选择第三种级配从禁区的下方通过，第四种级配穿过禁区，第五种级配从禁区的上方通过。为了增加可比性，第六种级配是ＡＣ－－２０Ｉ中值。六种级配的组成见表５。１及图５．１图５１各种级配的图示第二节试验的实施本次试验所用材料，沥青为壳牌ＡＨ一７０号普通沥青。集料为江苏船山产石灰岩，矿粉为石灰岩。试验第一步，确定各种级配的最佳沥青用量。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。１（ＪＴＪ０５２－－２０００）Ｔ０７０２－－２０００中的规定，成型试件，做马歇尔试验，试验结果见表５．２。其中ｃ１代表第一种级配，Ｃ１１即为第一种级配的第一个沥青用量时的４２试件，依此类推。表中ｃ３１一ｃ６６中的数据见第二章表２６。表５．１沥青混合料级配组成混台科类通过下列筛孔尺寸（ｍｍ）的矿料重量酉分率（％．型及代号２６５１９．０１６０１３２９．５４７５２３６１．１８０６０３０１５．０７５ＡＣ．２０Ｉ级９５～７５～６２～５２～３８～２８～２０～１５～１０～１００６～１４４￣８配范围ｌＯＯ９０８０７２５８４６３４２７２０４７５—９．５含１００９７３８ｌ３６９３６０５２４０２９．３２２７１６１０７６７量减少Ｃ１４７５．９５含１００９７８８４．６７４７６７４２９３３２４．２１８７１３２８８５５量增加Ｃ２从禁区上１００９７５８２５７１６２４２３２２ｌ１５．５１１９．５６０通过Ｃ３穿过禁区Ｃ４１００９７５８２５７１６２４２３５２５１８１３９．５６．０从禁区下１００９７５８２５７ｌ６２４２４０３０２４１４５９５６０通过Ｃ５ＡＣ－２０Ｉ１００９７５８２５７１６２４８３７２７２Ｉ１５１０６．０型中值Ｃ６表５．２沥青混合料马歇尔试验结果编号项目ＣｌｌＣ１２Ｃ１３Ｃ１４Ｃ１５Ｃ１６Ｃ２ｌＣ２２Ｃ２３Ｃ２４Ｃ２５Ｃ２６沥青用量３．５４．０４．５５０５．５６．０３．５４．０４．５５．Ｏ５．５６．０（％）密度２．３９２２３８７２．４４７２４３６２．４３８２．４０６２．３９４２．４１ｌ２．４３５２．４３６２．４２５２４３０（∥ｃｍ’）沥青体积百分率７．８８．９１０２１１．２１２３１３２７８９．０１０２１１２１２．３１３３ＡＶ（％）矿料骨架闻隙率１３．５１３６１５６１６４ｌ６７１８２１５４１４８１５６１６．０１６８１７０ＶＭＡ（％）沥青填隙室ＶＦＡ５８．Ｏ６５２６５５６８６７３７７２６５ｌ０６０８６５０７０．４７３０７８．５（％）稳定度１４３１５４６９９５７１０８５１０６８１０．３４８．８ｌ８．９２１５．８４１５．５７８．５７（ＫＮ）流值（１／３３７２９８３５４３９７４ｌ】４６２２６６３１９２７４３６１３７．２３６７１０ｍｍ）空隙率５．７４．７５４５ｌ４．４５．０７５５８５．５４７４５３６由上表及表２６，根据规范中确定最佳沥青用量的方法得到六种级配的最佳沥青用量如下表５．３：表５．３各个级配的最佳沥青用量Ｃ１４，７７ｌ编号Ｃ２４．９８Ｃ３４．６ｌＣ４４．５４Ｃ５４．８３Ｃ６４．８２Ｊ最佳沥青用量（％）第三节试验结果分析５．３．１高温稳定性为了检验各种级配的高温稳定性，对每种按照最佳沥青用量成型车辙板，进行车辙试验，试验方法采用中华人民基和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》”１（ＪＴＪ０５２－－２０００）中的Ｔ０７１９—１９９３，得到的试验结果如表５．４所示，用图表示为图５．２及图５．３：表５．４车辙试验结果Ｃ１Ｃ２１４００２，８１Ｃ３９６９４．２０Ｃ４７７８５．４２Ｃ５７８８４，１４Ｃ６４５３６．７０ＩＩ编号动稳定度（次）８８７３．６５『一小时的车辙量（岫）图５．２级配不同与动稳定度之间的关系动稳定度高，说明混合料后期单位时间内车辙的增加量低。由表５．４、图５．２及图５．３可以看出，ｃ１与ｃ２都是骨架颗粒增多时的状况，这两种级配的动稳定度都比较高，而且Ｃ２是４．７５ｍｍ一９．５ｍｍ增多的级配其动稳定度最高，达到１４００次，这说明在骨架颗粒中，增加较小的骨架颗粒有利于动稳定度的提高，而且这种级配的总车辙量也是最小的，仅为２．８１ｒａｍ。ｃ３、ｃ４、ｃ５分别是与禁区有关的级配．从动稳定度来看，三者之间没有很大差别，从禁区下通过的级配动稳定度稍微偏高．穿过禁区的级配偏低，由此看来，禁区的限制的确没有必要，这与美国的研究结果一致。由于集料的种类繁多，级配相同而集料不同，会出现不同的结果，由于本次试验只是对江苏船山的石灰岩作了试验研究，其结论有局限性。图５＿３级配不同与一小时车辙量之间的关系５．