半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化研究

半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)與性能優(yōu)化研究一、引言1.1研究背景與意義1.1.1研究背景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量日益增長(zhǎng)，對(duì)道路的承載能力、耐久性和舒適性提出了更高的要求。道路作為交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，其質(zhì)量直接關(guān)系到交通運(yùn)輸?shù)男屎桶踩?。傳統(tǒng)的瀝青混合料在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性等方面存在一定的局限性，難以滿足現(xiàn)代交通的需求。在這種背景下，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料應(yīng)運(yùn)而生。SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）作為一種常用的改性劑，能夠顯著改善瀝青的性能。將其應(yīng)用于半開級(jí)配瀝青混合料中，可使混合料兼具較好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及一定的排水性能。半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的空隙率介于開級(jí)配和密級(jí)配之間，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其在保證路面強(qiáng)度的同時(shí)，能有效排除路表積水，提高路面的抗滑性能和行車安全性，在多雨地區(qū)和重載交通路段具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在配合比設(shè)計(jì)方面還缺乏統(tǒng)一、完善的方法，不同地區(qū)、不同工程的配合比差異較大，導(dǎo)致其性能不穩(wěn)定。同時(shí)，對(duì)于其各項(xiàng)性能的研究還不夠深入，在實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)一些問(wèn)題，如早期損壞、耐久性不足等。因此，開展半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及性能研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.1.2研究意義本研究旨在通過(guò)對(duì)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及性能的深入研究，為其在道路工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，具體意義如下：提高路面性能：通過(guò)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，使半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料具有更好的高溫穩(wěn)定性，能夠有效抵抗高溫下的車轍變形；具備優(yōu)良的低溫抗裂性，減少低溫環(huán)境下路面裂縫的產(chǎn)生；擁有良好的水穩(wěn)定性，降低水損害對(duì)路面的影響，從而全面提高路面的使用性能和耐久性，延長(zhǎng)道路的使用壽命。降低成本：合理的配合比設(shè)計(jì)可以在保證路面性能的前提下，優(yōu)化材料的使用，減少昂貴材料的用量，降低工程造價(jià)。同時(shí)，由于路面性能的提高，減少了道路維修和養(yǎng)護(hù)的頻率和成本，從長(zhǎng)期來(lái)看具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。促進(jìn)材料應(yīng)用：深入研究半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的性能，有助于進(jìn)一步推廣這種新型材料在道路工程中的應(yīng)用，豐富道路建筑材料的種類，推動(dòng)道路工程技術(shù)的發(fā)展，以適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的交通需求和復(fù)雜的工程環(huán)境。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究進(jìn)展國(guó)外對(duì)瀝青混合料的研究起步較早，在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在配合比設(shè)計(jì)方法方面，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）以及各州公路與運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)（AASHTO）制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。例如，Superpave設(shè)計(jì)方法以旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀（SGC）為核心，通過(guò)對(duì)瀝青混合料體積特性、力學(xué)性能以及路用性能的綜合分析，確定合理的礦料級(jí)配和瀝青用量，在半開級(jí)配瀝青混合料的設(shè)計(jì)中也得到了廣泛應(yīng)用。這種方法考慮了集料的粗細(xì)程度、級(jí)配分布以及瀝青的性質(zhì)等因素，能夠較好地適應(yīng)不同的交通和氣候條件。在性能研究方面，國(guó)外學(xué)者通過(guò)大量的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，對(duì)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和疲勞性能等進(jìn)行了深入研究。在高溫穩(wěn)定性研究中，采用車轍試驗(yàn)、漢堡車轍試驗(yàn)等方法，分析不同因素對(duì)混合料抗車轍能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，SBS改性劑的添加能夠顯著提高瀝青的粘度和彈性，從而增強(qiáng)混合料的高溫穩(wěn)定性。例如，德國(guó)的研究表明，在半開級(jí)配瀝青混合料中加入適量的SBS改性劑后，車轍深度明顯減小，路面在高溫重載條件下的抗變形能力得到有效提升。對(duì)于低溫抗裂性，國(guó)外學(xué)者運(yùn)用低溫彎曲試驗(yàn)、直接拉伸試驗(yàn)等手段，探究混合料在低溫環(huán)境下的力學(xué)性能和開裂機(jī)理。結(jié)果顯示，SBS改性瀝青混合料由于其良好的柔韌性和低溫延展性，能夠有效抵抗低溫裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。美國(guó)的一些研究項(xiàng)目通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，使用SBS改性瀝青的半開級(jí)配路面在寒冷地區(qū)的低溫抗裂性能明顯優(yōu)于普通瀝青路面，減少了路面因低溫開裂而導(dǎo)致的早期損壞。在水穩(wěn)定性研究方面，通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)等方法，評(píng)估混合料在水作用下的性能變化。國(guó)外研究表明，合理的級(jí)配設(shè)計(jì)和抗剝落劑的使用可以提高半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性，降低水損害的風(fēng)險(xiǎn)。例如，日本在一些多雨地區(qū)的道路建設(shè)中，采用特殊的級(jí)配設(shè)計(jì)和添加抗剝落劑的措施，使半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性滿足了當(dāng)?shù)氐墓こ桃螅岣吡寺访娴氖褂脡勖?.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的研究方面也取得了顯著成果。在材料性能研究方面，眾多學(xué)者對(duì)SBS改性瀝青的性能改善機(jī)理進(jìn)行了深入探討。研究發(fā)現(xiàn)，SBS改性劑與基質(zhì)瀝青之間通過(guò)物理和化學(xué)作用形成了一種新的結(jié)構(gòu)，從而改變了瀝青的流變性能和物理性能。例如，通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析、掃描電子顯微鏡（SEM）觀察等手段，揭示了SBS改性劑在瀝青中的分散狀態(tài)和相互作用機(jī)制，為進(jìn)一步優(yōu)化改性瀝青的性能提供了理論依據(jù)。