大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層設(shè)計(jì)與施工指南

1、大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層設(shè)計(jì)與施工指南山東省交通廳公路局二OO五年十二月前 言前 言目前全國(guó)公路通車總里程已突破200萬(wàn)公里，其中瀝青路面占了大多數(shù)，由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等原因，以石灰穩(wěn)定類和水泥穩(wěn)定類為主的半剛性基層瀝青路面是目前已建瀝青路面的主要結(jié)構(gòu)形式。半剛性基層由于其整體強(qiáng)度高、板體性好，使瀝青路面具有較高的承載能力，而且材料容易獲得，為提高我國(guó)公路交通的整體水平發(fā)揮重要作用。已建半剛性基層瀝青路面經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，必須進(jìn)行加鋪改造，以恢復(fù)路面的使用功能，尤其當(dāng)路面出現(xiàn)早期損害后，加鋪改造往往更早。舊瀝青路面常用的加鋪方案是在其上鋪設(shè)半剛性基層，再鋪設(shè)瀝青面層，此種加鋪方案具有結(jié)構(gòu)

2、承載力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)也存在工程量大、高程增加多，以及未能充分利用舊路面的面層材料等缺點(diǎn)。特別是不能避免反射裂縫及無(wú)法排水的缺陷，使加鋪后的路面重新面臨早期損害的可能。有專家認(rèn)為在舊的瀝青路面上加鋪半剛性基層，由于舊路面的裂縫會(huì)反射上來(lái)，新瀝青層可能比原來(lái)?yè)p壞的更快。隨著對(duì)半剛性基層認(rèn)識(shí)的不斷深入，對(duì)其進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用的趨勢(shì)越來(lái)越受到自身弱點(diǎn)的制約。首先，半剛性基層的收縮裂縫及引起的反射裂縫難以避免，其次由于半剛性基層的致密性，無(wú)法排除瀝青層和反射裂縫中滲入的水分，水分的積存造成基層表面的沖刷、唧漿及瀝青混合料的水損害。大量研究證明，采用大粒徑透水性瀝青混合料能夠有效的防止反

3、射裂縫的發(fā)生，并且能夠排出路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分，避免水分對(duì)下層或?yàn)r青面層的破壞；另外大粒徑透水性瀝青混合料具有較高的模量和抵抗變形的能力，可以直接用于舊路補(bǔ)強(qiáng)或新建路的結(jié)構(gòu)層中 。為了更好的對(duì)大粒徑透水性瀝青混合料進(jìn)行深入研究，山東省交通廳于2001年立項(xiàng)對(duì)大粒徑透水性瀝青混合料進(jìn)行研究。項(xiàng)目研究于2004年7月結(jié)束，并通過(guò)山東省交通廳組織的鑒定，課題研究總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。由于大粒徑透水性瀝青混合料具有的優(yōu)越性，在山東逐漸開(kāi)始推廣，并且在大修和改建工程中得到大量的應(yīng)用。為了更好的為設(shè)計(jì)、監(jiān)理與施工單位提供大粒徑透水性瀝青混合料的設(shè)計(jì)、施工與質(zhì)量控制依據(jù)，根據(jù)課題研究成果，特制定本設(shè)計(jì)與施工

4、指南。關(guān)于大粒徑透水性瀝青混合料的研究還在繼續(xù)進(jìn)行，因此本指南可能存在著一些不足之處以及在使用過(guò)程中可能會(huì)遇到一些問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)與編寫單位聯(lián)系（地址：濟(jì)南市舜耕路19號(hào)山東省交通廳公路局，郵編：250002；濟(jì)南市無(wú)影山中路38號(hào)山東省交通科學(xué)研究所，郵編：250031）。主編單位：山東省交通廳公路局 山東省交通科學(xué)研究所主要起草人：王松根 王 林 馬士杰 房建果 畢玉峰- 2 -目 錄目 錄1 概述12 LSPM性能32.1 高溫穩(wěn)定性32.2 水穩(wěn)定性42.3 疲勞性能42.4 滲透性能52.5 抵抗反射裂縫能力73 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)83.1 工程適用條件83.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.3 排水設(shè)計(jì)18

5、4 材料設(shè)計(jì)204.1 材料要求204.2 級(jí)配設(shè)計(jì)224.3 成型方法254.4 體積指標(biāo)測(cè)定264.5 最佳瀝青含量確定285 混合料施工與質(zhì)量控制305.1 準(zhǔn)備工作305.2 施工要求325.3 施工工藝335.4 質(zhì)量控制365.5 離析控制386 質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)41附錄：43混合料設(shè)計(jì)實(shí)例43- 50 -1 概述大粒徑透水性瀝青混合料（Large Stone Porous asphalt Mixes，以下簡(jiǎn)稱LSPM）是指混合料最大公稱粒徑大于26.5mm，具有一定空隙率能夠?qū)⑺肿杂膳懦雎访娼Y(jié)構(gòu)的瀝青混合料，LSPM通常用作路面結(jié)構(gòu)中的基層。這種混合料的提出是來(lái)自美國(guó)一些州的經(jīng)驗(yàn)，

6、美國(guó)中西部的一些州對(duì)應(yīng)用了三十多年以上而運(yùn)營(yíng)狀況相對(duì)良好的一些典型路面進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)許多成功的路面其基層采用的是較大粒徑的單粒徑嵌擠型瀝青混合料如灌入式瀝青基層。因此提出以單粒徑形成嵌擠為條件進(jìn)行混合料的設(shè)計(jì)，從而形成開(kāi)級(jí)配大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM)。美國(guó)NCHRP聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目對(duì)大粒徑瀝青混合料也進(jìn)行了相關(guān)研究，最終得到了研究報(bào)告NCHRP Report 386，但是研究報(bào)告主要是針對(duì)于大量實(shí)體工程的調(diào)查而且偏重于密級(jí)配大粒徑瀝青混合料，而且NCHRP Report 386對(duì)LSPM材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的研究。我們?cè)趪?guó)外研究的基礎(chǔ)上從2001年開(kāi)始進(jìn)行了大量的研究和應(yīng)用

