罗章哲
广东冠粤路桥有限公司 510635
摘要：本文笔者将通过室内试验研究，确定混合料的原材料、对混合料的配合比进行优化，表明不同矿料级配及油石比对混合料的马歇尔稳定度、流值、空隙率有显著影响，完成BX改性薄层沥青混合料的配合比设计优化。
关键词：BX改性剂；沥青混合料；配合比设计
1 原材料性能
1.1 BX混合料改性剂
1.1.1 BX改性剂
BX沥青混合料改性剂是一种能大幅度提高沥青混合料模量的改性剂。该改性剂直接投入混合料拌合楼中与石料发生反应吸附，增强沥青与集料之间的粘结力、集料之间的摩阻力，进而提高混合料模量及高温稳定性，同时改性剂与沥青作用，提高其低温柔性及粘聚性、抗疲劳性能。改性剂为深灰色或黑色颗粒状固体，使用和生产过程中易于存储和混合，可在常温下长期保存。
1.1.2 BX改性剂添加量试验（试验方案见表1）
BX改性剂的用量初步定为4%、6%、8%、10%、12%（相对于沥青）五组，添加一组对比试验，结合料为SBS 改性沥青，集料及级配选取参照LASTIKA薄层沥青罩面推荐级配中值，劈裂试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052—进行试验，试验结果见表2。
通过试验结果可知，随着BX改性剂添加量的增加，沥青混合料的劈裂强度不断增加，当添加量为8%时，可得到最大的沥青混合料劈裂强度，随着BX添加量的进一步增加，劈裂强度基本保持不变。最终确定BX改性剂的添加量为8%。
1.2 沥青
BX改性薄层沥青混合料路面为较大空隙沥青混合料路面，与一般的沥青混合料相比，易受日光、空气、水等的影响，因此，要求使用的沥青相对集料有较好的包裹力、粘附性、较强的抗剥离性、能以较厚的薄膜包裹集料等各种性能。此设计使用沥青为SK-90#基质沥青中添加2.0%SBS改性剂。其相关指标检验见表3。
1.3 集料
BX改性薄层沥青混合料的集料选取和普通混合料差距不大，其具体要求及试验结果见表4～表6。
通过正交试验，对试验结果做极差分析。极差分析是正交试验的一种直观的分析方法。
如表10所示，各因素对应的K1值是该因素中的所有第一水平对应的平均值，其他同理。同因素，K值越大，说明该因素水平对相应的指标影响越大，由此便可以得出各因素的最佳水平。
正交试验中极差分析方法中极差的计算方法为：R=max（K1，K2，K3，K4）-min（K1，K2，K3，K4）。极差R值体现了相应因素对相关指标的影响程度，从而可以判断出影响相应指标的因素的主次顺序。
2.4.1 马歇尔稳定度极差分析
由表10可以看出2.36mm通过率对混合料的影响最大，且随着2.36mm通过率的增加呈上升趋势。依据稳定度最大为最佳的原则，BX改性薄层沥青混合料最佳组合为9.5mm通过率97.5%，4.75mm通过率为40%，2.36mm通过率为35%，0.075mm通过率为3%，油石比为5.7%。
2.4.2 马歇尔流值极差分析
沥青混合料的流值一般反应混合料的可塑性能。路用性能中，高流值一般反应沥青路面在交通荷载作用下变形能力强。马歇尔流值极差分析见表11。
由表11可以看出：
a）就因素显著性来看，按照各因素对流值影响的显著程度依次为油石比、4.75mm通过率、0.075mm通过率、2.36mm通过率、9.5mm通过率；
b）流值岁油石比增加开始称下降趋势，当油石比超过5.7%时，流值开始增大；
c）BX改性薄层沥青混合料流值范围为4.1～5.3mm，按照流值去中值的方法，确定最佳做何为9.5mm通过率为99%，4.75mm通过率为35%，2.36mm通过率为28%，0.075mm通过率为4%，油石比为5.7%。
2.4.3 空隙率指标极差分析
合理的空隙率能有效的降低混合料的沥青末老化，降低集料与沥青剥离的可能性，减小水作用对沥青路面的损坏。我国规定密集配沥青混合料最佳沥青含量是的空隙率为3%～6%，半开继配沥青混合料的设计空隙率为6%～10%。由于BX改性薄层沥青混合料介于两者之间，本次研究建议空隙率为5%～8%（见表12）。
由表12可以看出：
a）影响混合料空隙率的最主要因素为油石比，其次为0.075mm通过率，及矿粉含量；
b）按空隙率去中值6%为最佳的标准，最终最佳组合为9.5mm通过率为96%，4.75mm通过率为45%，2.36mm通过率为31%，0.075mm通过率为4%，油石比为5.7%。
通过试验可以看出，油石比对马歇尔稳定度、流值、空隙率均有显著影响，油石比为5.7%为最佳油石比，为便于施工，其取值范围规定为5.5%～6.0%。9.5mm通过率直接影响沥青混合料的粗集料中大料的多少，对各项指标的影响虽然不是非常明显，但它却是确定沥青混合料最大粒径的关键因素，为沥青混合料定性分析不可缺少的，最终其取值范围为94.5%～99%。4.75mm通过率取值范围为40%～50%，2.36mm通过率取值范围为28%～35%，0.075mm通过率取值范围为3%～5%。
BX改性薄层沥青混合料配合比推荐范围见表13。
3 结论
通过对BX改性薄层沥青混合料配合比设计试验，可以得到以下结论：
a）BX改性薄层沥青混合料为以细集料为主，最大公称粒径为9.5mm；
b）油石比为混合料的最关键因素，对BX改性薄层沥青混合料的马歇尔稳定度、流值、空隙率均影响显著，最佳油石比为5.7%，油石比控制范围为5.5%～6.0%，与普通混合料相比，油石比含量相对较高；
c）给出了BX改性薄层沥青混合料的配合比推荐范围。
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[4] JTJ 052—2000，公路工程沥青基沥青混合料试验规程[S].
论文作者:罗章哲
论文发表刊物:《基层建设》2015年13期供稿
论文发表时间:2015/12/21
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