在工程應(yīng)用方面，隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在高速公路、城市道路等工程中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。例如，在一些重載交通路段和多雨地區(qū)，采用半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料鋪筑路面，有效提高了路面的使用性能和耐久性。在實(shí)際工程中，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、交通荷載等因素，對(duì)混合料的配合比進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以滿足工程的具體要求。同時(shí)，通過(guò)對(duì)工程實(shí)例的跟蹤監(jiān)測(cè)和分析，總結(jié)了半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在施工工藝、質(zhì)量控制等方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為其在更多工程中的應(yīng)用提供了參考。在配合比設(shè)計(jì)方法方面，國(guó)內(nèi)在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，開展了相關(guān)研究和實(shí)踐。例如，一些研究機(jī)構(gòu)和高校提出了基于體積參數(shù)設(shè)計(jì)的半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)礦料間隙率（VMA）、有效瀝青含量等體積參數(shù)的控制，確定合理的配合比。這種方法考慮了我國(guó)道路工程中常用的材料特性和施工工藝，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性。此外，還有學(xué)者利用數(shù)值模擬方法，如離散元法（DEM）等，對(duì)瀝青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)和性能進(jìn)行模擬分析，為配合比設(shè)計(jì)提供了新的思路和方法。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)：對(duì)粗集料、細(xì)集料、礦粉等原材料進(jìn)行嚴(yán)格的性能檢測(cè)，包括集料的壓碎值、洛杉磯磨耗損失、針片狀含量、含泥量，礦粉的親水系數(shù)等指標(biāo)，確保原材料符合技術(shù)要求。依據(jù)相關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，初步擬定多種礦料級(jí)配方案，通過(guò)計(jì)算不同級(jí)配下的礦料間隙率（VMA）、有效瀝青含量等體積參數(shù)，篩選出滿足設(shè)計(jì)要求的礦料級(jí)配范圍。采用不同的SBS改性劑摻量制備改性瀝青，通過(guò)針入度、軟化點(diǎn)、延度等試驗(yàn)，分析改性劑摻量對(duì)瀝青性能的影響規(guī)律，確定最佳的SBS改性劑摻量?；谶x定的礦料級(jí)配和最佳SBS改性劑摻量，通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)，確定最佳瀝青用量，并對(duì)最佳瀝青用量下的混合料進(jìn)行體積指標(biāo)和力學(xué)性能指標(biāo)的驗(yàn)證，如穩(wěn)定度、流值、空隙率等。半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料性能研究：通過(guò)車轍試驗(yàn)，模擬車輛荷載在高溫條件下對(duì)路面的反復(fù)作用，分析不同因素（如級(jí)配、瀝青用量、改性劑摻量等）對(duì)混合料高溫穩(wěn)定性的影響，研究其抗車轍變形的能力。采用低溫彎曲試驗(yàn)，測(cè)試混合料在低溫環(huán)境下的抗彎拉強(qiáng)度、破壞應(yīng)變等指標(biāo)，探究其低溫抗裂性能，分析溫度、級(jí)配等因素對(duì)低溫性能的影響規(guī)律。利用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，評(píng)估混合料在水作用下的強(qiáng)度損失情況，研究其水穩(wěn)定性，分析抗剝落劑等添加劑對(duì)水穩(wěn)定性的改善效果。通過(guò)疲勞試驗(yàn)，施加不同的應(yīng)力水平和加載次數(shù)，分析混合料的疲勞壽命和疲勞性能，研究其在長(zhǎng)期交通荷載作用下的耐久性。配合比參數(shù)對(duì)混合料性能的影響分析：運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，選取礦料級(jí)配、瀝青用量、SBS改性劑摻量等主要配合比參數(shù)作為因素，以高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性等性能指標(biāo)為響應(yīng)變量，進(jìn)行多因素正交試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，確定各配合比參數(shù)對(duì)混合料性能的影響主次順序，以及各因素之間的交互作用，為配合比的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。建立基于配合比參數(shù)的混合料性能預(yù)測(cè)模型，如采用多元線性回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法，通過(guò)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)通過(guò)配合比參數(shù)預(yù)測(cè)混合料性能，為工程實(shí)踐提供便捷的工具。1.3.2研究方法試驗(yàn)研究：進(jìn)行原材料性能試驗(yàn)，對(duì)瀝青、集料、礦粉等原材料的基本性能進(jìn)行全面檢測(cè)，為后續(xù)的配合比設(shè)計(jì)和性能研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。開展配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)，按照規(guī)范要求和設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行礦料級(jí)配設(shè)計(jì)、瀝青用量確定等試驗(yàn)，通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)、體積指標(biāo)計(jì)算等手段，確定最佳配合比。進(jìn)行性能試驗(yàn)，運(yùn)用車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等室內(nèi)試驗(yàn)方法，對(duì)不同配合比的半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的各項(xiàng)性能進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。理論分析：從材料組成和結(jié)構(gòu)的角度，分析半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的組成特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形成機(jī)理，探討其與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。運(yùn)用材料力學(xué)、流變學(xué)等理論知識(shí)，對(duì)混合料在不同受力狀態(tài)和環(huán)境條件下的力學(xué)性能進(jìn)行分析，建立相應(yīng)的理論模型，解釋性能變化的原因。數(shù)值模擬：利用有限元軟件，建立半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的數(shù)值模型，模擬其在不同荷載和環(huán)境條件下的力學(xué)響應(yīng)，如應(yīng)力分布、應(yīng)變發(fā)展等，分析混合料的性能表現(xiàn)，為試驗(yàn)研究提供補(bǔ)充和驗(yàn)證。采用離散元方法，對(duì)混合料中的集料、瀝青和空隙等組成部分進(jìn)行離散化處理，模擬其在加載過(guò)程中的相互作用和變形行為，從微觀角度深入研究混合料的性能機(jī)制。二、半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料概述2.1SBS改性瀝青2.1.1SBS改性瀝青的組成與結(jié)構(gòu)SBS改性瀝青是在基質(zhì)瀝青中加入一定比例的SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）改性劑，經(jīng)過(guò)溶脹、剪切、發(fā)育等工藝形成的一種新型瀝青材料。