7、，并對(duì)其級(jí)配與各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行研究，使其更符合我國(guó)具體實(shí)際情況，根據(jù)研究結(jié)果與使用狀況提出了本設(shè)計(jì)與施工指南，更好地指導(dǎo)工程實(shí)踐。LSPM的設(shè)計(jì)采用了新的理念，從級(jí)配設(shè)計(jì)角度考慮，LSPM應(yīng)當(dāng)是一種新型的瀝青混合料，通常由較大粒徑（25mm-62mm）的單粒徑集料形成骨架由一定量的細(xì)集料形成填充而組成的骨架型瀝青混合料。LSPM設(shè)計(jì)為半開(kāi)級(jí)配或者開(kāi)級(jí)配。由于LSPM有著良好的排水效果，通常為半開(kāi)級(jí)配（空隙率為13-18%）。它不同于一般的瀝青處治碎石混合料（ATPB）基層，也不同于密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石混合料（ATB）。瀝青處治碎石(ATPB) 粗集料形成了骨架嵌擠，其基本上沒(méi)有細(xì)集料填充，因此空

8、隙率很大，一般大于18%，具有非常好的透水效果，但由于沒(méi)有細(xì)集料填充空隙率過(guò)大其模量較低而且耐久性較差。密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石混合料（ATB）也具有良好的骨架結(jié)構(gòu)，空隙率一般在3-6%，因此其不具有排水性能。LSPM級(jí)配經(jīng)過(guò)嚴(yán)格設(shè)計(jì)，其形成了單一粒徑骨架嵌擠，并且采用少量細(xì)集料進(jìn)行填充，提高混合料模量與耐久性，在滿足排水要求的前提下降低混合料的空隙率，其空隙率一般為13-18%，因此其既具有良好的排水性能又具較高模量與耐久性。研究和應(yīng)用表明LSPM具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）級(jí)配良好的LSPM可以抵抗較大的塑性和剪切變形，承受重載交通的作用，具有較好的抗車轍能力，提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性；特別是對(duì)于低速

9、、重車路段，需要的持荷時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，設(shè)計(jì)良好的LSPM與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，顯示出十分明顯的抗永久變形能力；（2）LSPM有著良好的排水功能，可以兼有路面排水層的功能。（3）由于LSPM有著較大的粒徑和較大的空隙，它可以有效地減少反射裂縫。（4）大粒徑集料的增多和礦粉用量的減少，減少比表面積，減少了瀝青總用量，從而降低工程造價(jià)。（5）與通常的半剛性基層相比，提高了工程施工速度，減少了設(shè)備投入。（6）在大修改建工程中，可大大縮短封閉交通時(shí)間，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。2 LSPM性能2.1 高溫穩(wěn)定性LSPM為單一粒徑骨架嵌擠型混合料，9.5mm以上粗集料比例在70%左右，形成了完整的骨架嵌擠，因此具有

10、良好的高溫穩(wěn)定性，研究表明設(shè)計(jì)更合理的LSPM是解決重載交通下高溫車轍問(wèn)題最經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一。評(píng)價(jià)混合料高溫穩(wěn)定性的試驗(yàn)方法有多種，通常我們采用的方法是動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)，即車轍試驗(yàn)。瀝青混合料車轍試驗(yàn)是試件在規(guī)定溫度及荷載條件下，測(cè)定試驗(yàn)輪往返行走所形成的車轍變形速率，以變形穩(wěn)定期內(nèi)每產(chǎn)生1mm變形的行走次數(shù)即動(dòng)穩(wěn)定度表示。車轍試驗(yàn)最大的特點(diǎn)是能夠充分模擬瀝青路面上車輪行駛的實(shí)際情況，在用于試驗(yàn)研究時(shí)，還可以改變溫度、荷載、試件尺寸、成型條件等因素，以較好的模擬路面的實(shí)際情況。由于LSPM粒徑較大，一般情況下最大粒徑可達(dá)到37.5mm，因此傳統(tǒng)的5cm車轍試件厚度已不適用。對(duì)于LSPM應(yīng)有最小壓

11、實(shí)厚度，當(dāng)車轍試件厚度小于該厚度時(shí)粗集料之間不能形成良好的骨架結(jié)構(gòu)，集料之間不能互相嵌擠，此時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不能反映真實(shí)情況。根據(jù)混合料壓實(shí)厚度應(yīng)為最大公稱粒徑的34倍原則，通過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，表明對(duì)于LSPM車轍試驗(yàn)最小應(yīng)采用8cm厚度，試驗(yàn)溫度采用現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的60。2.2 水穩(wěn)定性瀝青混合料在浸水條件下，由于瀝青與礦料的粘附力降低，表現(xiàn)為混合料的整體力學(xué)強(qiáng)度降低。尤其對(duì)于LSPM，由于孔隙較大，瀝青用量少，礦料之間的接觸點(diǎn)比普通瀝青混合料少，更應(yīng)該考慮水穩(wěn)定性。為了更好的保證混合料的水穩(wěn)定性，對(duì)于LSPM的膠結(jié)料宜采用較高粘度的改性瀝青（如MAC、SBS改性瀝青），能夠形成較厚的瀝青膜，可

12、使瀝青膜的厚度大于12m。大量試驗(yàn)研究表明，LSPM具有良好的水穩(wěn)定性。目前各國(guó)研究水穩(wěn)定性的方法各不相同，并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)通常采用的試驗(yàn)方法是殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂強(qiáng)度比。對(duì)于LSPM結(jié)構(gòu)由于其顆粒間的接觸點(diǎn)明顯減少，結(jié)構(gòu)密實(shí)度較低，因此其馬歇爾穩(wěn)定度較低，甚至不容易測(cè)出，劈裂強(qiáng)度也明顯低于密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料。目前，針對(duì)大馬歇爾試件的試驗(yàn)方法還不完善，難以保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，因此，對(duì)于LSPM的水穩(wěn)定性主要從保證瀝青膜厚度即瀝青含量來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)與控制。2.3 疲勞性能瀝青路面的疲勞開(kāi)裂也是瀝青路面最主要的破壞模式之一，因而瀝青混合料的疲勞性能一直受到研究人員的廣泛關(guān)注。瀝青路面使用期間，經(jīng)

