[科普中国]-开级配沥青混合料-

开级配沥青混合料路用性能概述

公路交通噪声已经成为环境噪声污染的主要来源之一，有关交通噪声的控制问题越来越引起人们的注重。为解决这些问题，降低交通噪声日益严重的现状，北京近年来沥青混凝土路面使用大量橡胶沥青代替普通沥青和SBS改性沥青，橡胶沥青可以增强对集料颗粒的裹覆能力、利用橡胶自身特有的弹性和吸音特性，达到降低路面噪声的目的。橡胶沥青混合料类型多采用 ARAC－10ARAC－13以及ARSMA－13等，但由于它们空隙率小，降噪效果不够理想。因此，本文根据橡胶沥青开级配沥青混合料（AROGFC－10）的空隙率大等体积特性采用室内马歇尔成型制件，开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围进行橡胶沥青开级配沥青混合料配合比设计，从而验证其路用性能及降噪效果，综合分析橡胶沥青开级配沥青混合料的性能优缺点。

1 原材料试验及最佳油石比的确定1．1 原材料试验

1．1．1 橡胶沥青

试验研究的橡胶沥青选取80目橡胶粉，80目橡胶粉用量为道路石油沥青（70号 A级）沥青质量的21%外掺湿拌法使用。

1．1．2 集料

试验中粗集料选取10～15mm及5～10mm的玄武岩；细集料采用石灰岩制的机制砂；矿粉采用石灰岩矿粉。按照《公路工程集料试验规程》（JTGE42－2005）要求进行集料各项试验。

可知矿料各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求。

1．2 级配设计

根据橡胶沥青混合料中橡胶沥青的特性，采用马歇尔成型试件设计方法对 AROGFC－10级配类型的橡胶沥青混合料进行配合比设计，确定各个环节的控制温度：橡胶沥青加热温度为 180 ～190 ，不宜超过200 ；集料加热温度为190 ～200 。

1．3 最佳油石比的确定

确定橡胶沥青开级配沥青混合料最佳油石比时，按照设计级配和不同油石比制件，通过对混合料马歇尔试件测得毛体积相对密度和最大理论相对密度计算空隙率。以空隙率为前提，结合谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验确定最佳油石比。本次试验采用不同油石比为 4%、4．5%、5%、5．5%、6%，分别按照]中橡胶沥青混合料技术要求，采取两面击实各75次进行马歇尔制件。

空隙率是沥青混合料最重要的体积特征参数，因此把空隙率作为前提确定最佳油石比。试验结果表明，空隙率随着油石比的增加而降低，规范要求橡胶沥青开级配沥青混合料（AROGFC－10）用于表面层混合料设计空隙率要求在18%～20%之间，确定油石比范围为4%～4．5%。利用飞散试验确定沥青用量的下限，析漏试验确定沥青用量的上限，因此根据飞散损失和析漏损失试验结果确定最佳油石比为4%。在油石比为4%时，空隙率符合规范要求，同时马歇尔稳定的要求。结合

胶沥青混合料击实温度为170 。按照相关的温度规定对橡胶沥青开级配沥青混合料（AROGFC－）进行配合比设计。依据马歇尔设计方法根据集料筛分结果、公路等级、交通状况、气候条件以及相关工程实践经验要求，选定 AROGFC－10级配矿料比例及各筛孔尺寸矿料通过率。

实践经验和工程所处当地气候交通状况等条件，确定 AROGFC－10橡胶沥青混合料的设计最佳油石比为4．0%，最佳沥青用量为3．8%。

2 路用性能研究根据公路工程技术规范的规定，完成配合比设计后的沥青混合料需要进行性能检验评价。按照文献[2]的方法对设计得到的 AROGFC－10橡胶沥青混合料的路用性能进行对比评价。

马歇尔稳定度是作为考察AROGFC－10混合料性能的指标之一。试验方法制件，试验结果马歇尔稳定度为5．5kN，大于技术要求的5kN，技术要求。规定，用于重交通上面层道路动稳定度3000次/mm，室内严格按照规范试验方法，将轮碾成型机碾压成型的试件进行车辙试验，测得的动稳定度值达到4210次/mm，满足技术要求，说明橡胶沥青 AROGFC－10具有良好的高温稳定性。通过水损坏性能试验结果表明，飞散损失为13%、浸水飞散损失为32%，说明橡胶沥青 AROGFC－10混合料具有良好的水稳定性。

按照规范、规程对 AROGFC－10路面抗滑性能的室内试验制备相应路面试件，并用摆式仪法测定其抗滑摆值BPN，采用铺砂法测定其构造深度，试验数据表明AROGFC－10具有较好的抗滑性能。

3 降噪效果研究用驻波管法测量材料垂直吸声系数简单且经济，本试验试件在实验室内制件成型。在评价沥青路面降低噪声的功能方面，采用驻波管法来测定垂直传入吸声率，根据测量结果可推算到均匀无规入射条件下的吸声系数。降噪效果研究主要根据第一部分配合比设计的研究成果，针对橡胶沥青开级配沥青混合料 AROGFC10的配合比设计，根据其矿料级配组成特点和沥青混合料压实后的剩余空隙率要求，分析降噪效果。

人耳所能听到的声频率范围大约为20～20000Hz，其强度范围大约为0～130dB。沥青混凝土路面降噪应集中对高频范围内的声音进行降低，以减少交通噪声对人的影响。可以看出：随着空隙率的增大，吸声系数增大，吸声集中在频率400～1600Hz之间，在不同的频率下，AROGFC－10混合料显示出不同的吸声效果AROGFC－10在频率1200Hz左右时降噪效果最好，最为理想，由于空隙率大、有较大的构造深度，沥青混合料骨架结构中孔隙联通，可以把轮胎压入的空气吸收，并通过联通的孔隙排出，从而减少了路面噪声的产生，具有很好的降噪效果。

4 结语（1）室内通过对橡胶沥青开级配沥青混合料

AROGFC－10进行配合比设计，确定了设计级配，结合空隙率、飞散试验和析漏试验确定最佳油石比为4．0%。

（2）对橡胶沥青开级配沥青混合料AROGFC－10路用性能的研究表明：该混合料具有良好的高温稳定性和水稳定性以及符合各项技术要求。

（3）室内通过驻波管法测得吸声系数试验结果表明AROGFC－10在频率1200Hz左右时降噪效果最好，最为理想，具有较明显的降低行车噪声的效果，橡胶沥青开级配沥青混合料是较为理想的降噪环保型路面材料。1