３．２抗滑性能为检验级配不同时对抗滑性能的影响，根据中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》”１（ＪＴＪ０５２－－２０００）中的Ｔ０７３１—２０００的试验方法进行了构造深度的测试，利用中华人民共和国行业标准《公路路基路面现场测试规程》”３ＪＴＪ０５９－－９５）中的Ｔ０９６４－－９５的试验方法用摆式摩擦仪测定试件表面的抗滑性能，试验结果见表５．５。表５．５抗滑性能（构造深度与摆值）ｌ编号Ｃ１Ｃ２Ｃ３Ｃ４Ｃ５Ｃ６Ｉ构造深度（ｍｍ）０．６９Ｏ．６８０．６８Ｏ．６７０．６５Ｏ．６３ｌ摆值（ＢＰＮ）８１７８．２７６．８７９．９７５．２７５．８图５．４级配与构造深度之间的关系构造深度与摆值都与抗滑性能有关。构造深度能较好的反映混合料后期的抗滑性能。由表５．５、图５．４、图５．５可以看出：ｃ１与ｃ２这两种级配的构造深度与摆值都比较大，表明抗滑性能较好。ｃ３是从禁区Ｆ方通过的级配，其构造深度较大，但是其摆值较小，小的原因是摆的摩擦片与表面的接触点小，但因构造深度较大，其抗滑性能在较长的时间内能得到保证。ｃ４是穿过禁区的级配．其摆值较高，初期的抗滑性能较好，但因其构造深度较小，其后期的抗滑性能较难得到僳证。Ｃ５是从禁区上方通过的级配，它与Ｃ６（Ａｃ一２０Ｉ型中值的级配）在抗滑性能上基本相同，构造深度与摆值都比较低。上面的结果表明，增加骨架颗粒能增加混合料的抗滑性能，较粗的级配其抗槽性能也是比较好的。含有较多细集料的级配构造深度比较小，摆值也低，抗滑性能较难得到保证。图５．５级配与摆值之间的关系５．３．３低温抗裂性为了检验级配的变化对混合料低温性能的影响，对每一种级配制作４个平行的小梁试件。该小梁的尺寸为２５０ｒａｍ×３０ｍｉｎｘ３５ｒａｍ，采用轮碾碾压成型，试验温度为一１５℃，加载速度为５０ｍｍ／ｍｉｌｌ，利用ＭＴＳ试验仪进行低温弯曲试验，试验方法采用中华人民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。１（ＪＴＪ０５２－－２０００）中的Ｔ０７１５－－１９９３，试验结果见表５．６。表５．６低温弯曲试验编号Ｃ１Ｃ２Ｃ３Ｃ４Ｃ５Ｃ６抗弯拉强度（ＲＢ）（ＭＰａ）１０．３９９．４０１０．２８１０．６５８．５２９．１２最大弯拉应变（￡Ｂ）１０－４８．２９８．４２６．５ｌ８．０６６．７３６．２０弯曲劲度模量（ｓＢ）（１０４ＭＰａ）１．２９１．１７１．５８１．３３ｌ－３８１．５２图５．６级配与抗弯强度的关系由表５．６和图５．６可以看出：增大骨架粒径的级配（４．７５ｍｍ～９．５ｍｍ之间的含量减少，ＣＩ）和从禁区上通过的级配（Ｃ３）及穿过禁区的级配（Ｃ４），这三种级配形成的混合料抗弯强度较大：骨架粒径减少的级配（４．７５ｍｍ～９．５ｍｍ之间的含量增多，ｃ２）和Ａｃ一２０Ｉ型中值的级配（Ｃ６）两种级配形成的混合料其抗弯强度次之；从禁区下方通过级配形成的混合料其抗弯强度最小。ｃ３、ｃ４、ｃ５和ｃ６这四种级配４．７５ｒａｍ以上的粗集料的含量完全相同且Ｏ．１５ｍｍ以下的矿料也完全相同，单从这一点看出，填充的细集料增多，有利于抗弯强度的增大。从ｃ１、ｃ２看出，减少骨架粒径不利于抗弯强度的增加。图５．７级配与应变的关系图５．８级配与低温劲度模量的关系由表５．６及图５，７可以看出：ｃｌ、ｃ２和Ｃ４的最终弯拉应变比较大（Ｃ２最大），Ｃ３、ｃ５和Ｃ６的最终弯拉应变比较小（Ｃ６最小）。弯拉应变表示了混合料的变形能力，从这里可以得到骨架粒径的增加与减少对变形能力的改变不大（因ｃ１、Ｃ２都较大），通过禁区的级配（ｃ４）变形能力大，不通过禁区的级配（Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６）变形能力小，因此禁区对沥青混合料的低温变形能力没有影响（禁区是为沥青混合料的高温稳定性而设置的）。由表５．６及图５．８可以看出：Ｃ３（禁区上方通过）与Ｃ６（Ａｃ一２０Ｉ型中值，从禁区上方通过）的劲度模量最大，劲度模量大说明混合料的脆性增加，容易开裂。这说明，细集料含量的增加对低温抗裂性不利。增大骨架粒径及减少骨架粒径这两种级配的劲度模量都比较小，因而有利于抵抗低温开裂。第四节级配变化对离析的影响从根本上讲，离析就是混合料中不均匀的现象，广义地讲离析有三种：ｌ、级配离析：２、温度离析；３、集料与沥青的离析。温度离析是指混合料中各个部分的温度不一致，在运输车中混合料的表面、沿着车厢的边缘等处的混合料与中央的混合料温度有较大的差异。