13、受車輪荷載的反復(fù)作用，其應(yīng)力或應(yīng)變長(zhǎng)期處于交迭變化狀態(tài)，致使路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度逐漸下降。當(dāng)荷載重復(fù)作用超過(guò)一定的次數(shù)以后，在荷載作用下路面內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力就會(huì)超過(guò)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降后的結(jié)構(gòu)抗力，在路面處治層底部產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂，在荷載繼續(xù)作用下，裂縫擴(kuò)展至路表面形成疲勞裂縫。LSPM為嵌擠型混合料，粗集料比例很大、瀝青用量較低、空隙率較大，因此其疲勞性能要較密級(jí)配、密實(shí)型瀝青混合料低，但與密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石基層（ATB）疲勞性能相當(dāng)。經(jīng)驗(yàn)算LSPM層出現(xiàn)較大拉應(yīng)力時(shí)，可采用以下兩種方法改善結(jié)構(gòu)抗疲勞性能：（1）精心進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，讓LSPM層處于受壓區(qū)域，基本上不出現(xiàn)拉應(yīng)力；（2）在LSPM層下增設(shè)細(xì)粒

14、式瀝青混合料抗疲勞層。2.4 滲透性能LSPM的主要功能之一是能迅速將滲入路面中的水迅速排出，因此，滲透性能是評(píng)價(jià)透水性瀝青混合料最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一。透水性能常用滲透系數(shù)表示，但目前我國(guó)尚沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)定透水性瀝青混合料的滲透系數(shù)。根據(jù)課題研究對(duì)于LSPM當(dāng)空隙率達(dá)到13%時(shí)，混合料的滲透系數(shù)發(fā)生突變，而空隙率達(dá)到18%以后滲透系數(shù)變化不明顯，一般滲透系數(shù)為從0.01cm/s到1.0cm/s之間，此時(shí)能夠滿足混合料排水性能的要求，而對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料即使空隙率達(dá)到10%，其滲透系數(shù)的數(shù)量級(jí)一般為10-5，這也就是說(shuō)混合料的滲透性能不僅與空隙率有關(guān)，更重要是與混合料的連通空隙有關(guān)。正是基于

15、上面的原因LSPM的設(shè)計(jì)空隙率可以定為1318%，混合料滲透系數(shù)要求為大于0.01cm/s。目前我國(guó)沒(méi)有滲透系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，混合料滲透系數(shù)的測(cè)試可以借鑒美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)，ASTM PS129-01規(guī)定了瀝青混合料滲透系數(shù)的測(cè)試方法。ASTM標(biāo)準(zhǔn)為無(wú)側(cè)向滲水儀，無(wú)側(cè)向滲水儀的基本原理是讓量筒里的水滲透飽水瀝青混合料并記錄達(dá)到預(yù)先設(shè)定水頭落差位置的時(shí)間間隔，然后用達(dá)西定律計(jì)算瀝青混合料的滲透系數(shù)，設(shè)備如圖1。圖1 滲水儀示意圖其做法的主要步驟是首先將試件真空保水，然后放入試模中并充氣防止水分從側(cè)壁滲漏，在管中加水。記錄滲水量在上下刻度線之間的滲水時(shí)間，當(dāng)滲水量較小時(shí)取30min的滲水量。滲透系

16、數(shù)k由式（1）計(jì)算： k （1）式中： k滲透系數(shù)，cm/s， a量筒內(nèi)徑面積，cm2 l試件厚，cm A試件橫截面積，cm2 t水頭高計(jì)時(shí)刻度至低計(jì)時(shí)刻度花費(fèi)時(shí)間，s h1時(shí)間t1水頭高度，cm h2時(shí)間t1水頭高度，cm2.5 抵抗反射裂縫能力由于作用于路面的實(shí)際荷載為運(yùn)動(dòng)荷載，總會(huì)經(jīng)歷對(duì)稱加載和非對(duì)稱加載過(guò)程，在交通荷載作用下導(dǎo)致基層或舊路面中的裂縫向?yàn)r青面層反射的主要原因裂縫尖端剪應(yīng)力的奇異性。無(wú)論是對(duì)稱荷載還是非對(duì)稱荷載作用，裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子都將隨著加鋪基層模量的增大而增大。瀝青混合料是一種溫度敏感性材料，其模量隨溫度的變化十分明顯，因此冬季出現(xiàn)反射裂縫的概率遠(yuǎn)大于夏季，而且當(dāng)

17、氣溫下降速度和幅度都很大時(shí)，加鋪層中反射裂縫的發(fā)展也很迅速。LSPM由于空隙率較大、瀝青含量低，因此其模量也較低，一般在400600MPa之間，遠(yuǎn)較密級(jí)配瀝青混合料低。根據(jù)斷裂力學(xué)分析，混合料中沒(méi)有孔隙或空隙非常小時(shí)無(wú)論是對(duì)稱荷載還是非對(duì)稱荷載作用，裂縫尖端應(yīng)力狀態(tài)都有很大的奇異性，當(dāng)存在較大空隙時(shí)將極大的消減了裂縫尖端的應(yīng)力集中，這就說(shuō)明在裂縫擴(kuò)展過(guò)程中，大空隙的存在能阻礙其進(jìn)一步的發(fā)展。根據(jù)以上分析，LSPM模量較低，而且空隙率較大，混合料中存在較大連通空隙，因此其具有較強(qiáng)的抵抗反射裂縫的能力。綜合以上對(duì)LSPM性能的分析，可以得到的性能優(yōu)點(diǎn)：（1）LSPM由于粗集料形成了完整的骨架嵌擠結(jié)

