最佳瀝青含量計(jì)算

1、1瀝青混合料最佳瀝青用量確定方法研究曹先揚(yáng)1胡釗芳1邵臘庚2（1江西省公路管理局南昌330006）（2長(zhǎng)沙理工大學(xué)公路工程學(xué)院長(zhǎng)沙410076）摘要：對(duì)25種瀝青混合料，采用5種方法確定最佳瀝青用量，試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明：我國(guó)現(xiàn)行OAC方法和美國(guó)Superpave方法確定的瀝青用量對(duì)應(yīng)的體積指標(biāo)均滿足工程要求。兩種方法確定的瀝青用量差值平均僅為0.0368%，說(shuō)明我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的瀝青混合料最佳瀝青用量確定方法是適合的。關(guān)鍵詞：道路工程；瀝

2、青混合料；瀝青用量；方法0前言瀝青混合料中瀝青的用量對(duì)瀝青混合料的使用性能有重要的影響。瀝青用量太大易導(dǎo)致泛油和車轍，瀝青用量太小易出現(xiàn)耐久性問(wèn)題，如水破壞、瀝青老化等。因此，尋找一種合理的瀝青用量確定方法，使得所確定的瀝青用量適中就顯得尤為關(guān)鍵。為了尋找一種合理的最佳瀝青用量確定方法，結(jié)合交通部《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》修訂工作，參照目前國(guó)內(nèi)外有代表性的五種最佳瀝青用量確定方法進(jìn)行比較。五種最佳瀝青用量確定方法如下：①我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范的方法

3、：采用OAC1與OAC2的平均值，稱為OAC；②日本的方法（我國(guó)以前規(guī)范的方法）：采用各項(xiàng)馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)都符合規(guī)范要求的瀝青用量范圍的中值（相當(dāng)于現(xiàn)在的OAC2）作為OAC(統(tǒng)一暫稱為OAC2)；③美國(guó)MS2原來(lái)的方法：求取密度及穩(wěn)定度最大值及空隙率中值（相當(dāng)于4%）相對(duì)應(yīng)的3個(gè)瀝青用量的平均值（相當(dāng)于我國(guó)規(guī)范的OAC1）作為OAC（統(tǒng)一暫稱為OAC1）；④MS21995年版的方法：按空隙率4%確定瀝青用量，由此瀝青用量檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)是否

4、符合要求，如不符合要求，則采用各項(xiàng)馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)都符合規(guī)范要求的瀝青用量范圍的中值（相當(dāng)于現(xiàn)在的OAC2）作為OAC（統(tǒng)一暫稱為OAC4）；⑤美國(guó)Superpave方法：由空隙率4%確定最佳瀝青用量（統(tǒng)一暫稱為OACsup）［1］；本文主要是引用大量數(shù)據(jù)對(duì)這五種方案進(jìn)行比較論證，以確定哪種方案較為合理，為了比較的方便，第④種方法不單獨(dú)比較。1試驗(yàn)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)分析選取近年來(lái)7條新建或改建的高等級(jí)公路（河南商丘—開(kāi)封高速公路、京珠段耒陽(yáng)—宜章

5、高速公路等瀝青面層混合料室內(nèi)馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)每次配合比分別采用OAC1、OAC2、OAC、OACsup四種方法確定瀝青用量（各指標(biāo)要求見(jiàn)表1），并計(jì)算各種方法所得瀝青用量對(duì)應(yīng)的混合料空隙率、瀝青飽和度值，結(jié)果見(jiàn)表2。指標(biāo)要求表1指標(biāo)空隙率（%）飽和度（%）穩(wěn)定度（KN）流值（0.1mm）要求3—565—75＞7.520—40現(xiàn)行規(guī)范要求空隙率3%～6%，實(shí)際上若設(shè)計(jì)空隙率為6%的話，假設(shè)現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度達(dá)到97%，那么現(xiàn)場(chǎng)空隙率將達(dá)到9%（

6、有研究證明，空隙率小于8%路面不滲水，而大于8%的話路面將會(huì)出現(xiàn)大量滲水），再考慮施工中出現(xiàn)的瀝青混合料攤鋪的不均勻性，局部地方空隙率會(huì)更大，空隙率過(guò)大，極易出現(xiàn)耐久性問(wèn)題，如水破壞、瀝青老化、疲勞破壞等等，所以規(guī)范空隙率要求值應(yīng)降低，空隙率在3%~5%范圍內(nèi)是合適的。3總體落在各個(gè)區(qū)間（中的概率估計(jì)值，可由下式求出：?)1kkaa?kp?＝=－＝－kp???kkaap??＜ξ1???kap?ξ???1???kapξ??????????

7、??ka?????????????1ka數(shù)據(jù)代入，可得計(jì)算結(jié)果如下：計(jì)算結(jié)果表4kp?（）kkaa1?（－∞，－0.2）（－0.2，0）（0，0.2）（0.2，0.4）（0.4，0.6）（0.6，0.8）（0.8，＋∞]kn0586420kp?0.03070.12080.26920.3150.19350.06010.0107χ2＝npnnrkkk????12125)0107.000601.021935.04315.062692.0812

8、08.050307.00(2512222222???????＝3.3290對(duì)＝0.05，自由度，查χ2分布表，可得＝9.488，由于?41???mr)1(21???mr??＝3.329＜9.488，因此接受，可以認(rèn)為這些數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布。所以可取各配比OAC12?:0H)(~2???N與OAC2差值的均值作為OAC1與OAC2的平均差值。檢驗(yàn)得服從正態(tài)分布后，還可計(jì)算期望的水平為95%的置信區(qū)間。??樣本容量=25樣本均值=0.248，

9、修正樣本標(biāo)準(zhǔn)差＝0.24。nXs對(duì)1＝0.95，＝0.05，／2＝0.025，1－／2＝0.975，自由度，查t分部表可得?????241??n＝2.0639。)1(21??nt?＝2.0639＝0.099，nst21??2524.0=0.248－0.099=0.149??XT1nst21??=0.2480.099=0.347。??XT2nst21??則的水平為95%的置信區(qū)間為［0.149，0.347］。?對(duì)其它OAC1－OACsup

10、、OAC2－OACsup、OAC－OACsup也一樣，各配比差值數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布，不再一一贅述。表3中不同方法所得瀝青用量差值對(duì)各配比情況取均值，結(jié)果見(jiàn)表5。不同方法所得瀝青用量差值表5OAC1OAC2OAC1－OACsupOAC2－OACsupOAC－OACsup均值(%)0.2480.160.0880.0368從表5中結(jié)果可看出，OAC1方法求得的瀝青用量最大，較OAC2方法瀝青用量一般要高出0.25%，較OACsup方法瀝青用量

11、要高出0.16%，OAC方法與OACsup方法瀝青用量相差不大，OAC2方法求得的瀝青用量最小。出現(xiàn)上述情況可能是由于以下原因：①OAC1方法求設(shè)計(jì)瀝青用量時(shí)，空隙率指標(biāo)要求（3～5%）較規(guī)范要求（3~6%）減小了，空隙率中值也減小，空隙率中值對(duì)應(yīng)的瀝青用量偏大，因此，OAC1方法求得的瀝青用量偏大了。②OAC2方法求設(shè)計(jì)瀝青用量時(shí)，飽和度指標(biāo)要求（65～75%）較規(guī)范要求（70～85%）減小了，這就使得OACmax值減小，以致OACm