SBS屬于苯乙烯類熱塑性彈性體，具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)。其分子由聚苯乙烯鏈段（S）和聚丁二烯鏈段（B）組成，呈現(xiàn)出兩相結(jié)構(gòu)，其中聚丁二烯為連續(xù)相，聚苯乙烯為分散相。這種結(jié)構(gòu)賦予了SBS獨(dú)特的性能，使其在常溫下具有硫化橡膠的高彈性和抗疲勞性能，而在高溫下又能表現(xiàn)出類似樹脂的流動(dòng)加工性。當(dāng)SBS加入到基質(zhì)瀝青中后，在高溫和強(qiáng)力剪切作用下，SBS顆粒逐漸溶脹并分散于瀝青中。隨著溶脹過(guò)程的進(jìn)行，SBS分子與瀝青分子之間相互作用，形成一種空間立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，SBS的聚苯乙烯鏈段聚集在一起形成微區(qū)，分散于聚丁二烯連續(xù)相和瀝青的混合體系中，起到物理交聯(lián)、固定鏈段、硫化增強(qiáng)及防冷流作用。這種結(jié)構(gòu)有效地改善了瀝青的性能，使SBS改性瀝青具有更好的溫度穩(wěn)定性、拉伸性能、彈性和內(nèi)聚附著性能等。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）可以清晰地觀察到SBS在瀝青中的分散狀態(tài)和形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步證實(shí)了兩者之間的相互作用機(jī)制。2.1.2SBS改性瀝青的性能特點(diǎn)高溫穩(wěn)定性：SBS改性瀝青的高溫穩(wěn)定性得到顯著提高。由于SBS形成的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠有效限制瀝青分子的熱運(yùn)動(dòng)，增加了瀝青的粘度和彈性，使得改性瀝青在高溫下抵抗變形的能力增強(qiáng)。在高溫條件下，普通瀝青容易變軟、流淌，導(dǎo)致路面出現(xiàn)車轍、擁包等病害。而SBS改性瀝青能夠保持較好的力學(xué)性能，減少車轍的產(chǎn)生，提高路面的使用壽命。例如，通過(guò)車轍試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，相同試驗(yàn)條件下，SBS改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度比普通瀝青混合料提高數(shù)倍，表明其具有更強(qiáng)的抗車轍能力。低溫抗裂性：在低溫環(huán)境下，SBS改性瀝青表現(xiàn)出良好的柔韌性和低溫延展性。SBS的彈性體特性使得改性瀝青在低溫時(shí)能夠承受一定的拉伸變形而不發(fā)生開裂。當(dāng)溫度降低時(shí)，普通瀝青的脆性增加，容易產(chǎn)生裂縫，而SBS改性瀝青能夠有效地緩解溫度應(yīng)力，降低裂縫產(chǎn)生的概率。通過(guò)低溫彎曲試驗(yàn)等方法可以檢測(cè)到，SBS改性瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變?cè)诘蜏叵旅黠@優(yōu)于普通瀝青混合料，說(shuō)明其具有更好的低溫抗裂性能?？估匣裕篠BS改性瀝青的抗老化性能也有明顯提升。在紫外線、氧氣等因素的作用下，普通瀝青容易發(fā)生老化，導(dǎo)致性能劣化。而SBS的加入可以減緩瀝青的老化速度，因?yàn)镾BS能夠吸收紫外線，減少瀝青分子的氧化反應(yīng)。同時(shí)，SBS形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也增強(qiáng)了瀝青的穩(wěn)定性，使其在長(zhǎng)期使用過(guò)程中性能變化較小。通過(guò)老化試驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)SBS改性瀝青在老化后的針入度、延度等指標(biāo)變化幅度明顯小于普通瀝青，表明其具有更好的抗老化性能。粘結(jié)性：SBS改性瀝青與集料之間具有更強(qiáng)的粘結(jié)能力。這種良好的粘結(jié)性使得瀝青與集料能夠緊密結(jié)合，形成穩(wěn)定的混合料結(jié)構(gòu)。在路面使用過(guò)程中，能夠有效抵抗車輛荷載和自然因素的作用，減少集料的脫落和路面的損壞。例如，在水穩(wěn)定性試驗(yàn)中，SBS改性瀝青混合料在浸水條件下的強(qiáng)度損失明顯小于普通瀝青混合料，說(shuō)明其粘結(jié)性能良好，能夠提高路面的水穩(wěn)定性。2.2半開級(jí)配瀝青混合料的特點(diǎn)2.2.1半開級(jí)配的定義與級(jí)配范圍半開級(jí)配瀝青混合料是由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及少量填料（或不加填料）與瀝青結(jié)合料拌和而成，壓實(shí)后剩余空隙率在6%-12％的半開式瀝青混合料，通常以AM表示。其礦料級(jí)配范圍介于密級(jí)配和開級(jí)配之間。在這種級(jí)配中，粗集料起到主要的骨架支撐作用，細(xì)集料填充在粗集料的空隙之間，形成一種較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。半開級(jí)配瀝青混合料的礦料級(jí)配需滿足相關(guān)規(guī)范要求，不同公稱最大粒徑的半開級(jí)配瀝青混合料，其級(jí)配范圍有所差異。以AM-16為例，其通過(guò)不同篩孔尺寸的質(zhì)量百分率大致范圍為：16mm篩孔通過(guò)率100%，13.2mm篩孔通過(guò)率90%-100%，9.5mm篩孔通過(guò)率60%-85%，4.75mm篩孔通過(guò)率30%-60%，2.36mm篩孔通過(guò)率18%-40%，1.18mm篩孔通過(guò)率10%-28%，0.6mm篩孔通過(guò)率6%-20%，0.3mm篩孔通過(guò)率4%-16%，0.15mm篩孔通過(guò)率3%-12%，0.075mm篩孔通過(guò)率2%-10%。這種級(jí)配設(shè)計(jì)使得混合料在保證一定強(qiáng)度的同時(shí)，具有一定的空隙率，以滿足其特定的性能需求。與密級(jí)配瀝青混合料相比，半開級(jí)配瀝青混合料的粗集料含量相對(duì)較高，細(xì)集料和礦粉含量相對(duì)較低，空隙率較大；而與開級(jí)配瀝青混合料相比，其細(xì)集料和礦粉含量又相對(duì)較多，空隙率相對(duì)較小。這種獨(dú)特的級(jí)配特點(diǎn)賦予了半開級(jí)配瀝青混合料特殊的性能優(yōu)勢(shì)。2.2.2半開級(jí)配瀝青混合料的性能優(yōu)勢(shì)排水性能：半開級(jí)配瀝青混合料的空隙率在6%-12％之間，這些連通的空隙形成了排水通道。當(dāng)路面有積水時(shí)，水能夠迅速通過(guò)這些空隙排出路面，有效減少了路表水膜的形成。這不僅提高了雨天行車的安全性，減少了車輛打滑和水漂現(xiàn)象的發(fā)生，還能降低水對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損害，如減少水對(duì)瀝青與集料之間粘結(jié)力的破壞，從而延長(zhǎng)路面的使用壽命。在多雨地區(qū)的高速公路上，采用半開級(jí)配瀝青混合料鋪筑路面，能使路表積水迅速排出，大大提高了行車的安全性和舒適性。降噪性能：半開級(jí)配瀝青混合料的多孔結(jié)構(gòu)能夠有效吸收和消耗車輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲。噪聲波在空隙中傳播時(shí)，會(huì)與空隙壁發(fā)生摩擦和碰撞，將聲能轉(zhuǎn)化為熱能而消散。與普通密級(jí)配瀝青路面相比，半開級(jí)配瀝青路面能夠降低3-5dB的噪聲。這對(duì)于改善道路周邊環(huán)境的聲學(xué)質(zhì)量，減少交通噪聲對(duì)居民生活的影響具有重要意義。在城市道路中，使用半開級(jí)配瀝青混合料可以有效降低交通噪聲，提高居民的生活質(zhì)量?？够阅埽河捎诎腴_級(jí)配瀝青混合料的粗集料較多，且具有一定的空隙率，使得路面表面形成了粗糙的紋理。這種粗糙的表面增加了輪胎與路面之間的摩擦力，提高了路面的抗滑性能。在潮濕或低溫等惡劣條件下，其抗滑性能優(yōu)勢(shì)更加明顯。例如，在冬季下雪或結(jié)冰的路面上，半開級(jí)配瀝青路面能夠提供更好的抗滑能力，減少交通事故的發(fā)生。高溫穩(wěn)定性：半開級(jí)配瀝青混合料中粗集料形成的骨架結(jié)構(gòu)能夠有效抵抗高溫下的變形。在高溫環(huán)境中，瀝青會(huì)變軟，而粗集料的骨架作用可以限制瀝青的流動(dòng)，使混合料保持較好的穩(wěn)定性。同時(shí)，SBS改性瀝青的加入進(jìn)一步提高了混合料的高溫穩(wěn)定性。通過(guò)車轍試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度明顯高于普通瀝青混合料，表明其具有更強(qiáng)的抗車轍能力。