18、構(gòu)，具有較強(qiáng)的抵抗車轍變形能力；( 2）采用了較高粘度的改性瀝青，瀝青膜厚度較大，具有較高的水穩(wěn)定性；（3）空隙率較大，滲水系數(shù)能夠滿足結(jié)構(gòu)排水要求，能夠?qū)B入路面的水分迅速排水結(jié)構(gòu)以外；（4）由于其模量不是非常高，而且存在大量的連通空隙，具有很高的抵抗反射裂縫能力；LSPM也具有一定的缺點(diǎn)，那就是其疲勞性能較密級(jí)配混合料較低，這需要通過(guò)良好的混合料設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改善抗疲勞性能。3 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 3.1 工程適用條件LSPM可以應(yīng)用于公路的新建工程或者瀝青路面補(bǔ)強(qiáng)改造工程以及水泥混凝土路面的加鋪層。1.新建路面基層LSPM作為新建路面柔性基層，可以兼有承重層、排水層的功能。通常條件下，LSP

19、M層下需要設(shè)置封層。2.舊路改造加鋪層基層對(duì)于舊路改造中LSPM的應(yīng)用需要對(duì)原路面進(jìn)行調(diào)查與分析。由于LSPM為柔性基層，對(duì)原路面有一定的要求。首先應(yīng)對(duì)原路面進(jìn)行破損調(diào)查，對(duì)瀝青路面按我國(guó)公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范（JTJ 073.2-2001）規(guī)定，瀝青混凝土路面破損狀況采用路面狀況指數(shù)（PCI）進(jìn)行評(píng)價(jià)，路面狀況指數(shù)由瀝青路面破損率（DR）計(jì)算得出。對(duì)水泥混凝土路面按公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范（JTJ 073.1-2001）規(guī)定進(jìn)行調(diào)查，采用路面狀況指數(shù)（PCI）和斷板率(DBL)兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)定路面破損狀況。根據(jù)對(duì)原路面的調(diào)查與評(píng)定，對(duì)原路面進(jìn)行相應(yīng)的處置，并根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。另外

20、，還需要進(jìn)行承載力調(diào)查，路面結(jié)構(gòu)承載能力的測(cè)定，可分為破損類和無(wú)破損類，對(duì)于舊路改造工程對(duì)原路面的要求為ET120MPa。如果原路面出現(xiàn)大面積的坑槽、沉陷和路基嚴(yán)重破損的道路，則不適宜用LSPM層直接加鋪。 3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1 柔性基層瀝青路面應(yīng)力分布長(zhǎng)期以來(lái)，普遍認(rèn)為路面應(yīng)力隨深度消減，故在路面層狀體系中應(yīng)力高的上層，鋪筑質(zhì)量好的材料；而在應(yīng)力低的下層，采用價(jià)格便宜、質(zhì)量較差的材料。但多年的路面使用經(jīng)驗(yàn)表明，依據(jù)這種思想進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)并不完善。通過(guò)力學(xué)分析與課題研究，對(duì)于柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)受力認(rèn)為，瀝青層內(nèi)豎向壓應(yīng)力隨深度增加迅速減小，在18cm深度左右由0.7MPa減小到0

21、.2MPa。由此可知，上部瀝青層承受主要壓應(yīng)力，對(duì)于瀝青路面車轍的形成起重要作用。國(guó)外研究成果也表明，瀝青層厚度超過(guò)18cm以后，瀝青路面車轍量不再隨瀝青層厚度的增加而增加。(2)在柔性基層瀝青路面中，瀝青面層水平方向上部受壓，下部受拉，中性軸隨瀝青層厚度增加而下移。瀝青層越薄，層底最大拉應(yīng)力越大。因此，增加瀝青層厚度可以有效提高路面防止疲勞開(kāi)裂的性能。另外，不論層間連續(xù)還是光滑，均上部受壓下部受拉，連續(xù)條件下瀝青層底最大水平拉應(yīng)力比光滑條件下小很多，說(shuō)明正確的施工，保證界面連續(xù)對(duì)瀝青路面的疲勞耐久性起著重要作用。瀝青層內(nèi)剪應(yīng)力隨深度銳減，10cm以下變得很小，因此瀝青路面剪切破壞主要發(fā)生在表

22、層。不同軸重作用下，瀝青路面豎向應(yīng)力的分布規(guī)律相同，并且豎向應(yīng)力隨軸重增加發(fā)生顯著增加；隨軸重增加，瀝青層底水平拉應(yīng)力增加，但瀝青層內(nèi)受壓區(qū)和受拉區(qū)的位置不隨軸重變化而改變。3.2.2 柔性基層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與方法對(duì)于柔性基層的設(shè)計(jì)方法有多種，各國(guó)之間也存在著很大的差異。根據(jù)我們研究成果，對(duì)于新建道路設(shè)計(jì)可以采用我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（05年修訂版）或AASHTO （1993版）設(shè)計(jì)方法；對(duì)于老路加鋪層設(shè)計(jì)可采用AASHTO （1993版）或經(jīng)驗(yàn)法確定。（一）新建工程設(shè)計(jì)方法 （1）我國(guó)的瀝青路面設(shè)計(jì)方法路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論進(jìn)行計(jì)算，高速、一級(jí)、 二級(jí)公路的路面

23、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)以路表面回彈彎沉值和瀝青混凝土層層底拉應(yīng)力(拉應(yīng)變)及半剛性材料層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)，路面荷載及計(jì)算點(diǎn)如圖2所示。圖2 路面荷載及計(jì)算點(diǎn)圖示路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體承載力與抵抗瀝青層或半剛性基層、底基層疲勞開(kāi)裂的要求：1) 輪隙中心處路表計(jì)算彎沉值小于或等于設(shè)計(jì)彎沉值，即： (2)2) 輪隙中心或單圓荷載中心處的層底拉應(yīng)力應(yīng)小于或等于容許拉應(yīng)力，即： (3) a) 設(shè)計(jì)彎沉值應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次、面層和基層類型按式(4)計(jì)算確定。 (4)式中： 設(shè)計(jì)彎沉值（0.01mm）； 設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸次(次)； 公路等級(jí)系數(shù)，高速公路、一級(jí)公路為1