一般所说的离析是指级配离析。引起级配离析的原因很多，包括集料的堆积、生产、储存、汽车４７的运输、施工操作和设备条件等等。集科与沥青的离析一般出现在ＳＭＡ中，沥青从混合料中渗漏出来。离析的存在使实际级配与设计级配发生偏离，其中一部分混合料中的细集料含量增多，另一部分混合料中的粗集料含量增多，捏合料的性能发生变化，达不到预期的使用性能，因此应尽量防止离析的发生。本章首先分析了离析产生的原因，然后建立了二维碰撞模型，从理论上进行研究，分析了离析产生的过程。根据理论研究的结果，在实践上如何防治离析给出了很多的建议。５．４．１离析的原因一般所说的离析都是指混合料的级配离析，混合料在拌合均匀后。由丁二各种原因使铺筑到路面上后各级粒径的分布不均匀，使亍｝ｉｉ台料在性能上出现很大差异。混合料的级配设计是离析的内因，一般的说，连续级配不容易形成离析，而且颗粒分步较均匀的级配有良好的抵抗离析的性能，在拌合或者施工现场有较小的偏差不会明显改变沥青混合料的性质。而间断级配一般是容易离析的，在拌和厂、运输或者摊铺过程中有任何较小的偏差，都会导致路面的不均匀性。更为严重的是，如果间断级配中沥青粘结料含量很低时，无论采用何种技术，离析都将不可避免。应用ＦＨＷＡ的０．４５次方级配图表上的最大密度线可以帮助确定沥青混合料的级配。经验表明，不能应用最大密度线上的级配，一是因为这种级配没有足够的空间来容纳沥青．二是这种级配的集料在堆积时产生的离析能使混合料成为间断级配。一般说，离开最大密度线２％～４％的级配有较好的抵抗离折的能力，如想得至ｑ较细的级配可以在最大密度线的上方选择，如要得到较粗的级配则在最大密度线的下方选择。最大密度线的级配一般没有足够的矿料间隙率（ｖＭＡ），特别是级配中小于Ｏ．０７５ｍｍ的含量较多时。选择一条近似平行于最大密度线的级配将具有较好的抵抗离析的能力。但是最大密度线只能作为选择级配时的一个参考线，其他的标准像ＶＭＡ、稳定度及其他要求也必须满足。通过最大密度线成“ｓ”型的级配（如图５．９示），最容易造成离析。这种级配粗集料和细集料含量较多，粒径差别较大，处于中间大小的颗粒较少。通过主＊Ｏ．４５妖方器配表中的旃孔尺叶图５．９容易产生离＃珀々…Ｓ型级配５．４．１．１堆积过程中产生的离析集料在拌合厂中的堆积能产生离析ｎ０．ｊ日题，大型的集料堆特别容易形成离析。图５．１０就是一个典型的集料离析堆积。在这里而．由于使用了传送带形成集料堆，大颗粒的集料就４８滚落在一边形成离析。结果，离忻的集料被送进拌台厂而使沥青混合料离析。图５．１０集料堆积时产生的离析５．４．１．２冷料进料仓的离析如果冷料进料仓只有一个粒径的集料．那么进料时离析不会产生，但是当进料仓底部的开口被卡住时，由于迸料的速度不均匀，这时同样会产生离析。当进料仓里含有多种粒径时，由于每种粒径运动运动速度的差异，会使沥青混合料有一定程度的离析。５．４．１．３每一盘热料的离析在热料仓里的离析大都发生在１＃仓内，因为这个仓比较大，里面材料的尺寸分布较广，从最大的４．７５ｍｍ到ｔ微米都有，近年来，经常会扶回收的粉尘中向每一盘料中输入一定量的矿粉。一般情况下，这些矿粉均匀收集，而且均匀加入，但是却能在１＃仓内发生离析。原因是这些额外的矿粉直接从筛上落下，粘附在仓壁上（见图５．１１）．当仓内的材料差不多要空的时候，一大团矿尘掉下来，这样就使这一盘的混合料因有过多的细集料而产生离析。图５．１１热料仓的离析５．４．１．４汽车的装载引起的离析在汽车的装载过程中．司机倾向于把车停在料仓下面不动，使装载一次完成。如果混合料是容易离析的，那么在装载的过程中大的集料就会滚落到汽车车斗的前边、后边及两侧，这样混合料在进行摊铺时。混合料就会首先进入摊铺机摊铺，汽车两侧的集料也在摊铺机的料斗收起时得到摊铺，这就会造成每摊铺一车混合料．都会有一些离祈的地段。即使是材料在冷料仓、拌合仓、储藏罐内以及均匀地装载到汽车上，离析仍然有可能发生，这就是摊铺机的不适当操作造成的，这可产生不同程度的离析。摊铺机收料斗频繁收起、布料器的进料阀门开得太小、摊铺机不连续搛作、布料器的转动速度太快以及摊铺机本身的设计等等都可能造成离析。５．４．２离析的理论分析当粒料的尺寸和表面性质不同（形状、粗糙度、粘度）时，可以观察到不同形式的离析。如果这些颗粒尺寸上相差不大，那么较大的或者较光滑的将更容易停在斜坡的底部，小的或者粗糙的将停在斜坡的顶部。因为各处各种颗粒都有，因此离析有限度，这种现象称为连续离析。当粒料的尺寸相差较大，离析将会加剧而且将出现两种形式。