摘 要：
本文利用法國標(biāo)準(zhǔn)對直投式高模量瀝青混合料進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計以及路用性能試驗。研究表明：添加高模量劑后，瀝青混合料性能大大提高。使直投式高模量瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和抗疲勞性均達(dá)到設(shè)計要求瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。直投式高模量瀝青混合料應(yīng)用于高速公路面層的鋪筑是可行的，具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：直投式高模量；瀝青混合料；全厚式瀝青路面；配合比設(shè)計
全厚式瀝青混凝土路面是一種厚層瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，一般直接修筑在路基上。全厚式瀝青路面相較于傳統(tǒng)的半剛性基層瀝青混凝土路面，總厚度更為輕薄，不僅能夠有效降低建設(shè)成本，而且顯著減少了疲勞裂縫的出現(xiàn)概率。一旦發(fā)生破壞，其影響主要集中于路面結(jié)構(gòu)的表面層，易于維護(hù)和修復(fù) [1]。因此，全厚式瀝青路面因其卓越的耐久性，受到業(yè)界廣泛的認(rèn)可與推崇，成為了長壽命路面的理想選擇。法國等國家都紛紛開展了全厚式長壽命路面的研究及應(yīng)用，并且都取得了良好的成績 [2]。直投式高模量瀝青混合料（以下簡稱 GAC-20）因其良好的骨架效果，抗疲勞、抗?jié)B、抗車轍性能優(yōu)異，適用于高溫多雨地區(qū)的高速公路中面層鋪裝 [3]。GAC-20 在法國乃至歐洲已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用和驗證。想要將 GAC-20 應(yīng)用于全厚式瀝青混凝土路面，需要對其路用性能進(jìn)行驗證，而目前在國內(nèi)未見大量的相關(guān)應(yīng)用及研究。因此，為探尋 GAC-20 的性能，本文將利用《法國瀝青混合料設(shè)計指南》試驗方法進(jìn)行瀝青混合料配合比設(shè)計以及路用性能試驗等。
1 室內(nèi)試驗
本試驗選用 70# 基質(zhì)瀝青，集料為公稱最大粒徑20 mm 石灰?guī)r，高模量劑為法國 PR INDUSTRIE 公司生產(chǎn)的 PR MODULUS 瀝青混合料高模量改性劑（摻量0.4%）。采用法國高模瀝青混合料測試方法進(jìn)行試驗，具體設(shè)計過程如圖 1 所示：
瀝青的各項技術(shù)指標(biāo)根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTG E20-2011 的試驗要求分別進(jìn)行了測試。試驗結(jié)果見表 1，該瀝青的各項指標(biāo)均符合規(guī)范規(guī)定。
2 瀝青混合料配合比設(shè)計
2.1 原材料試驗
集料中，粒徑 3~5 mm 和 0~3 mm 兩檔料的粉料過多，因此集料篩分前進(jìn)行了反復(fù)水洗，以去除過多的粉料。瀝青混合料合成級配結(jié)果如圖 2 所示。
2.2 級配調(diào)試
2.2.1 旋轉(zhuǎn)壓實原理
旋轉(zhuǎn)壓實原理：在圓柱形模具中放入瀝青混合料，按照一定角度和速率將混合料在模具中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實，測試時需要確保有足夠的壓實溫度。在壓實過程中混合料同時受到旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的剪切力以及靜壓力的影響，如圖 3 所示。
2.2.2 空隙率計算
法國空隙率計算公式如式（1）所示：
2.3 確定瀝青含量
分別采用瀝青含量 4.6%、4.8% 和 5.0% 進(jìn)行法國旋轉(zhuǎn)壓實成型，測量空隙率，選取最佳瀝青含量。試樣按法國標(biāo)準(zhǔn)空隙率測定，結(jié)果見表 2，我國標(biāo)準(zhǔn)空隙率的測定和結(jié)果如表 3 所示。
在法國的混合料設(shè)計中，通過豐度系數(shù) K 來控制膠結(jié)料的用量。要求豐度系數(shù) K 應(yīng)大于 3.4。同時綜合考慮經(jīng)濟(jì)性，K 根據(jù)式（2）和式（3）計算：
3 直投式高模量瀝青混合料路用性能評價
3.1 水穩(wěn)定性
水穩(wěn)定性檢測采用法國瀝青混合料設(shè)計方法，采用多列士測試（EN 12697-12）?？箟簭?qiáng)度再根據(jù)試驗中試件破壞荷載的最大值進(jìn)行測算?；旌狭系目顾畵p害性能為浸水后強(qiáng)度 r 和無浸水強(qiáng)度 R 之間的強(qiáng)度比。計算抗壓強(qiáng)度比 ITSR，根據(jù)下面的公式（4）：
從圖 4 中可以看到，兩組試件在三萬次變形時變形率 Pi 都小于 7.5%，可以得出瀝青混合料在加入高模量劑后，高溫穩(wěn)定性良好。
3.3 梯形梁疲勞性能
根據(jù)法國梯形梁疲勞試驗方法進(jìn)行試驗，所得的梯形梁兩點疲勞測試結(jié)果見表 6：
根據(jù)法國標(biāo)準(zhǔn)要求，瀝青混合料的疲勞壽命應(yīng)大于106/ 次，加入高模量劑的 GAC-20 瀝青混合料均符合規(guī)范要求。因此可證明，加入高模量劑的 GAC-20 瀝青混合料抗疲勞性能良好。
4 結(jié)論
本文利用法國標(biāo)準(zhǔn)對一種適用于全厚式直投式高模量瀝青混合料進(jìn)行了瀝青混合料配合比設(shè)計以及其一系列路用性能試驗研究，結(jié)果表明：
（1）GAC-20 瀝青混合料的水敏感性指標(biāo) ITSR 為92.3%，高于典型瀝青混合料的通用水平，滿足設(shè)計使用要求；
（2）GAC-20 瀝青混合料在 60℃條件下車轍試驗的變形率 Pi 小于 7.5%，滿足設(shè)計使用要求；
（3）GAC-20 瀝青混合料疲勞壽命大于 106/ 次，滿足設(shè)計使用要求；
綜上，將 GAC-20 瀝青混合料應(yīng)用于高速公路面層的鋪筑是可行的，具有廣泛的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉鋒 , 李剛 , 丁小軍 . 法國規(guī)范體系下全厚式瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 [J]. 公路 ,2008,(09):139-142.
[2] 張揚(yáng) . 全厚式長壽命路面的龍江“首秀”[J]. 中國公路 ,2023 (20):53-55.
[3] 劉志清 . 直投式高模量改性瀝青混合料的應(yīng)用與適應(yīng)性分析 [J]. 工程技術(shù)研究 ,2021,6(16):137-138.
原創(chuàng)作者：鄧陳記 1，霍斌 1，劉姍 2，張曉萌 2，徐希忠 2，吳文娟 2，1. 安徽省交通控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230041；2. 山東省交通科學(xué)研究院