湖南地区高速公路沥青路面集料级配及结构设计探析摘要：本文阐述了用沥青混凝土路面集料级配设计的“I”法，计算各结构类型级配范围；再用多级嵌挤密级配的“贝雷法"检验集料的骨架形成；通过计算调整可以达到抗车辙和推移较好的级配。结合湖南地区高速公路沥青混凝土路面集较级配和结构设计现状进行了理论与实践相结合的比较，得出了相关结论。关键词：沥青路面；集料；级配；结构设计；I法；贝雷法；Superpave；：U416.217文献标识码：A：1前言2003年以前，我国大部分的髙速公路沥青路面面层结构厚度几乎都是4cm的沥青混凝土上面层加上5cm沥青混凝土中面层再加上6cm沥青混凝土下面层［1］。在执行规范的时候，相关部门没有根据当地的实际情况，对技术要求进行科学的、辩证的分析；没有根据当地的材料、施工水平、经济实力，尤其是使用多年的成功经验，规定更具体的指标。当然釆用SBS、SBR、PE改性沥青和PR颗粒改性剂或同时使用多种措施，提高沥青混合料的高低温性能，这些措施无疑是---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---起到了一定的作用，但是，一吨改性沥青的价格比普通重交沥青髙50%,抬高了高速公路的造价。因此，寻求一种经济合理技术上可行的方法，即立足当地材料，从集料的级配入手，就可提高沥青混合料的高温路用性能的方法是非常必要的。本文针对湖南省的气候特点，通过计算分析，提出适合湖南省气候区的集料级配建议范围，以及经过试验路段的验证结果，供设计和施工者参考。2集料组成的理论研究2.1“I"法该法是20世纪70年代国际上经过研究提出的方法，其计算公式［1］为P=P0Ix式中：P为不同粒径d处的通过率(%)；P0为最大公称粒径D处的通过率(％)；I为通过率系数；x为级数，x=3.32Lg(D/d),即粒径每递减1/2为一级。2.2“贝雷法”该法由美国伊利诺伊州交通部RobertD.Bailey先生发明，经过HeritageResearchGyoup近十年的内部使用和普渡大学进一步研究、实践和验证，认为该方法设计的沥青混合料具有良好的骨架结构，同时可以达到密实的效果。“贝雷法”设计依据的数学模型是平面模型。根据该数学模型，沥青混合矿---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---料组成中可分为形成骨架的粗骨料和形成填充的细集料。形成填充的粒径与骨料直径的关系根据圆形与片状的不同，其系数大致为0.15〜0.29；为了统一考虑，形成第一级填充的细集料平均直径为公称最大粒径的0.22倍，即公称最大粒径乘以0.22为主要控制粒径，其设计原理是级配要求细集料的体积数量等于粗集料空隙的体积。同样，细集料也按照此原理分成细集料中的粗集料与细集料中的细集料，并形成依次的填充状态。为了约束粗集料部分的离析现象和压实不稳定性，对级配的粗集料部分组成提出按CA比控制，即CA比二（D/2粒径处的通过率-F1粒径处的通过率）/（100%-D/2粒径处的通过率）。同样，为了保证第二级和第三级形成嵌挤状态，采用FAC比和FAF比对级配的细集料部分的嵌挤进行约束，即FAC比二F2粒径处的通过率/F1粒径处的通过率；FAF比二F3粒径处的通过率/F2粒径处的通过率。式中：D为公称最大粒径处，D/2为公称最大粒径的1/2处；F1为粗细集料的分界点，在公称最大粒径的0.22倍处,是形成嵌挤的第一级分界点；F2为第二级分界点，为F1的0.22倍处；F3为第三级分界点，为F2的0.22倍处。2.3“I”法与“贝雷法”之间的联系由"I”法的通过率P二POIx,令xl为最大公称粒径1/2处的指数，x2为最大公称粒径0.25倍（采用林秀贤教授的建议---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---值）F1处I的指数，x3为F2处I的指数，x4为F3处【的指数，代入公式x=3.321g（D/d）,得xl=l,x2=2,x3=4,x4=8,代入“贝雷法"的粗细料率AC、FAC、FAF的计算公式，得AC=（POXI-P0XI2）/100%-P0XI）FAC=I2FAF=I2通过上述推导建立了AC、FAC、FAF与“I”法之间的联系，“1"法计算集料级配时，当集料从中心控制点（最大公称粒径的0.22倍，实际上是最大公称粒径的0.25倍），上面通过时（细型），d>2.36mm时,1=0.73~0.79；d<2.36mm时，1=0.69；当集料从中心控制点...