当大颗粒ＬＵｂ颗粒光滑，将出现完全离析，这时大的颗粒ＪＬ乎全部停留在斜坡的底部，而小颗粒几乎全部停留在斜坡的顶部。当大颗粒比小颗粒粗糙，将会出现分层离析。大小不同的颗粒将交替分层，平行于砂堆的表面。当两种粒子在尺寸上相差很大时，认为离析是发生在滚动的过程中，由于过滤的作用，小粒子在大粒子中间渗透下去。考虑到这种情况可以放松假定，认为在流动的过程中是均质的，完全离析只发生在小粒子比大粒子粗糙，且分层发生在大粒子ｂＬ４，粒子粗糙，这样就与试验结果相符。在这些情况里，理论研究结果相当让人满意，Ｍａｋｓｅ，Ｃｉｚｅａｕ和Ｓｔａｎｌｅｙ（ＭＣＳ）对ＢｄＧ方程提出修正形式，ＭＣＳ提出的模型对粒子尺寸不同非常有效。通过给出不同的幂指数成功解释了完全离析，而且成功地提出了试验中观察到的分层离析的机理。ＢＣＲＥ““”。和Ｍｅｈｔａ等“…对二维填料的表面流动的研究有很大的贡献。ＢＣＲＥ对纯粒子的二维流动提出了一系列的变量和一些相关方程。最近，ＢｄＧ“１总结了ＢＣＲＥ的形成机理，对两种粒料进行了研究。结果表明，当粒子只有大小上有区别，会发现有轻微的连续离析，在料堆的上面有较多的小粒子。当粒子只有表面性质的差别时，结果表明粗糙粒子容易停在料堆的顶部，光滑粒子在底部较多。当混合的粒子既有大小区别也有表面性质区别时，将出现尺寸离析与表面性质离析的竞争。当粗糙小粒子与光滑大粒子混合时，模型预测结果是连续离析，粗糙小粒子将在料堆的顶部，这是离析最严重的状况。因为这时尺寸离析与表面性质离析都使小的粗糙粒子在顶部而大的光滑粒子在底部。当光滑小粒子与粗糙大粒子混合，大小的差异比较小，由表面性质引起的离析是主要的，超过了尺寸离析，光滑粒子大都集中在底部，但尺寸离析也影响着表面性质离析，这两个之间的竞争就成为另外两种情况：如果在试验中设大粒子非常粗糙，就得到了分层，如果大粒子非常光滑就得到了完全离析。用尺寸和形状不同的粒子对这种情况进行大量模拟的结果表明，当大粒子比小粒子光滑时，可以得到混合物的完全离析，过渡区域的两种粒子大约有几毫米至几厘米不等。当大粒子比小粒子粗糙，会形成分层，这个分层是尺寸离析与表面性质离析竞争的结果。当两种粒子表面性质和尺寸差异不是很大时，混合料将发生连续离析。当粒子的尺寸差异较大时，尺寸离析的影响会加强。根据试验，发生这种情况时，指数ｐ＞１．５（ｐ大粒子与小粒子粒径之比）。５．４．３离析的防治离析的防治可分为两个部分，一部分是驾！沧上对容易离析的级配做一些调整，使之成为不容易离析的级配。二是在施工过程中采取一些必要的措施防止或减少离析的产生。间断级配容易形成产生离析，前面已经说明离开最大密度线２～４％的级配曲线具有较好的抵抗离析的能力，在描绘级配曲线时，尽可能的通过较多的筛孔，像下面（图５．１２所示）一样当只有４个筛孔时，会看到此级配灶连续级配，具有很好的抵抗离析的能力。但是当通过７个筛７Ｌ时，却发现它是一个间断级配，是很容易形成离析的级配。在进行级配设计时，尽量使之成为连续级配，可以有效的防ｌ！。离析的产生。间断级配在英国和大多数欧洲国家得到成功ｎ０应用。通过在这些混合料中添加纤维或聚酯材料使沥青的用量增加，从而增加了沥青膜的一度。经验表明，沥青用量增加０．２％时，将能显著的减少离析。增加沥青膜的厚度能减少蔗忻但却减少了颗粒与颗粒的接触，以至于对集５０料的嵌挤作用产生不良影响。新型的ＳＭＡ和美国的Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ混合料都是间断级配，通过增加纤维来减少离析是非常有敛的方法。通过率％０．４５次方级配表对应的筛７Ｌ尺寸图５．１２４点与７点的级配曲线为了防止因堆积而产生的集料离析，可在。㈣：｝的堆积过程中应使用合适的堆积技术。一般在沥青拌合厂中，不同粒径的集料应分别堆．、，这样可大大减少了离析的可能性。当集料的范围比较广，集料堆不可能很多时，小颗粒的集料仍然可以发生离析，图５．１３和图５．１４所示的堆积技术可以使材料比较均匀且能减少堆积时发生离析。图５．１３堆积成很多小”Ｉ堆图５．１４堆成层状的料堆为了防止在冷料仓进料时产生离析，一般建议果ｊⅡ单一粒径进行进料，料仓底部的开口应用自动释放式，这样可以防止开口被集料卡住而减慢或停止进料。有条件时，对同一粒径集料用两个进料仓进料，将使均匀性大大增加，从而显著减少因冷料进料仓引起的离析。对Ｔ１＃热霉＝；仓的离析，很多人认为是回收矿尘应用的不均匀性引起，其实不是这个原因。防止出现这种离析的方法很简单，只需要在热料仓的顶部加一块挡板就可以了（图５．