在重載交通路段，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料能夠更好地承受車輛荷載的反復(fù)作用，減少車轍病害的產(chǎn)生。三、半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)3.1原材料選擇與技術(shù)要求3.1.1粗集料粗集料在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料中起著骨架支撐的關(guān)鍵作用，其性能直接影響著混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。在選擇粗集料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨耗、表面粗糙且具有良好顆粒形狀的石料。常用的粗集料有石灰?guī)r、玄武巖等。粗集料的性能需滿足一系列嚴(yán)格的技術(shù)要求。石料壓碎值是衡量粗集料抵抗壓碎能力的重要指標(biāo)，應(yīng)不大于26%，以確保在車輛荷載作用下不易被壓碎，保持混合料的結(jié)構(gòu)完整性。洛杉磯磨耗損失反映了粗集料的耐磨性能，應(yīng)不大于28%，這有助于延長(zhǎng)路面的使用壽命，減少因磨耗導(dǎo)致的集料損失。表觀相對(duì)密度不小于2.60，較大的表觀相對(duì)密度意味著集料的密實(shí)度較高，能夠提高混合料的強(qiáng)度。吸水率不大于2.0%，低吸水率可減少水分對(duì)集料的侵蝕，降低水損害的風(fēng)險(xiǎn)。針片狀顆粒含量（混合料）不大于15%，其中粒徑大于9.5mm的針片狀顆粒含量不大于12%，粒徑小于9.5mm的不大于18%，過(guò)多的針片狀顆粒會(huì)影響粗集料的嵌擠效果，降低混合料的穩(wěn)定性。水洗法0.075mm顆粒含量不大于1%，以保證粗集料的潔凈度。軟石含量不大于3%，避免因軟石的存在而降低混合料的強(qiáng)度。此外，對(duì)于路面抗滑表層的粗集料，還需具有更高的要求。應(yīng)選用堅(jiān)硬、耐磨耗、抗沖擊力強(qiáng)的碎石或破碎礫石，不得使用篩選礫石、礦渣及軟質(zhì)集料，以確保路面具有良好的抗滑性能，保障行車安全。在實(shí)際工程中，需對(duì)粗集料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，確保其符合要求。3.1.2細(xì)集料細(xì)集料在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料中主要起填充粗集料空隙、改善混合料工作性能和提高密實(shí)度的作用。細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂和石屑。在質(zhì)量控制方面，細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配。天然砂的含泥量（小于0.075mm的含量）應(yīng)不大于3%，過(guò)高的含泥量會(huì)影響細(xì)集料與瀝青的粘結(jié)力，進(jìn)而降低混合料的性能。機(jī)制砂和石屑的潔凈程度可用砂當(dāng)量或亞甲藍(lán)值來(lái)衡量。砂當(dāng)量不小于60%，亞甲藍(lán)值應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范要求，這兩個(gè)指標(biāo)反映了細(xì)集料中小于0.075mm顆粒的潔凈程度和吸附瀝青的能力。表觀相對(duì)密度不小于2.50，保證細(xì)集料具有一定的密實(shí)度。對(duì)于石屑，其規(guī)格應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。采石場(chǎng)在生產(chǎn)石屑過(guò)程中應(yīng)具備抽吸設(shè)備，以減少粉塵含量。機(jī)制砂宜采用專用制砂機(jī)制造，并選用優(yōu)質(zhì)石料生產(chǎn)，其級(jí)配應(yīng)符合S15的要求。在使用細(xì)集料時(shí)，要注意其與粗集料、瀝青的匹配性，通過(guò)合理的級(jí)配設(shè)計(jì)，使細(xì)集料能夠充分填充粗集料的空隙，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，要嚴(yán)格控制細(xì)集料的質(zhì)量，避免因質(zhì)量問(wèn)題影響混合料的性能。3.1.3填料填料在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料中主要與瀝青形成瀝青膠漿，填充集料間隙，提高混合料的粘結(jié)力和穩(wěn)定性。常用的填料為礦粉，一般采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到。礦粉應(yīng)干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉(cāng)流出。其表觀密度不小于2.5t/m3，較大的表觀密度有助于提高礦粉的密實(shí)度和穩(wěn)定性。含水量不大于1%，防止因水分存在而影響礦粉與瀝青的結(jié)合。粒度范圍要求0.600mm篩孔通過(guò)率為100%，0.150mm篩孔通過(guò)率在90%-100%之間，0.075mm篩孔通過(guò)率在70%-100%之間，合適的粒度范圍可保證礦粉在瀝青中均勻分散，形成良好的瀝青膠漿結(jié)構(gòu)。嚴(yán)禁使用回收粉作為填料，因?yàn)榛厥辗壑泻休^多的塵土和雜質(zhì)，會(huì)降低混合料的性能。在生產(chǎn)過(guò)程中，要嚴(yán)格控制礦粉的質(zhì)量，定期對(duì)礦粉的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合要求。同時(shí)，要注意礦粉的儲(chǔ)存條件，避免受潮結(jié)塊，影響其使用效果。3.1.4SBS改性瀝青SBS改性瀝青是半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的關(guān)鍵組成部分，其性能直接決定了混合料的路用性能。SBS改性瀝青應(yīng)滿足一系列嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)。針入度（25℃，100g，5s）反映了瀝青的稠度，一般要求在30-60（0.1mm）之間，合適的針入度使瀝青在常溫下具有良好的粘性和可塑性，便于施工操作。針入度指數(shù)PI不小于0，該指數(shù)表征了瀝青的感溫性，數(shù)值越大，表明瀝青的溫度穩(wěn)定性越好。軟化點(diǎn)（TR&B）不小于60℃，較高的軟化點(diǎn)可提高瀝青在高溫下的抗變形能力，減少車轍等病害的產(chǎn)生。135℃運(yùn)動(dòng)粘度不大于3Pa?s，保證瀝青在施工溫度下具有良好的流動(dòng)性，便于與集料均勻拌和。5℃延度（5cm/min）不小于20cm，延度體現(xiàn)了瀝青的低溫延展性，較大的延度可使瀝青在低溫環(huán)境下抵抗開裂的能力增強(qiáng)。彈性恢復(fù)25℃不小于75%，彈性恢復(fù)率反映了瀝青的彈性性能，高彈性恢復(fù)率有助于瀝青在受力變形后迅速恢復(fù)原狀，提高混合料的抗疲勞性能。閃點(diǎn)（COC）不小于230℃，確保瀝青在儲(chǔ)存和施工過(guò)程中的安全性。溶解度（三氯乙烯）不小于99%，表明瀝青中有效成分的含量高，雜質(zhì)少。在選用SBS改性瀝青時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程所在地的氣候條件、交通荷載等因素進(jìn)行綜合考慮。在高溫多雨地區(qū)，應(yīng)選擇軟化點(diǎn)較高、水穩(wěn)定性好的SBS改性瀝青；在寒冷地區(qū)，則應(yīng)注重瀝青的低溫延度和抗裂性能。同時(shí)，要選擇質(zhì)量穩(wěn)定、信譽(yù)良好的生產(chǎn)廠家，確保SBS改性瀝青的質(zhì)量符合要求。在使用前，應(yīng)對(duì)SBS改性瀝青的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，不合格的產(chǎn)品嚴(yán)禁使用。3.2礦料級(jí)配設(shè)計(jì)方法3.2.1傳統(tǒng)級(jí)配設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)的半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料礦料級(jí)配設(shè)計(jì)方法主要有試算法和圖解法，它們?cè)诘缆饭こ填I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是確定礦料配合比例的重要手段。試算法是一種基于經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算的級(jí)配設(shè)計(jì)方法。在使用試算法時(shí)，首先需要明確各種礦料的篩分結(jié)果。通過(guò)對(duì)粗集料、細(xì)集料和礦粉等不同粒徑范圍的礦料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，得到它們各自的粒徑分布情況。