贝雷参数对混合料级配特征与施工特性的影响(4)

贝雷参数对混合料级配特征与施工特性的影响

　　　　　　　　　　　　　　　　　　武　汉　理　工　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　2010年3月70

FAf=PTcs/PScs(6)

式中、PPcs、PScs、PTcs为合成级配在第一控制筛孔、第二控制筛孔和第三控制筛孔的通过率。

3.2　贝雷参数值范围表1　各参数建议范围

最大公称尺寸/mm

37.50

25.50

19.00

12.50

9.50

4.75CA0.80～0.900.70～0.850.60～0.750.50～0.650.40～0.550.30～0.450.35～0.500.35～0.50FACFAf由于贝雷参数值直接决定了集料的填充特性和混合料的体积参数,因此文献[1,2]中WilliamRVavrik提出了CA值应为0.4～0.8之间,FAC、FAf参数值范围为0.35～0.50之间,后来修正为根据最大公称粒径给出不同的CA值。见表1。各最大公称粒径

的控制筛孔和贝雷参数比值计算见表2[3]。

最大公称粒1/2最大公称第一控制

径NMPS/mm筛孔/mm

37.5

25

19

12.5

9.5

4.7519.012.59.54.75表2　集料控制筛孔和参数比值计算第二控制筛孔/mm2.361.181.180.6030第三控制筛孔/mm0.600.300.075筛孔/mm9.54.754.752.CA(P19.0-P9.5(100-P19.0)(-4.75)(100-5)(P54.75)/100-P)P-)/-P75)(P4.75-P2.36)/(100-P4.75)(P2.36-P1.18)/(100-P2.36)FACP2.36/P1./P4.751./75P0.60/P2.36P0.60/P2.36P0.30/P1.18FAfP0.60/P2.36P0.30/P1.18P0.30/P1.18P0.15/P0.60P0.15/P0.60P0.075/P0.304　贝雷参数对混合料施工特性的影响

贝雷法密级配混合料设计中,选取的设计密度在粗集料松装密度和干捣实密度之间是为了保证粗集料形成面2面相互接触的嵌挤骨架,以具有较高的稳定性。贝雷参数CA、FAC、FAf值的合理范围则是保证集料的合理填充产生符合要求的体积指标,满足耐久性的要求,并具有良好的施工特性,以提高和保证施工质量。

4.1　CA对混合料施工特性的影响

粗集料形成骨架嵌挤的前提条件如式(3)、式(4)所示,混合料中的粗集料间隙率应小于粗集料干捣实空隙率。这要求粗集料足够多,细集料对粗集料不能产生过大的干涉。即次一级集料粒径不能过大,数量不能过多。

CA比的变化在很大程度上决定了粗集料的嵌挤程度和混合料的施工特性[10]。当CA比增大时,粗集料中的细集料增多易对集料级配发生干涉,混合料中的粗细级骨架从强骨架向弱骨架发展;CA比过大时骨料不能形成骨架结构,当CA比值接近1.0时,细料和粗料两部分数量接近,在形成骨架时都不占主要地位,由于中间粒径过多,不能形成一致的骨架结构。混合料在碾压时容易推移,也很难压实。当CA值大于1.0时,细集料占据主要地位,粗颗粒少,处于悬浮状态;当比偏小时,需要较多的细集料填充空隙,虽然粗集料嵌挤较好,但是由于粗、细集料比例失调,粗料成分往往不均匀,混合料容易发生。建议控制在0.4～0.6之间。

4.2　FAC、FAf对混合料施工特性的影响

若将混合料中的细集料作为一个整体看待时,也有粗、细料之分,较粗的成分形成的空隙由较细的成分填充,FAC反映了细集料中粗料部分与细料部分的嵌挤情况。FAC增大,细料成分比例增大使细集料形成更紧密的结构。但比值过大,表明细料过多,在0.45次级配图上会出现“驼峰”曲线。产生以下不良后果:1)降低混合料的强度和抵抗永久变形的能力;2)集料VMA不合格,不能保证足够的沥青膜厚;3)混合料对沥青含量非常敏感,沥青的微小变化都会使混合料变得不稳定;4)可能造成压实不稳定,出现严重的推移、开裂。

若FAC比值低,细集料中的粗料空隙由较少的细料填充,会增加VAM和混合料的空隙率。在0.45次方级配图上曲线呈凹状,会产生压实问题。在3个参数中FAC值对混合料VAM影响最大。由此可见细集料组成十分重要,在进行级配设计时,不能仅采用0～5mm的单一规格材料,往往0.3～2.36mm之间的材料不能满足级配要求,粉尘又多使比值过大或过小,造成不良级配,影响混合料的施工特性和路用性能。建议控制在0.35～0.5之间。