１５）。这块挡扳把矿尘送到料仓的中部，矿尘与粗集斟均匀混合而不至于粘附在仓壁上。这个措施也可以防Ｉ七粗集料滚落到仓壁边，因此这块挡板实际上起了一个中间拌合作用。这种措腌能有效的防止热料仓内出现的离析。当然挡板的应用受到热料仓项部是否有足够的空间限制。图５１５在项部加了挡板的热料仓图５．１６正确的汽车装载方式防止因汽车装载而形成的离析，可在装载过程中至少分三次装载。第一次靠近汽车的前部，第二次靠近汽车的尾部，第三次在汽车的中部，通过这种方法基本上能消除因装载形成的离析。如图５．１６所示。如果每拌一盘料就进行装载，通过滑模在汽车的上方移动，可对汽车进行均匀装载，它比分三次装载的效果还要好。另外，当汽车内的混合料进入摊铺机时，应使混合料的作为一个整体进入摊铺机的料斗，这样可以避免因汽车卸载时引起的离析。为了防止在摊铺机摊铺时发生离析，应该采取下列措施：１．不要在每一车料卸载后都收起摊铺机的牧料斗，粗集料可能滚落在汽车的车蒲边，然后直接进入收料斗的边部，如果不收起料斗，那么这些粗集料还可能有机会与下一车的细集料重新混合，然后在被摊铺到路面上。２．只在必要时才收起料斗。料斗的收起能消除料床上的料沟，能使下一车的料能作为一个箍体卸在摊铺机的料斗里（图５．１７）。３．在汽车卸载在摊铺机上时，卸载速度应尽可能的快，当摊铺机的料很潢时，混合料就从汽车的底部运走，这样就减少了材料的滚动，一定程度上减少了离析。图５．１７只在必要时收起料斗图５１８摊镧机后面的出料阀门＜布料器的进料阀门）４．尽可能大的打开摊辅机布料器的迸料口（图５．１８），如果关闭进料阀门或者进料阀门开的较小．将会有细集料直接落在地面上，而使边部的粗集料较多。５．尽可能保证摊铺机进行连续作业，不要停顿。调整摊铺机的摊铺速度使之与拌合厂的供料速度一致。６．调整布料器的转动速度使之保持连续旋转，形成稳定而均匀的材料移动流。快速而间歇性的旋转布料器，会导致铺筑的路面出现明显的离析。７．在传统的摊铺机施一１：中－如果布料器旋转太快，中间部分将缺乏材料而成为～个粗料带（图５１９）。幽５．２０所示的挡板也能防止粗集料滚向布料器后箱的前部并且能导致中线离析。设置挡扳并使布料器均匀的把材料运送到中部。图５，１９是一个传统设计，两个布料器之间的间距太大．它能产生中线离析。图５．２１是最新设计，它有两个重大改进来减少离析及免去使用挡板：～是摊铺机两个运料链之问的间距很小；二是运料链头部离布料器很近。８．如果布料器的外部边缘缺乏材料，粗集料就会滚落到外部而导致离析。图５，１９传统的摊铺机设计图ｓ．２０改进的摊铺机设计图５．２１摊铺机的最∥￡计从前面的讨论中可以看出，在保持摊铺机连续作业而让汽车的混合料卸在摊铺机的料斗里有很大的难度。图５２２所示的是一个沥青混合料转运车．这允许汽车停在摊铺机前面一个合适的位置上进行卸料，卸载期间不需要移动，转运车可以容纳３０～５０吨的混合料。能使摊铺机连续作业，且转运车可以使混合料再次拌合，能消除由于前面的不适当操作引起的离析，同时能将料直接送到摊销机的收料斗里，使摊铺机的受料斗不必再像汽车卸载后收起，大大减少了由于收料斗的频繁收起所引起的离析。实践证明，转运车能完全消除装载离析及随机离析，使用转运车摊铺的路面比以往任何机械修筑的路面都好。圉Ｓ．２２用沥青混合料转运车铺筑路面第六章结论与建议级配的变化对沥青混合料的路用’性能产生了很大的影响，根据前面研究的结果可以得到如＿卜｜的结论：１．２．３．４．５．６．７．８．禁区是为沥青混合料的高温稳定性而设置，根据美国国内的研究成果看，当沥青混台料满足了体积设计法的其他指标时，禁区的限制没有必要。从本次试验的结果来看，不通过禁区的级配与通过禁区的级配在高温稳定性方面没有明显差异，说明禁区的限制的确没有必要，这与美国的试验结果相同。由于集料的种类繁多，变异性很大，试验结果有局限性。沥青混合料的计算模拟有利于减轻试验室工作人员的工作量，缩短试验的时间，对提高试验效率，增加效益很有帮助。通过对最大公称粒径为１９．０ｍｍ的级配进行结构模拟得到，４．７５ｍｍ以上的含量在５２％时其结构属于悬浮密实结构，４．７５ｒｅａｎ以上含量在６９％时能得到骨架密实结构，４．７５ｍｍ以上含量在８０％时能得到骨架空隙结构。在室内利用压碎试验研究形成骨架的集料最小粒径，结果得到靠近最大公称粒径Ｄ／４处的筛孔可作为形成骨架集料的分界点，大于此筛孔的集料称为粗集料（骨架颗粒）。