然后，根據(jù)工程的具體要求和經(jīng)驗(yàn)，初步擬定各種礦料的配合比例。在這個(gè)過(guò)程中，需要考慮到粗集料的骨架作用、細(xì)集料的填充效果以及礦粉與瀝青的粘結(jié)作用等因素。接著，根據(jù)擬定的配合比例計(jì)算合成級(jí)配。通過(guò)加權(quán)平均的方法，將不同礦料的粒徑分布進(jìn)行組合，得到合成級(jí)配曲線。將合成級(jí)配曲線與規(guī)范要求的級(jí)配范圍進(jìn)行對(duì)比。如果合成級(jí)配曲線不在規(guī)范范圍內(nèi)，就需要調(diào)整各種礦料的配合比例，重新計(jì)算合成級(jí)配，直到滿足規(guī)范要求為止。例如，在某工程中，通過(guò)試算法對(duì)三種不同規(guī)格的粗集料、兩種細(xì)集料和礦粉進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整配合比例，最終得到了符合規(guī)范要求的合成級(jí)配。圖解法是一種直觀的級(jí)配設(shè)計(jì)方法。在使用圖解法時(shí)，首先要繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖。橫坐標(biāo)表示篩孔尺寸，縱坐標(biāo)表示通過(guò)百分率。然后，將各種礦料的篩分結(jié)果繪制在坐標(biāo)圖上，得到各自的級(jí)配曲線。根據(jù)規(guī)范要求的級(jí)配范圍，在坐標(biāo)圖上繪制出級(jí)配范圍曲線。通過(guò)在級(jí)配范圍曲線內(nèi)調(diào)整各種礦料級(jí)配曲線的位置和比例，使合成級(jí)配曲線落在級(jí)配范圍之內(nèi)。這種方法可以直觀地看到各種礦料之間的比例關(guān)系以及合成級(jí)配與規(guī)范要求的差異。例如，在另一個(gè)工程中，利用圖解法對(duì)礦料進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，通過(guò)在坐標(biāo)圖上不斷調(diào)整粗集料、細(xì)集料和礦粉的級(jí)配曲線，最終確定了合理的礦料配合比例。無(wú)論是試算法還是圖解法，在確定礦料配合比例后，都需要進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)等進(jìn)一步的驗(yàn)證。通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)，可以測(cè)定混合料的穩(wěn)定度、流值、空隙率等指標(biāo)。根據(jù)這些指標(biāo)，判斷混合料的性能是否滿足工程要求。如果不滿足要求，還需要對(duì)礦料級(jí)配進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化。傳統(tǒng)級(jí)配設(shè)計(jì)方法雖然在一定程度上能夠滿足工程需求，但也存在一些局限性。它們主要依賴于經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范，對(duì)混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能的深入分析不夠，可能無(wú)法充分發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢(shì)。3.2.2基于貝雷法的級(jí)配設(shè)計(jì)貝雷法是一種基于顆粒干涉理論的級(jí)配設(shè)計(jì)方法，其原理是通過(guò)控制集料的級(jí)配組成，使集料之間形成良好的嵌擠和填充關(guān)系，從而提高瀝青混合料的性能。該方法以4.75mm為粗細(xì)集料的分界點(diǎn)，將集料分為粗集料、細(xì)集料和礦粉三個(gè)部分，并引入了貝雷參數(shù)來(lái)描述集料的級(jí)配特征。貝雷法的關(guān)鍵參數(shù)包括粗集料骨架間隙率（VCADRC）、細(xì)集料填充粗集料骨架間隙率（VCAMIX）以及礦粉與有效瀝青的比例（FA/VA）。VCADRC反映了粗集料形成骨架后的空隙率，通過(guò)搗實(shí)試驗(yàn)確定。VCAMIX則是實(shí)際瀝青混合料中細(xì)集料和瀝青填充粗集料骨架間隙后的空隙率。當(dāng)VCAMIX小于VCADRC時(shí)，表明細(xì)集料和瀝青能夠較好地填充粗集料骨架間隙，形成密實(shí)結(jié)構(gòu)；反之，則可能出現(xiàn)骨架不密實(shí)或細(xì)集料過(guò)多的情況。FA/VA表示礦粉與有效瀝青的比例，該參數(shù)對(duì)瀝青混合料的粘結(jié)性能和耐久性有重要影響，合適的FA/VA值能夠保證瀝青膠漿具有良好的粘結(jié)力和穩(wěn)定性。在半開級(jí)配設(shè)計(jì)中，基于貝雷法的設(shè)計(jì)步驟如下。首先，對(duì)粗集料進(jìn)行搗實(shí)試驗(yàn)，測(cè)定VCADRC。然后，根據(jù)目標(biāo)空隙率和設(shè)計(jì)要求，初步確定礦料級(jí)配。計(jì)算初步級(jí)配下的VCAMIX和FA/VA等參數(shù)。將計(jì)算得到的參數(shù)與經(jīng)驗(yàn)范圍進(jìn)行對(duì)比。如果參數(shù)不符合要求，則調(diào)整礦料級(jí)配，重新計(jì)算參數(shù)，直至滿足要求。例如，在某半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)中，通過(guò)貝雷法對(duì)礦料級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化。首先測(cè)定粗集料的VCADRC為0.42，然后初步擬定礦料級(jí)配，計(jì)算得到VCAMIX為0.38，F(xiàn)A/VA為0.65。經(jīng)過(guò)與經(jīng)驗(yàn)范圍對(duì)比，發(fā)現(xiàn)VCAMIX略低于理想范圍，于是適當(dāng)增加細(xì)集料的比例，再次計(jì)算得到VCAMIX為0.40，F(xiàn)A/VA為0.63，滿足了設(shè)計(jì)要求。通過(guò)這種方法，可以使半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的礦料級(jí)配更加合理，從而提高混合料的性能。與傳統(tǒng)級(jí)配設(shè)計(jì)方法相比，貝雷法更加注重集料之間的相互作用和結(jié)構(gòu)關(guān)系，能夠從理論上更深入地分析和優(yōu)化級(jí)配，為半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)提供了更科學(xué)的依據(jù)。3.3最佳瀝青用量的確定3.3.1馬歇爾試驗(yàn)馬歇爾試驗(yàn)是確定半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料最佳瀝青用量的常用方法，該方法通過(guò)對(duì)瀝青混合料的物理力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，綜合分析各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)確定最佳瀝青用量。其具體步驟如下：試件制備：按照預(yù)定的礦料級(jí)配和不同的瀝青用量（通常以間隔0.5%的比例設(shè)置5組，如4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%），將加熱后的粗集料、細(xì)集料、礦粉與SBS改性瀝青在規(guī)定溫度下進(jìn)行充分拌和。然后，利用馬歇爾擊實(shí)儀，在規(guī)定的擊實(shí)次數(shù)（雙面各75次或50次，根據(jù)工程實(shí)際情況確定）下制備馬歇爾試件，試件的直徑為101.6mm，高度為63.5mm±1.3mm。在制備過(guò)程中，要嚴(yán)格控制各種材料的加熱溫度和拌和時(shí)間，確?；旌狭系木鶆蛐浴＠?，SBS改性瀝青的加熱溫度一般控制在160-170℃，集料的加熱溫度比瀝青高10-20℃，拌和時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備和混合料特性確定，一般為3-5min。試件物理指標(biāo)測(cè)定：測(cè)定試件的毛體積相對(duì)密度、理論最大相對(duì)密度等物理指標(biāo)。毛體積相對(duì)密度通過(guò)表干法測(cè)定，將試件在水中浸泡一定時(shí)間后，稱取其在水中的質(zhì)量、表干質(zhì)量和空中質(zhì)量，根據(jù)公式計(jì)算得到毛體積相對(duì)密度。理論最大相對(duì)密度則通過(guò)真空法測(cè)定，將混合料放入真空干燥器中，抽真空后稱取質(zhì)量，再根據(jù)公式計(jì)算得出。通過(guò)這些物理指標(biāo)，可以計(jì)算出試件的空隙率（VV）、礦料間隙率（VMA）和瀝青飽和度（VFA）等體積參數(shù)。