24、.0，二級(jí)公路為1.1，三、四級(jí)公路為1.2； 面層類型系數(shù)，瀝青混凝土面層為1.0；熱拌和冷拌瀝青碎石、上拌下貫或貫入式路面、瀝青表面處治為1.1。 基層類型系數(shù)，根據(jù)半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度按式(5)確定，當(dāng)小于1.0時(shí)取1.0，當(dāng)大于1.6時(shí)取1.6。 (5)式中： 為半剛性基層或底基層上柔性結(jié)構(gòu)層總厚度（cm）；b) 瀝青混凝土層、半剛性材料基層、底基層以彎拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，材料的容許拉應(yīng)力應(yīng)按式(6)計(jì)算： (6)式中： 路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力(MPa); 瀝青混凝土或半剛性材料的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)； 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。對(duì)瀝青混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，系指15時(shí)的極

25、限抗拉強(qiáng)度；對(duì)水泥穩(wěn)定類材料系指齡期為90d的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)；對(duì)二灰穩(wěn)定類、石灰穩(wěn)定類材料系指齡期為180d的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)；對(duì)水泥粉煤灰穩(wěn)定類材料系指齡期為120d的極限抗拉強(qiáng)度(MPa)。對(duì)瀝青混凝土層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，宜按式(7)計(jì)算： (7)對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料類： (8)對(duì)無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定細(xì)粒土類： (9)c) 以路表彎沉值為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)采用抗壓回彈模量，對(duì)于瀝青混凝土試驗(yàn)溫度為20；計(jì)算路表彎沉值時(shí)，抗壓回彈模量應(yīng)按下式計(jì)算其設(shè)計(jì)值： (10)式中： 各試件模量的平均值(MPa)； S 各試件模量的標(biāo)準(zhǔn)差； 保證率按95%，系數(shù)取2.0。d)以瀝青層彎拉應(yīng)力

26、(或拉應(yīng)變)為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)在15條件下測(cè)試瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度與彎拉回彈模量，半剛性材料宜在規(guī)定齡期時(shí)測(cè)定抗拉強(qiáng)度與彎拉回彈模量。也可采用換算法用劈裂強(qiáng)度與抗壓回彈模量計(jì)算。計(jì)算彎拉應(yīng)力時(shí)應(yīng)考慮模量的最不利組合。因此， 在計(jì)算層底拉應(yīng)力時(shí)，計(jì)算層以下各層的模量應(yīng)采用式(10)；計(jì)算其模量設(shè)計(jì)值；計(jì)算層及以上各層模量應(yīng)采用式(11)計(jì)算其模量設(shè)計(jì)值： (11) 式中：符號(hào)同式（10）。輪隙中心路表彎沉與層底拉應(yīng)力的計(jì)算，以及交工驗(yàn)收彎沉值確定與溫度修正與原規(guī)范相比并沒(méi)有變化，因此可參考原設(shè)計(jì)規(guī)范。（2）AASHTO設(shè)計(jì)方法AASHTO是美國(guó)各州公路及運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)的簡(jiǎn)稱，其推薦的方法是以AAS

27、HTO試驗(yàn)路得到的大量的試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)的，在設(shè)計(jì)指南中主要采用經(jīng)驗(yàn)性能方程作為基本模型，通過(guò)設(shè)計(jì)變量與參數(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于AASHTO設(shè)計(jì)方法是一套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，因此本指南僅對(duì)AASHTO 1993設(shè)計(jì)指南進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述。設(shè)計(jì)變量時(shí)間約束條件：為了充分利用可能獲得的資金，AASHTO設(shè)計(jì)指南鼓勵(lì)對(duì)交通量大的工程采用較長(zhǎng)的分析年限，至少應(yīng)包括一次大修期，因而分析年限應(yīng)等于或大于工作年限。工作年限是指初建的路面結(jié)構(gòu)至需要大修以前的時(shí)間，或者兩次大修之間的年限。分析年限為任何設(shè)計(jì)策略所必須包括的時(shí)段，AASHTO建議采用較長(zhǎng)的分析年限，因?yàn)楦鶕?jù)壽命周期費(fèi)用這樣可能更符合比較長(zhǎng)期策略。分析年限長(zhǎng)短的一

28、般原則如下表：分析年限長(zhǎng)短的準(zhǔn)則公路條件分析年限（年）公路條件分析年限（年）市區(qū)大交通量3050小交通量路面1525郊區(qū)大交通量20-50小交通量集料面層10-20 交通量：AASHTO設(shè)計(jì)方法是預(yù)計(jì)80KN累積當(dāng)量單軸荷載（ESAL）為依據(jù)，以現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)等效原則計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載。AASHTO軸載換算關(guān)系計(jì)算式為： (12)式中：Wx = 非標(biāo)準(zhǔn)軸載, kips W18 = 標(biāo)準(zhǔn)軸載, 18 kip (80 KN)；Lx = 單軸、雙軸或三軸軸重；L2 = 軸數(shù)；SN=結(jié)構(gòu)數(shù) （13） 式中：Pt為終端服務(wù)能力指數(shù) （14）可靠性：可靠性是在程序中加上一定程度地保證率以確保各種設(shè)計(jì)方案可以持

29、續(xù)整個(gè)分析期的方法。下表提供了不同功能等級(jí)AASHTO推薦的可靠性水平。不同功能等級(jí)所推薦的可靠度水平功能分類推薦的可靠性水平城市道路郊區(qū)道路州際道路和其他快速道路85-99.980-99.5主干道80-9975-95集散道路80-9575-95地方道路50-8050-80環(huán)境影響：環(huán)境可以通過(guò)幾種途徑影響路面的使用性能，在AASHTO設(shè)計(jì)指南中詳細(xì)論述了環(huán)境造成服務(wù)能力損失的量化方法。服務(wù)能力：最基本的服務(wù)能力的量度標(biāo)準(zhǔn)是現(xiàn)有路面耐用性指數(shù)PSI，其值在0（完全破壞道路）到5（完好道路）范圍內(nèi)變化。對(duì)主要公路的設(shè)計(jì)建議取指數(shù)為2.5或者更高，對(duì)交通量小的公路為2.0。有效土基回彈模量路基土的