级配中粗细集料含量的不同形成了不同的骨架类型，当粗集料（骨架颗粒）的含量在６８～７２％时，所形成沥青混合料结构属于骨架密实型，粗集料的含量７２％以上时，形成的骨架类型属于骨架空隙型，粗集料的含量小于６８％时，沥青混合料的结构属于悬浮密实型。判断所形成的骨架是否是嵌挤型时，其判别指标是粗集料的间隙率（ｖｃＡ），问隙率（ＶＣＡ）越小，骨架的嵌挤状态就越好，根据试验结果，对于最大公称粒径是１９０ｍｍ的级配，当ＶＣＡ数值小于３５％时能形成嵌挤骨架。一般的讲，当级配相同时，轧制的碎石形成的骨架比砾石形成的骨架其嵌挤状态要好。骨架类型对混合料的影响很大，根据试验结果可知，形成骨架结构的沥青混合料高温稳定性较高，且骨架颗粒中增加较小骨架颗粒的含量对高温稳定性更加有力；悬浮密实结构没有形成骨架，混合料中细集料的含量较多，其高温稳定性、较差。增加沥青混合料中粗集料（骨架颗粒）的含量及增大粗集料（骨架颗粒）的粒径对抗滑性能有利（以Ｃ１，Ｃ２级配为代表）。悬浮密实结构的沥青混合料抗滑性能不如骨架密实结构的沥青混合料。增加沥青混合料中细集料用量，能使混合料的劲度模量增大，对低温抗裂性不利；增加粗集料的用量有利于低温抗裂性能的提高，但粗集料粒径大小对低温抗裂性没有很大影响。离析对沥青混台料性能的影响很大，级配中粗细集料的含量及表面的光滑程度影响离析的程度。光滑犬集料与粗糙小集料混合将会出现强烈的离析。为了减少离析，应尽量减少集料在尺寸上的差异；如不可避免时，应尽量增加粗集料的表面粗糙程度，且应在施工中采取相应措施防止离析发生或者减少离析的程度。连续级配由于其颗粒的大小是连续存在的，其发生离析的可能性比较小；当颗粒的大小粒径之比大于１．５时，容易发生离析，因此在间断级配中当间断的粒径属于细集料时，一般会发生连续离析；当间断的粒径属于粗集料时，离析的程度会比较火ｉ在沥青混合料中，由于沥青胶结料的存在一般不会发生完全离析或分层。堪装星俄垤Ｘ星礅薹萋ｉ萄嚣。ｏ装２采！鼎蜷《霉气专林嚣兰鬟∞鹾ｇ浆ＬＸ垲Ⅲ酬卜《＿Ⅱ？＾∞Ｅ舡＞ｃ。ｌ舌照∞ｔ趟美采瑙－魁量霎嚣Ｘ翻－斗＜芑＞瞄奇＿妞装蕃．趔鲫增蝥≮随｛博璩捐湘狮毒恒恒忙悼架架昶｛恒架峰≮嶂沁博粪耐蜷讴谊抠揠退尝皆匿瞧匿｛匠Ｉ区沤沤揠匿匿营增匿彝口Ⅱ撑蝌撑挂撑蛩毽蛩鹫营挂撑耀挺耀谜澄壁量枯器裔蛙№嚣爱Ｚ《一一矗垂裂《Ｉ也一滕咔蟋簖茁求箍瓣舒，量排凶一噼薹砭ｘ董叔慢装量氟毯薹童重Ｈ≤蔓ｏ鼍。２鬟交赣篮：ｉ《翠詈林娶ｏ＿日世Ｘ按￥塔Ｌ浆蒯卜＾＾Ｅ晨舡盎？犯＞∞∞∞Ｌ最疑桨ｑ堪＾黛＞瓣帐描旨翡静稻尔疑瓣餐基凶排岛桨．Ｋ－略舌＞犯Ｘ拳．ｄ删略钟差裂祷ｊｋ扣求ｊ佴架悼恒悼悼悼扣捐弧扣恒≮乓阵矩ｊｍ卧程疆瑕妪；区皆醢睡增瞎谊揠退理鹾卷谨营退抠蜷耀撑挺｝挈撑世砖蟹诂话谍牲蜒撑世世诂世挂撑靶岛娶鼎故管髫求Ｋ蒸尉甲叠Ｈ噼釜景毯装量械髑浆莹械簿童善冀Ｈ毒《Ｊｏ浆２最蝽ｉ丑Ⅱ糕《娶林投喜装出盆Ｌ一辩鬟卜牲删缸＞芑∞２＾枷ｏ毒烬浆ｏ－出＾状皤主姑＞轻Ｘ糖＾∞馔莘；咔好氰嚣求箍锨磐筇凶描匈芑《＞略榧美拳．划中｜ｌ埘如鎏裂辚架｜ｋ扣和嶂乓悼ｋ日博ｊｍ｛砸ｊＬ旺恒嶂灯悼酞狐矩￡讴讴卷器增匿遐退揠抠罐罐橙雀蜷耀挂挂挂世话世诂撑挂攥樱世毽话璧翌罂腽器鼎垃Ｕ｜《｜（Ｈ联釜萎副中叠导埕篡矗ｒ，ｊ氟翅鬟莹氟善蓁童主ｄ《桨ｏ一２监最罂蚕娶ｏ自蒜Ｊ《蛙鬟∞林ｇＬ崮美＾啦删加《∞？垲位＞∞＾星襄出浆鼍＾。略薹采＞魁浆＾好袋垣求箍然搿拯凶桃黧棰蚕匈》杈瞎榧美零．趟咖ｉ嘣如蠢蒙ｊ｝眚ｊ嶂弧扣和悼悼悼悼｜ｍ弧粕昶悼博姬忙瞰沤遐沤退增隧鹾学遐讴遐迟匿皆皆鹾竖耀撑撑挺键被涟健糕挂挂挂世壁世仕据醯疑世释扣ｊ｛｜《薰副再滕错咔】＿嗽蔷毯篡。基敏魁装量蔽Ｉ誓奏Ｋ２蟋疃譬。。宝鬟采蜷＾纂靶主懿释气诛蛙ｏＸ出ｇ样ｋ摧鬟咖Ｉ卜＾●钿【Ｌ∞２∞蠢搬＞ｏ●最进烬Ｘ－魁略堇艇》嚣鬟擎蝼一眯好磐螬求箍【鞋辞珏魁排勺＾≮舌喵＞｛陋美烬．趔删嘣如垂裂＊非昶永求悼搀恒雕悼ｊｋ悼蜷ｊ区疆ｊ区抠增匿学学揠匿靶挂撑撑糕诂社世跫耀诂醯聪鼎垃普。卫一＿一Ｈ孵莲垂｜｜烈《Ｉ【－＾８斟富避鬟＾｛；｛５｛ｊｌ｝｛｝ｉＩ——暑制丝倒鬟誉萋｜孽ｉ“ｌｌｌ｝ｌ｛｛Ｉ｛Ｉ否ｏ鬟ｌ誉蓉誊ｇ蟋蜷主Ｉ力卜＾０ｄ聪采装∞籁蛙懿林蚓磐摧＾靼星蚵Ｕ一美【Ｌｕ’卜缸＿贮？ｕ，》∞己∞叫卜目暑ｔ烬趟美堪譬》ｏ—Ｅｏ采魁ｘ＾爨一僻眯姆辞茁娘箍¨躲静兰凶耆荤嚣臼嘣妻Ｓ．斗＜枢鬟趟蛹瑙如粼铸晡ｊ阻ｊ吣湘和湘狮稍扣尜却非拥ｊ№稍求求驰昶涨蜒退程讴遐讴退ｊ匠沤退｛区遐猛讴遐退沤｛区遐彝副妲挺糕撑挂樱楼樱撑挂挂撑｛晕捶挺揲挂堪挂矗鼎器垃Ｎ盛ｏＨＨ＿誊美球耐恩粼ｌ基Ｎｌ《ｌ∞ｌ麦ｏＩ《出卜呻ｌ１《Ｃ矗匕趟鬟ＵＩ蛊制趟发暑．ｌ罄制芝羹售ｉ量撰。Ｈｊ嘎。