例如，空隙率計(jì)算公式為VV=(1-試件毛體積相對(duì)密度/理論最大相對(duì)密度)×100%，礦料間隙率和瀝青飽和度也有相應(yīng)的計(jì)算公式，這些參數(shù)對(duì)于評(píng)價(jià)瀝青混合料的性能具有重要意義。力學(xué)性能測(cè)試：將制備好的試件在60℃恒溫水浴中保溫30-40min后，進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度和流值測(cè)試。馬歇爾穩(wěn)定度是指試件在規(guī)定的加載速度下，達(dá)到最大破壞荷載時(shí)的荷載值，單位為kN。流值是指在達(dá)到最大破壞荷載時(shí)，試件的垂直變形值，單位為0.1mm。穩(wěn)定度和流值反映了瀝青混合料在高溫下的抗變形能力和承載能力。例如，在某工程的馬歇爾試驗(yàn)中，隨著瀝青用量的增加，馬歇爾穩(wěn)定度先增大后減小，流值則逐漸增大，當(dāng)瀝青用量為5.0%時(shí)，穩(wěn)定度達(dá)到最大值，流值也在合理范圍內(nèi)。最佳瀝青用量確定：以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以空隙率（VV）、礦料間隙率（VMA）、瀝青飽和度（VFA）、馬歇爾穩(wěn)定度和流值為縱坐標(biāo)，繪制關(guān)系曲線。根據(jù)相關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)，確定各項(xiàng)指標(biāo)的合理范圍。例如，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的空隙率一般要求在6%-12%之間，礦料間隙率不小于13%，瀝青飽和度在55%-75%之間，馬歇爾穩(wěn)定度不小于8kN，流值在1.5-4.5（0.1mm）之間。通過(guò)綜合分析這些指標(biāo)，確定最佳瀝青用量。通常，最佳瀝青用量是各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求且穩(wěn)定度較大、流值適中時(shí)對(duì)應(yīng)的瀝青用量。在實(shí)際工程中，還需要考慮工程所在地的氣候條件、交通荷載等因素，對(duì)最佳瀝青用量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。3.3.2其他確定方法除了馬歇爾試驗(yàn)法，還有其他一些方法可用于確定半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的最佳瀝青用量。析漏和飛散試驗(yàn)法：對(duì)于一些特殊的半開級(jí)配瀝青混合料，如含有較多粗集料或使用了特殊添加劑的混合料，析漏和飛散試驗(yàn)法具有重要的參考價(jià)值。析漏試驗(yàn)用于檢測(cè)瀝青混合料在高溫下瀝青的析漏情況。將一定量的瀝青混合料放入特制的析漏管中，在規(guī)定溫度（通常為170℃）下保溫一定時(shí)間（60min），收集從混合料中析出的瀝青，通過(guò)測(cè)量析漏瀝青的質(zhì)量占混合料總質(zhì)量的百分比，判斷瀝青用量是否合適。如果析漏百分比過(guò)大，說(shuō)明瀝青用量過(guò)多；反之，則可能瀝青用量不足。飛散試驗(yàn)則是檢驗(yàn)瀝青混合料在受到外力沖擊時(shí)集料的飛散情況。將馬歇爾試件在洛杉磯磨耗試驗(yàn)機(jī)中以一定的轉(zhuǎn)速（30-33r/min）旋轉(zhuǎn)一定次數(shù)（500次）后，稱取試件損失的質(zhì)量，計(jì)算飛散損失百分比。飛散損失百分比過(guò)大，表明瀝青與集料的粘結(jié)力不足，可能是瀝青用量不夠或?yàn)r青與集料的粘附性差。通過(guò)析漏和飛散試驗(yàn)，綜合考慮瀝青的析漏和集料的飛散情況，確定最佳瀝青用量。例如，在某工程中，通過(guò)調(diào)整瀝青用量，使析漏損失百分比控制在0.3%以內(nèi)，飛散損失百分比控制在20%以內(nèi)，從而確定了合適的瀝青用量。經(jīng)驗(yàn)公式法：經(jīng)驗(yàn)公式法是根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，建立瀝青用量與混合料性能之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而估算最佳瀝青用量。不同的研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者提出了多種經(jīng)驗(yàn)公式。例如，一些公式考慮了集料的表面積、瀝青的粘度、礦粉的含量等因素與瀝青用量的關(guān)系。在使用經(jīng)驗(yàn)公式時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際工程中材料的特性和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)公式中的參數(shù)進(jìn)行合理確定。經(jīng)驗(yàn)公式法具有計(jì)算簡(jiǎn)便、快速的優(yōu)點(diǎn)，但由于其基于經(jīng)驗(yàn)，存在一定的局限性，對(duì)于不同地區(qū)、不同材料的適應(yīng)性可能較差。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合其他方法進(jìn)行驗(yàn)證和調(diào)整。例如，在某地區(qū)的道路工程中，利用經(jīng)驗(yàn)公式初步估算出最佳瀝青用量后，再通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和微調(diào)，最終確定了符合工程要求的瀝青用量。體積設(shè)計(jì)法：體積設(shè)計(jì)法是基于瀝青混合料的體積特性來(lái)確定最佳瀝青用量。該方法重點(diǎn)關(guān)注礦料間隙率（VMA）、有效瀝青含量等體積參數(shù)。首先，根據(jù)工程要求和材料特性，確定目標(biāo)空隙率和VMA的范圍。然后，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定不同瀝青用量下混合料的體積參數(shù)。在選擇瀝青用量時(shí)，確保VMA滿足規(guī)范要求，同時(shí)使有效瀝青含量處于合理范圍。有效瀝青含量是指與集料發(fā)生物理和化學(xué)作用、對(duì)混合料性能起關(guān)鍵作用的瀝青含量。通過(guò)調(diào)整瀝青用量，使混合料的體積參數(shù)達(dá)到最佳狀態(tài)，從而確定最佳瀝青用量。例如，在某半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的設(shè)計(jì)中，根據(jù)目標(biāo)空隙率和VMA的要求，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)調(diào)整瀝青用量，最終使混合料的體積參數(shù)滿足了設(shè)計(jì)要求，確定了最佳瀝青用量。體積設(shè)計(jì)法能夠從混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和體積特性出發(fā)，更科學(xué)地確定瀝青用量，對(duì)于提高混合料的性能具有重要意義。四、半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料性能研究4.1高溫性能4.1.1車轍試驗(yàn)車轍試驗(yàn)是評(píng)價(jià)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料高溫性能的常用方法，它通過(guò)模擬車輛輪胎在高溫條件下對(duì)路面的反復(fù)碾壓作用，來(lái)測(cè)試混合料抵抗永久變形的能力。其試驗(yàn)方法如下：采用輪碾成型法制作尺寸為300mm×300mm×50mm的車轍試驗(yàn)試件。將試件放入60℃（根據(jù)實(shí)際工程需求，也可采用其他溫度，如70℃）的恒溫室中保溫，確保試件內(nèi)部溫度均勻達(dá)到試驗(yàn)溫度。保溫時(shí)間根據(jù)試件尺寸和試驗(yàn)設(shè)備要求確定，一般不少于5h，以保證試件充分受熱。將保溫后的試件置于車轍試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)上，試驗(yàn)輪采用實(shí)心橡膠輪胎，其接地壓強(qiáng)為0.7MPa（誤差不超過(guò)±0.05MPa）。啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)輪以一定速度（通常為42次/min）在試件表面往返行走。在試驗(yàn)過(guò)程中，使用位移傳感器或其他測(cè)量裝置，實(shí)時(shí)記錄試件的變形情況。試驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行，直至試件的變形達(dá)到一定程度或達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間。