30、彈性模量試驗(yàn)（AASHTO T274）應(yīng)選擇能模擬主要濕度季節(jié)的有代表性的應(yīng)力和濕度狀況樣本進(jìn)行，季節(jié)彈性模量值可通過(guò)與土壤特性的關(guān)系來(lái)確定。確定季節(jié)彈性模量的目的是為了量化道路每個(gè)季節(jié)的相對(duì)損傷并將其作為整個(gè)設(shè)計(jì)的一部分，然后建立一種有效的土基彈性模量，相當(dāng)于所有季節(jié)性模量的總和影響。確定有效土基模量的方法詳細(xì)見(jiàn)AASHTO設(shè)計(jì)指南（1993）附錄。結(jié)構(gòu)數(shù)結(jié)構(gòu)數(shù)為層厚、層位系數(shù)和排水系數(shù)的函數(shù)，其表達(dá)式為： （15）式中：層位系數(shù)； 層厚； 排水系數(shù)。層位系數(shù)用于度量某種材料作為路面的結(jié)構(gòu)組成部分，單位厚度具有的相對(duì)功能。層位系數(shù)可由試驗(yàn)路或附屬路段來(lái)確定，或根據(jù)試驗(yàn)確定材料回彈模量通過(guò)計(jì)算

31、確定層位系數(shù)。排水系數(shù)是根據(jù)基層和底基層的排水質(zhì)量與實(shí)際含水量，對(duì)層位系數(shù)進(jìn)行修整的系數(shù)，其取值一般可根據(jù)AASHTO設(shè)計(jì)指南中提供的建議表格查取。設(shè)計(jì)方程式AASHTO設(shè)計(jì)方程式是根據(jù)AASHTO試驗(yàn)路的成果，考慮到土基和氣候條件與試驗(yàn)路的不同，通過(guò)理論和經(jīng)驗(yàn)對(duì)比進(jìn)行修整。其基本設(shè)計(jì)方程式為：(16)式中：土基有效回彈模量(MPa)； 在時(shí)間t末時(shí)的服務(wù)能力；當(dāng)考慮到不同可靠度水平時(shí)，在計(jì)算方程式中需加入建立于可靠性的正態(tài)偏移，上面公式可修正為： （17）式中：給定可靠性R的正態(tài)偏移，可通過(guò)AASHTO設(shè)計(jì)指南查到； 標(biāo)準(zhǔn)離差。上式為AASHTO柔性路面設(shè)計(jì)指南的最終設(shè)計(jì)方程式，其求解可通過(guò)

32、諾模圖或AASHTO計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行。（二）舊路改建工程設(shè)計(jì)方法 （1）我國(guó)的舊路加鋪層設(shè)計(jì)方法由于我國(guó)的舊路加鋪層設(shè)計(jì)方法目前還不是很完善，因此，此處不推薦應(yīng)用我國(guó)的設(shè)計(jì)方法。（2）AASTHO舊路加鋪層設(shè)計(jì)方法AASHTO設(shè)計(jì)指南有很完善的加鋪層設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)方法是基于剩余壽命概念。其建議用非破損測(cè)試作為加鋪層修復(fù)工作的一部分，現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定土基和各層的模量及結(jié)構(gòu)承載能力。對(duì)于已加鋪的路面，舊路面的結(jié)構(gòu)能力為加鋪之前作用的荷載以及加鋪后作用的荷載的函數(shù)，其基本方程式為： (18)式中：加鋪層所需結(jié)構(gòu)能力； 加鋪路面承受交通所需總結(jié)構(gòu)能力； 剩余壽命系數(shù)； 舊路面在加鋪前的有效結(jié)構(gòu)能力。然后確定舊

33、路的有效承載能力，即舊路的剩余壽命。確定加鋪路面后的荷載作用重復(fù)次數(shù)，其與新路設(shè)計(jì)基本一致，只需調(diào)查加鋪當(dāng)年的交通量和軸載數(shù)，利用現(xiàn)行路面設(shè)計(jì)規(guī)范中的軸載換算公式，算出加鋪當(dāng)年的日平均標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)，則可算出加鋪后路面使用期末當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載作用總次數(shù)。另外，在舊路面加鋪層設(shè)計(jì)前，應(yīng)預(yù)估加鋪路面下次加鋪時(shí)的剩余壽命，這樣可以反算加鋪路面在下次加鋪前已承受的當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次。剩余壽命系數(shù)是一項(xiàng)用于舊路面有效結(jié)構(gòu)能力的修正系數(shù)，它實(shí)際反映加鋪年限內(nèi)的加權(quán)有效能力，即舊路面剩余壽命在加鋪后對(duì)加鋪路面壽命的貢獻(xiàn)。故加鋪路面下次加鋪前承受的當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次由兩部分組成，見(jiàn)下式： (19)式中：Ny加鋪路面在下次加

34、鋪前承受的當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次。 Nyx加鋪路面在下次加鋪前瀝青混凝土加鋪層承受當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次； Nxy加鋪路面在下次加鋪前舊路面承受當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次；算出加鋪層所能提供的有效當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸次后，利用瀝青路面疲勞準(zhǔn)則，以雙層彈性體系為計(jì)算力學(xué)模型，按新建路面設(shè)計(jì)中的相關(guān)方法進(jìn)行厚度設(shè)計(jì)。利用補(bǔ)強(qiáng)公式算出的厚度，采取不同的施工對(duì)策。3.2.3 經(jīng)驗(yàn)推薦值在LSPM層厚度設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考以往的經(jīng)驗(yàn)厚度，根據(jù)這幾年的研究和應(yīng)用給出的經(jīng)驗(yàn)厚度為8-18cm。8cm是考慮了混合料最小層厚與最大公稱尺寸之間的關(guān)系，18cm則是考慮作為一層壓實(shí)所能達(dá)到的最大厚度。常用的厚度為8-12cm。3.3 排水設(shè)計(jì)由于LSPM兼有排水