嚣鬟∞篁蜷乍警状靼辐垃娶芎姜ｏ？悠∞铱ｇ幽ｋＬｏ蜱蛹装卜蝗缸叠２ｌｈ搬》ｃ。∞曼烬一鼍。趟装收嚼＿魁孽嚣鬟懈一骤眯船舒堪求黠¨莓管嚣凶栋薄●冬斗＜卜＞嘣枢装烬．堪删嘣郇｛鑫辚弧椠抛求｛恕粕非采滟批球副戳讴退揠沤沤退讴ｊ匿遐呕桀ｊ《｜｛蜷糕挺挂堪牲撑撄耀糕璎竿暑鼷鬟蛙２卜吲ｏ一一噼莲球副ＩＩ《｝１最ｉ（｜《基差‘罡簿孽差蓑ｌｌｆｆＩ菩差。善发蜷０靶娶嚣蛙ｏ鬟Ｌｏ卜蛊交卜籁删缸鬟∞《舡＾蛊∞？林幽寒＞ｏ辩坦垲堪Ｘ＾＾量主Ｐ＞虫衰桨堪辊冀，式Ｋ糖Ｘ嘣感．《趟删Ｚ墨删奇Ⅱ蠢裂描屺烬忙悼恒ｍｍ旧悼ｍｍ悼ｋｍＫ峰悼博矾瞻髫皆学尝尝增鳝馐谨喾增懂尝增匿学蹭蜷毽键链谴雀键碴整毽筵蹙璧诂诂砖话链谴妲驻鼷繇蛙爱卜萋烈２甲∞宁矗矗罡芑黍童１１１１重蜊Ｈ２壹装Ｈ蠖主辍嚣聪３ｏ２垃Ｘ器采ｋ浆∞籁咖｜ｔ＇－《如∞？林桩》ｏ蚓烬癣出桨拦避ｌ＾量＞耋只当鬟采＾皑蚕摇》垛咔好静譬求箍…锨繇嚣凶然薄匈Ｋ恤鬟烬．《嫂巡蛹Ｚ≤Ｚ嘣如垂裂筠抛跳杂勰ｊ悼昶抛弧推ｊ博韶韶稍狮ｊ悼弧稍蜷疆遐退ｊ匿讴退遐沤ｊ医妪程抠匠揠理揠襻糕避撑挂避耀挂挂挺糕避弑牲挺撑磐娶靛捡鼎曲ｂ篁一粼。ｃ－，ｌ∞。蔟刮爱ＨＨＨ瞄莲最芑圭基参考文献：１ＴｈｅＳＵＰＥＲＰＡＶＥＭｉｘＤｅｓｉｇｎＳｙｓｔｅｍＭａｎｕａｌｏｆＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，ＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅｓ，ＲｅｐｏｒｔＮｏ．ＳＨＲＰ—Ａ一３７９，ＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｕｎｃｉｌ（ＳｔｒａｔｅｇｉｃＨｉｇｈｗａｙＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍ），Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＤＣ，，１９９４．２ＭａｎｓｏｕｒＳｏｌａｉｍａｎｉａｎ．ＴｈｏｍａｓＷＫｅｎｎｅｄｙ，ａｎｄＲｏｂｅｒｔＢ．ｍｃＧｅｎｎｉｓ．ＴｈｅＳｏｕｔｈＣｅｎｔｒａｌＳａｐｅｒｐａｖｅＣｅｎｔｅｒＳｕｍｍａｒｙＲｅｐｏｒｔ．ＲｅｐｏｒｔＮｏ．ＦＨＷＡ／ＴＸ－０１／１２５０．ＳＮｏｖｅｍｂｅｒ１９９９．３．沙庆林沥青和沥青混凝土现状．交通运输工程学报第１卷第３期２００１年９月１－６．４．王林张西斌房建国．嵌挤密级配沥青混合料抗滑磨耗层的设计方法《华东公路》２００１年底２期（总第１２９期）５９～６３。５．曾勇．ＳＭＡ混合料级配变化对高温稳定性的影响．《石油沥青》第１２卷第２期６．Ｐ．Ｓ．Ｋａｎｄｉｈａｌ．，ａｎｄＬ，Ａ．ｃｏｏｌｅｙ，ＪＲ．ＴｈｅＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＺｏｎｅｉｎｔｈｅＳｕｐｅｌｐａｖｅＡｇｇｒｅｇａｔｅＧｒａｄａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ．ＮＣＨＲＰＲｅｐｏｒｔ４６４．ＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙＰｒｅｓｓＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．－２００１７．Ｈｖｅｅｍ，Ｆ．Ｎ．，ＧｒａｄａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｅｒａｌＡｇｇｒｅｇａｔｅｓｆｏｒＤｅｎｓｅＧｒａｄｅｄＢｉｔｕｍｉｎｏｕｓＭｉｘｔｕｒｅｓＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ，Ｖ０１．１１．１９４０８．Ｏｏｏｄｅ，ＬＦ，，ａｎｄＬ．Ａ．Ｌｕｆｓｅｙ．ＡＮｅｗＧｒａｐｈｉｃａｌＣｈａｒｔｆｏｒＥｖａｌｕａｔｉｎｇＡｇｇｒｅｇａｔｅＧｒａｄａｔｉｏｎｓ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＡｓｐｈａｌｔＰａｖｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ，Ｖ０１．３１．１９６２．９．中华人民共和国行业标准．《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（ＪＴＪ０５２－－２０００）北京：人民交通出版社，２０００年８月第ｌ版。