車轍試驗(yàn)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是動(dòng)穩(wěn)定度（DS），它表示試件在變形穩(wěn)定期內(nèi)，每產(chǎn)生1mm輪轍變形所需試驗(yàn)輪行走的次數(shù)，單位為次/mm。動(dòng)穩(wěn)定度越大，表明瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性越好，抵抗車轍變形的能力越強(qiáng)。其計(jì)算公式為：DS=(t2-t1)×N/(d2-d1)，其中，t1和t2分別為試驗(yàn)開始后和某一時(shí)刻的時(shí)間（min），N為試驗(yàn)輪往返碾壓速度（次/min），d1和d2分別為t1和t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的試件變形量（mm）。例如，在某半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的車轍試驗(yàn)中，t1=45min，t2=60min，N=42次/min，d1=2.5mm，d2=3.5mm，則動(dòng)穩(wěn)定度DS=(60-45)×42/(3.5-2.5)=630次/mm。除動(dòng)穩(wěn)定度外，車轍試驗(yàn)還可以記錄試件的最大變形量、變形隨時(shí)間的變化曲線等數(shù)據(jù)。通過(guò)分析這些數(shù)據(jù)，可以更全面地了解半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在高溫下的變形特性和車轍發(fā)展規(guī)律。4.1.2靜態(tài)蠕變與動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)靜態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)是在恒定荷載作用下，研究半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料變形隨時(shí)間變化的試驗(yàn)方法。其試驗(yàn)過(guò)程為：首先，制備直徑為100mm，高度為100mm的圓柱形試件。將試件放入規(guī)定溫度（如60℃）的恒溫箱中進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間不少于3h，使試件內(nèi)部溫度均勻達(dá)到試驗(yàn)溫度。在材料試驗(yàn)機(jī)上，對(duì)保溫后的試件軸向施加一個(gè)恒定的荷載。在加載過(guò)程中，使用位移傳感器精確測(cè)量試件的軸向變形，并記錄變形隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù)。試驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到預(yù)定的試驗(yàn)時(shí)間或試件發(fā)生破壞。通過(guò)靜態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)得到的蠕變曲線，可以分析混合料的變形特性。典型的蠕變曲線通常包括初始蠕變階段、穩(wěn)態(tài)蠕變階段和加速蠕變階段。在初始蠕變階段，變形速率較快，隨著時(shí)間的增加，變形速率逐漸減小，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)蠕變階段，此時(shí)變形速率基本保持恒定。當(dāng)荷載作用時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)，變形速率又開始增大，進(jìn)入加速蠕變階段，直至試件破壞。靜態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)可以得到蠕變勁度等參數(shù)，蠕變勁度是指在給定溫度和加載時(shí)間下，應(yīng)力與應(yīng)變的比值。蠕變勁度越大，表明混合料抵抗變形的能力越強(qiáng)，高溫穩(wěn)定性越好。例如，在某試驗(yàn)中，通過(guò)計(jì)算得到半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的蠕變勁度為1500MPa，說(shuō)明該混合料在高溫下具有較好的抗變形能力。動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)則是在動(dòng)態(tài)荷載作用下，研究混合料的變形性能。動(dòng)態(tài)荷載一般采用正弦波、三角波或方波等波形加載。試驗(yàn)時(shí)，同樣先制備試件并進(jìn)行保溫。然后，在動(dòng)態(tài)加載設(shè)備上，對(duì)試件施加一定頻率和幅值的動(dòng)態(tài)荷載。通過(guò)測(cè)量試件在動(dòng)態(tài)荷載作用下的應(yīng)變響應(yīng)，得到應(yīng)變隨時(shí)間的變化曲線。動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)可以更真實(shí)地模擬車輛行駛過(guò)程中對(duì)路面的動(dòng)態(tài)作用。在動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)中，常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)是動(dòng)態(tài)蠕變模量。動(dòng)態(tài)蠕變模量反映了混合料在動(dòng)態(tài)荷載下的剛度特性，其值越大，說(shuō)明混合料在動(dòng)態(tài)荷載作用下的抗變形能力越強(qiáng)。通過(guò)對(duì)比不同半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)中的動(dòng)態(tài)蠕變模量，可以評(píng)估其在實(shí)際交通荷載下的高溫穩(wěn)定性。例如，對(duì)兩種不同級(jí)配的半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料進(jìn)行動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)，發(fā)現(xiàn)級(jí)配優(yōu)化后的混合料動(dòng)態(tài)蠕變模量比普通級(jí)配混合料提高了20%，表明其在動(dòng)態(tài)荷載下的高溫穩(wěn)定性得到了顯著提升。綜合靜態(tài)蠕變和動(dòng)態(tài)蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果，可以更全面、深入地評(píng)估半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，為其在道路工程中的應(yīng)用提供更可靠的依據(jù)。4.2低溫性能4.2.1低溫彎曲試驗(yàn)低溫彎曲試驗(yàn)是評(píng)價(jià)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料低溫性能的重要方法之一，它主要用于測(cè)定混合料在低溫環(huán)境下的抗彎拉強(qiáng)度、破壞應(yīng)變等指標(biāo)，以評(píng)估其抵抗低溫開裂的能力。試驗(yàn)時(shí)，首先采用輪碾成型法制作尺寸為300mm×300mm×50mm的車轍板試件。然后，使用切割機(jī)將車轍板切割成尺寸為250mm×30mm×35mm的小梁試件。將小梁試件放入規(guī)定溫度（如-10℃、-15℃等，根據(jù)實(shí)際研究需要確定）的低溫恒溫箱中進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間不少于4h，使試件內(nèi)部溫度均勻達(dá)到試驗(yàn)溫度。將保溫后的小梁試件置于萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上，采用三分點(diǎn)加載方式對(duì)試件施加集中荷載。加載速度一般控制在50mm/min，在加載過(guò)程中，使用位移傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量試件跨中位置的變形情況。隨著荷載的逐漸增加，試件會(huì)發(fā)生彎曲變形，當(dāng)試件達(dá)到最大荷載并出現(xiàn)斷裂時(shí)，記錄此時(shí)的荷載值和跨中變形值。通過(guò)低溫彎曲試驗(yàn)，可以得到以下評(píng)價(jià)指標(biāo)?？箯澙瓘?qiáng)度（σB）是指試件在彎曲破壞時(shí)所能承受的最大應(yīng)力，計(jì)算公式為σB=3PL/2bh2，其中P為破壞荷載（N），L為試件的跨徑（mm），b為試件的寬度（mm），h為試件的高度（mm）。抗彎拉強(qiáng)度越大，說(shuō)明混合料在低溫下抵抗拉伸破壞的能力越強(qiáng)。破壞應(yīng)變（εB）是指試件在彎曲破壞時(shí)跨中位置的應(yīng)變值，計(jì)算公式為εB=6δh/L2，其中δ為試件破壞時(shí)跨中的變形量（mm）。