35、功能，因此還需要根據(jù)路面排水技術(shù)要求進(jìn)行驗(yàn)證排水能力，其應(yīng)該滿足排水設(shè)計(jì)能力。按公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ018-97)的規(guī)定，根據(jù)瀝青路面的表面水設(shè)計(jì)滲入率Ia、路面寬度、瀝青排水層的橫坡為2%，確定排水基層的有效厚度，由下式可以計(jì)算排水基層所要求的滲透系數(shù)，但要注意此式要求的滲透系數(shù)試驗(yàn)室測(cè)定是按照我國(guó)規(guī)范進(jìn)行的。 （20）LSPM的排水性能對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一定的影響，對(duì)于路面排水規(guī)范規(guī)定：滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大滲流時(shí)間，冰凍地區(qū)不應(yīng)超過(guò)1h，其他地區(qū)不應(yīng)超過(guò)2h（重交通時(shí)）4h（輕交通時(shí)）。地區(qū)材料的排水性能由滲透系數(shù)確定，其滲流速度可以根據(jù)達(dá)西定律進(jìn)行計(jì)算，如下式。 (21)其中：k材料

36、的滲透系數(shù)；i水頭梯度排水層的厚度應(yīng)該視需要排泄的滲入水水量和所選透水材料的滲透系數(shù)而定，因此根據(jù)排水要求也可以計(jì)算出排水基層所需要的有效厚度。由于整個(gè)基層都是采用LSPM，可不設(shè)縱向集水溝和集水管以及橫向出水管，滲入基層內(nèi)部的水分將通過(guò)整個(gè)路肩進(jìn)行排出，為此需對(duì)路肩進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，可以采用碎石路肩或在硬路肩設(shè)置碎石盲溝。路肩設(shè)計(jì)采用碎石路肩時(shí)，LSPM基層與碎石路肩相連，碎石路肩上鋪砌水泥混凝土板以利于基層的排水。碎石路肩采用級(jí)配碎石，要求自原路面以下開(kāi)始填筑，厚度要大于基層厚度，級(jí)配碎石采用軋制碎石，級(jí)配要求如下表。碎石路肩級(jí)配要求通過(guò)下列篩孔的質(zhì)量百分率（%）液限%28塑性指數(shù)%26.5m

37、m），現(xiàn)行瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程對(duì)于大于26.5mm的粗粒式瀝青混合料，可以采用替代法。由于采用小粒徑石料代替大粒徑石料的方法會(huì)改變?cè)械募?jí)配規(guī)律，造成試驗(yàn)的系統(tǒng)誤差。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外對(duì)成型方法的研究基礎(chǔ)，可以采用的方法有大型馬歇爾法、振動(dòng)成型法和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀體積法設(shè)計(jì)等，但是到目前為止都尚無(wú)完善的設(shè)計(jì)體系。馬歇爾方法在我國(guó)應(yīng)用比較普遍，也比較容易接受，但是由于大瀝青瀝青混合料粗骨料相對(duì)更多、骨架結(jié)構(gòu)形成較好，如果采用大型馬歇爾法則必定會(huì)造成大量石料被擊碎，從而影響了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，另外也不如旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀能夠更好的模擬現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)情況。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀被SHRP選作用來(lái)高級(jí)路面的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，我國(guó)有部分研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)引

38、進(jìn)，但是由于其價(jià)格昂貴，設(shè)計(jì)理念比較新穎，國(guó)內(nèi)施工單位根本不具備條件。根據(jù)課題研究成型方法要根據(jù)現(xiàn)有條件可以采用大馬歇爾法與旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀法，考慮目前施工單位配備旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀困難很大，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)兩種方法進(jìn)行對(duì)比，現(xiàn)場(chǎng)仍以大馬歇爾法為準(zhǔn)。擊實(shí)次數(shù)112次可作為大型馬歇爾擊實(shí)成型的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)次數(shù)。 大馬歇爾與標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾擊實(shí)參數(shù)表參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾大馬歇爾試件直徑(mm)101.6152.4試件標(biāo)準(zhǔn)高度(mm)63.595.25錘重(kg)4.5310.2落錘高度(mm)457457擊實(shí)次數(shù)75112對(duì)Superpave旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀法成型，根據(jù)交通量的要求，按重交通量要求選取初始?jí)簩?shí)次數(shù)為8次，設(shè)計(jì)壓實(shí)次數(shù)選擇

39、為20、50、75與100次?？紤]到路面的實(shí)際受力情況，以及目前所采用的重型壓路機(jī)，壓實(shí)軸向荷載仍采用為600KPa。結(jié)果分析表明隨壓實(shí)次數(shù)的增加試件的密度一直在增加，但增加的幅度逐漸減小，這說(shuō)明混合料已經(jīng)逐漸被壓實(shí)，這也說(shuō)明對(duì)重載交通采用100次作為設(shè)計(jì)壓實(shí)次數(shù)是正確可行的。4.4 體積指標(biāo)測(cè)定體積指標(biāo)主要是指密度的測(cè)定與空隙率的計(jì)算，密度的測(cè)定采用實(shí)測(cè)法和計(jì)算法，實(shí)測(cè)法為二次封蠟法，首先采用橡皮泥將試件表面大空隙填平，然后稱重，將橡皮泥填充的體積作為試件的體積，然后進(jìn)行封蠟測(cè)定水中重，通過(guò)計(jì)算就可以測(cè)定試件的密度；計(jì)算法為直接采用游標(biāo)卡尺測(cè)量試件的直徑和高度計(jì)算試件的體積，然后根據(jù)試件的重