１０．严家仅道路建筑材料（道路与城市道路专业用）第三版．北京：人民交通出版社．１９９９。１１．中华人民共和国行业标准《公路工程集料试验规程》（ｊＴＪ０５８－２０００）．北京：人民交通出版社，２０００。１２．Ｃｈｒｉｓｔｏｆｆｅｒｓｉｏｎ，Ｈ．，Ｍｅｈｒａｂａｄｉ，Ｍ．Ｍ．，Ｎｅｍａｔ－Ｎａｓｓｅｒ，Ｓ．，１９８１．ＡＭｉｃｒｏｍｅｅｈａｎｉｃａｌＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＧｒａｎｕｌａｒＭａｔｅｒｑａｌＢｅｈａｖｉｏｒ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｍｅｅｈ．４８．３３９—３４４．１３．Ｒｏｔｈｅｎｂｅｒｇ，Ｌ．，Ｓｅｌｖａｄｕｒａｉ，Ａ．Ｐ．ｓ．１９８１．ＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＣａｕｃｈｙｓｔｒｅｓｓＴｅｎｓｏｒｆｏ，ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭｅｄｉａ．Ｉｎ：Ｓｅｌｖａｄｕｍｉ，Ａ．ＰＳ．（ＥＤ．），ＭｅｃｈａｎｉｃａｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒｅｄＭｅｄｉａ．Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ａｍｓｔｅｒｄａｍ，ＴｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，ＰＰ４６９４８６．１４．张宗涛，刘中林．间断级配沥青混合料配合比设计方法，《西安公路交通大学学报》，２００１年１０月第２１卷第４期．Ｐ２２－２５．１５．张肖宁王绍怀吴旷怀等．沥青混合料组成设计的ＣＡＶＦ法．公路２００１年１２月第１２期．１７～２１１６．林绣贤论ｓｕｐｅｒｐａｖｅ组成配比的特色．华东公路２００２年２月第１期（总第１３４期）３～７１７．中华人民共和国行业标准《公路路基路面现场测试规程》（ＪＴＪ０５９－９５）．北京：人民交通出版社，１９９５。ｔ８．Ｊ．．Ｐ．Ｂｏｕｃｈａｕｄ，ＭＥＣａｔｅｓ，ＪＲＰｒａｋａｓｈａｎｄＳＦＥｄｗａｒｄｓ．ＨｙｓｔｅｒｅｓｉｓａｎｄｉｎａＭｅｔａｓｔａｂｉＩｉｔｙＣｏｎｔｉｎｕｕｍＳａｎ和ｉｌｅＭｏｄｅｌ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．７４，１９９５．１９８２－１９８５ＭｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅＤｙｎａｍｉｃｓ１９．Ｊ．ＰＢｏｕｃｈａｕｄ，ＭＥＣａｔｃｓ，ＪＲＰｒａｋａｓｈａｎｄＳＦＥｄｗａｒｄｓ．ＡｏｆＳａｎ咖ｉｌｅＳｕｒｆａｃｅｓ，Ｊ．Ｐｈｙｓ．ＩＦｒａｎｃｅ４，１９９４．１３８３～１４１０２０，Ｍｅｈｔａ，Ａ．（Ｅｄ．）．ＧｒａｎｕｌａｒＭａｔｔｅｒ：ＡｎＳｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｌａｇ，１９９４．２１．一Ｂｏｕ打ｅｕｘａｎｄＰ．．Ｇｄｅ６，１９９６，１２９５—１３０４ＩｎｔｅｒｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙＡｐｐｒｏａｃｈＮｅｗＹｏｒｋ：Ｃｒｅｎｎｅｓ．ＳｕｒｆａｃｅＦｌｏｗｓｏｆＧｒａｎｕ＆ｒＭｉｘｔｕｒｅｓ．Ｊ．Ｐｈｙｓ．ＩＦｒａｎｃｅ致谢在本篇论文的完成过程中，得到了导师杨军副教授、黄晓明教授的耐心指导，在他们的热情关怀下，使论文能够得以顺利完成；同时在此过程中，还得到了赵永利讲师、朱湘讲师的热心帮助，在此向他们表示诚挚的谢意。在理论研究中，本科时的同学闵昭辉给予了很多建议。在试验过程中，得到了试验室王晓、王建伟、沈恒、詹倩老师和师弟许涛、李春雷的热心帮助，还有试验员周宁、刘明莉的大力帮助，在此一并表示感谢ｌ硕士在读期间发表的论文１．“有关混凝土耐久性的几个问题”陈旭庆、杨军、黄晓明发表于《世界桥梁》（原《国外桥梁》）２００２年第２期２．“水泥混凝土路面的病害分析”陈旭庆、杨军、黄晓明发表于《中外公路》第２２卷第６期２００２年１２月３．“复合式路面中混凝土的疲劳寿命”发表于《南京交通专科学校学报》第１９卷第３期２００２年９月陈旭庆、杨军