40、量可以直接計(jì)算試件的密度。兩種方法都存在一定的缺陷，計(jì)算法比較簡(jiǎn)單直接，但是由于試件表面?zhèn)让娑疾⒉皇鞘忠?guī)則，而且由于粗集料含量大邊角容易破損，直接造成計(jì)算體積的不準(zhǔn)確，誤差較大；實(shí)測(cè)法相對(duì)來(lái)講誤差較小，但也存在一定的人為誤差，特別是在封橡皮泥時(shí)不同的人對(duì)表面空隙掌握的尺度不一樣，另外測(cè)定起來(lái)也比較麻煩，所以在測(cè)定時(shí)最好為同一人。目前國(guó)際上對(duì)于空隙率較大混合料密度測(cè)定比較先進(jìn)的方法是CoreLok法，Corelok是美國(guó)InstroTek測(cè)量?jī)x器設(shè)備公司生產(chǎn)的一種專門用于測(cè)量瀝青混合料及其砂石原材料密度的自動(dòng)真空封裝設(shè)備，是目前瀝青及瀝青混合料密度測(cè)試最先進(jìn)的測(cè)試儀器，被美國(guó)NCAT（美國(guó)國(guó)家

41、瀝青中心）指定為專用密度測(cè)試設(shè)備，在美國(guó)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。Corelok密度檢測(cè)完全滿足ASTM D6752及ASTM D6857規(guī)范要求。與其他瀝青混合料密度測(cè)試設(shè)備比較，其特點(diǎn)為：對(duì)試樣形狀無(wú)要求、多功能、全自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確及再現(xiàn)性好等。Corelok能準(zhǔn)確測(cè)試大空隙率瀝青混合料的密度，如OGFC、LSPM、透水性路面瀝青混合料等，是傳統(tǒng)的測(cè)試方法無(wú)法匹及的。根據(jù)對(duì)三種密度測(cè)試方法的對(duì)比研究可得到一些結(jié)論：三種密度中二次封蠟法密度最大，計(jì)算法密度最小，CoreLok法居中；CoreLok法密度變化較為平緩，而計(jì)算法與二次封蠟法密度變化較大，從另一方面反映了這兩種方法誤差較大，受人為因素的影

42、響較大，相對(duì)而言CoreLok法較為準(zhǔn)確；這三種方法的變化較大并沒(méi)有一定的相關(guān)性，當(dāng)然由于試件較少還不能完全認(rèn)定。綜合分析在設(shè)計(jì)時(shí)采用CoreLok法密度較為合適，但是受儀器的限制目前國(guó)內(nèi)還比較少，因此在施工現(xiàn)場(chǎng)宜采用計(jì)算法或二次封蠟法，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)比CoreLok法找出其關(guān)系。密度的測(cè)定還包括最大理論密度的測(cè)試，最大相對(duì)密度可以采用真空實(shí)測(cè)法和計(jì)算法，按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）規(guī)定，對(duì)于普通瀝青混合料可以采用實(shí)測(cè)法，對(duì)于改性瀝青混合料由于比較難以分散應(yīng)采用計(jì)算法。對(duì)LSPM一般采用MAC-70#改性瀝青或SBS改性瀝青粘度較大，因此采用計(jì)算法。計(jì)算法采用集料有效

43、相對(duì)密度，有效相對(duì)密度宜直接由礦料的合成毛體積相對(duì)密度與合成表觀相對(duì)密度按式(22)計(jì)算確定，其中瀝青吸收系數(shù)C值根據(jù)材料的吸水率由式(23)求得，材料的合成吸水率按式(24)計(jì)算。 (22) (23) (24)4.5 最佳瀝青含量確定縱觀國(guó)內(nèi)外對(duì)排水性大孔隙瀝青混合料最佳瀝青用量確定的方法，主要都是經(jīng)驗(yàn)方法。根據(jù)課題研究，最佳瀝青含量的確定應(yīng)采用瀝青膜厚度、設(shè)計(jì)空隙率并綜合析漏與飛散試驗(yàn)方法確定。由于LSPM具有排水功能，其空隙中有自由水的存在，為了滿足水穩(wěn)定性的要求使得混合料具有好的耐久性，那么混合料應(yīng)當(dāng)具有足夠的瀝青膜厚度。瀝青膜厚度可以通過(guò)瀝青含量與集料表面積來(lái)計(jì)算，瀝青含量應(yīng)當(dāng)采用有

44、效瀝青含量，考慮到有效瀝青含量的計(jì)算比較麻煩，當(dāng)集料吸水率較小時(shí)可以采用瀝青含量。集料表面積的計(jì)算可根據(jù)美國(guó)AI給出的經(jīng)驗(yàn)公式估算，公式如下： （25）式中：Pi分別為I級(jí)篩孔的通過(guò)率(%)。綜合密級(jí)配瀝青混凝土以及SMA混合料的水穩(wěn)定性研究，以及課題研究，對(duì)LSPM要求瀝青膜厚度為12um。 析漏試驗(yàn)和飛散試驗(yàn)是確定透水性瀝青混合料最佳瀝青用量的兩項(xiàng)必不可少的試驗(yàn)。通過(guò)析漏試驗(yàn)可以確定保證瀝青不產(chǎn)生流淌的最大瀝青用量；通過(guò)飛散試驗(yàn)可以確定透水性瀝青混合料不發(fā)生嚴(yán)重飛散的最小瀝青用量。根據(jù)這兩個(gè)瀝青用量就可以確定透水性瀝青混合料的瀝青用量范圍，在此范圍內(nèi)再參考設(shè)計(jì)試件體積指標(biāo)與瀝青膜要求的結(jié)果，選擇合適的瀝青用量作為最佳瀝青用量。為了保證瀝青不產(chǎn)生流淌，對(duì)于LSPM由于最大粒徑較大，考慮施工中的離析等因素，對(duì)LSPM要求析漏質(zhì)量損失不大于0.2%；為了保證混合料不發(fā)生松散，飛散試驗(yàn)的質(zhì)量損失不能大于20%。綜合分析，LSPM技術(shù)指標(biāo)要求匯總?cè)缦拢篖SPM大馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 試驗(yàn)指標(biāo)單位LSPM公