破壞應(yīng)變?cè)酱螅砻骰旌狭显诘蜏叵戮哂懈玫娜犴g性和變形能力，能夠在低溫應(yīng)力作用下產(chǎn)生較大的變形而不發(fā)生開裂。此外，還可以計(jì)算彎曲勁度模量（SB），它是指在給定溫度和加載速率下，抗彎拉強(qiáng)度與破壞應(yīng)變的比值，即SB=σB/εB。彎曲勁度模量反映了混合料在低溫下的剛度特性，其值越小，說(shuō)明混合料在低溫下的柔韌性越好，抗裂性能越強(qiáng)。例如，在某半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的低溫彎曲試驗(yàn)中，在-10℃時(shí)，測(cè)得抗彎拉強(qiáng)度為10MPa，破壞應(yīng)變達(dá)到了0.005，計(jì)算得到彎曲勁度模量為2000MPa，表明該混合料在該溫度下具有較好的低溫性能。通過(guò)對(duì)不同配合比的半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，對(duì)比分析這些評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以研究不同因素（如礦料級(jí)配、瀝青用量、SBS改性劑摻量等）對(duì)混合料低溫性能的影響規(guī)律。4.2.2收縮性能試驗(yàn)收縮性能是半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在低溫環(huán)境下的重要性能之一，對(duì)其低溫抗裂性有著顯著影響。在低溫條件下，混合料會(huì)因溫度降低而發(fā)生收縮變形，當(dāng)收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)混合料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫。收縮性能試驗(yàn)通常采用溫度收縮試驗(yàn)方法。首先，制備尺寸為250mm×30mm×35mm的棱柱體試件。將試件放入溫度收縮試驗(yàn)裝置中，該裝置能夠精確控制溫度變化。以一定的降溫速率（如1℃/h）對(duì)試件進(jìn)行降溫，從較高溫度（如20℃）逐漸降至較低溫度（如-30℃）。在降溫過(guò)程中，使用位移傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量試件的長(zhǎng)度變化。通過(guò)測(cè)量得到的長(zhǎng)度變化數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出混合料的溫度收縮系數(shù)（α）。溫度收縮系數(shù)是指單位溫度變化引起的試件單位長(zhǎng)度的收縮量，計(jì)算公式為α=ΔL/(L0ΔT)，其中ΔL為試件長(zhǎng)度的變化量（mm），L0為試件的初始長(zhǎng)度（mm），ΔT為溫度變化量（℃）。溫度收縮系數(shù)越小，說(shuō)明混合料在溫度變化時(shí)的收縮變形越小，低溫抗裂性能越好。除了溫度收縮系數(shù)，收縮應(yīng)變也是評(píng)價(jià)收縮性能的重要指標(biāo)。收縮應(yīng)變（ε）是指試件在收縮過(guò)程中產(chǎn)生的相對(duì)變形量，計(jì)算公式為ε=ΔL/L0。收縮應(yīng)變?cè)酱螅砻骰旌狭显诘蜏叵碌氖湛s變形越明顯，對(duì)低溫抗裂性的不利影響越大。例如，在某半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的收縮性能試驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)降溫過(guò)程，測(cè)得試件的收縮應(yīng)變達(dá)到了0.003，溫度收縮系數(shù)為1.5×10??/℃，說(shuō)明該混合料在低溫下有一定程度的收縮變形。混合料的收縮性能還與材料組成密切相關(guān)。礦料級(jí)配會(huì)影響混合料的骨架結(jié)構(gòu)和空隙分布，進(jìn)而影響收縮性能。合理的礦料級(jí)配可以形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，減少收縮變形。瀝青用量和SBS改性劑摻量也對(duì)收縮性能有重要影響。適當(dāng)增加瀝青用量可以提高混合料的柔韌性，降低收縮應(yīng)變。SBS改性劑的加入可以改善瀝青的性能，使瀝青在低溫下具有更好的延展性，從而減小溫度收縮系數(shù)，提高混合料的低溫抗裂性。通過(guò)研究收縮性能與材料組成的關(guān)系，可以優(yōu)化半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的配合比，提高其低溫抗裂性能。4.3水穩(wěn)定性能4.3.1浸水馬歇爾試驗(yàn)浸水馬歇爾試驗(yàn)是評(píng)價(jià)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)定性的常用方法之一，其試驗(yàn)原理是通過(guò)模擬瀝青混合料在浸水條件下的力學(xué)性能變化，來(lái)評(píng)估水對(duì)混合料的損害程度。在水中浸泡過(guò)程中，水分會(huì)侵入瀝青與集料的界面，削弱兩者之間的粘結(jié)力，導(dǎo)致混合料的強(qiáng)度下降。通過(guò)對(duì)比浸泡前后混合料的馬歇爾穩(wěn)定度，可判斷其水穩(wěn)定性的優(yōu)劣。試驗(yàn)過(guò)程如下：首先，按照馬歇爾試驗(yàn)方法制備標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，試件尺寸為直徑101.6mm，高度63.5mm±1.3mm。將制備好的試件隨機(jī)分為兩組，一組為標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，另一組為浸水馬歇爾試件。對(duì)于浸水馬歇爾試件，將其放入溫度為60℃±1℃的恒溫水槽中浸泡48h。在浸泡過(guò)程中，水會(huì)逐漸滲透到混合料內(nèi)部，對(duì)瀝青與集料的粘結(jié)產(chǎn)生影響。浸泡結(jié)束后，立即將試件取出，按照標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)方法測(cè)定其穩(wěn)定度。同時(shí)，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件的穩(wěn)定度。試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要是殘留穩(wěn)定度。殘留穩(wěn)定度是指浸水馬歇爾穩(wěn)定度與標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度的比值，再乘以100%，計(jì)算公式為：MS0=(MS1/MS)×100%，其中MS0為殘留穩(wěn)定度（%），MS1為浸水馬歇爾穩(wěn)定度（kN），MS為標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度（kN）。殘留穩(wěn)定度越大，表明瀝青混合料在水作用下的強(qiáng)度損失越小，水穩(wěn)定性越好。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料，殘留穩(wěn)定度要求不小于80%。例如，在某工程的浸水馬歇爾試驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度為10kN，浸水馬歇爾穩(wěn)定度為8.5kN，則殘留穩(wěn)定度MS0=(8.5/10)×100%=85%，滿足水穩(wěn)定性要求。通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)，可以直觀地了解半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料在水損害條件下的性能變化，為評(píng)估其水穩(wěn)定性提供重要依據(jù)。4.3.2凍融劈裂試驗(yàn)凍融劈裂試驗(yàn)也是評(píng)估半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料水穩(wěn)定性的重要方法，它模擬了瀝青混合料在冬季低溫和水分共同作用下的受力情況。在實(shí)際道路使用中，路面會(huì)經(jīng)歷降雨、降雪等過(guò)程，水分會(huì)滲入混合料內(nèi)部。當(dāng)溫度降低時(shí)，水分結(jié)冰膨脹，對(duì)混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致瀝青與集料的粘結(jié)力下降，從而影響混合料的水穩(wěn)定性。凍融劈裂試驗(yàn)正是基于這種實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)試件進(jìn)行凍融循環(huán)處理，來(lái)檢測(cè)混合料抵抗水損害的能力。試驗(yàn)步驟如下：首先，采用馬歇爾擊實(shí)法制備直徑為101.6mm，高度為63.5mm±1.3mm的馬歇爾試件。將制備好的試件隨機(jī)分成兩組。第一組為未凍融試件，直接進(jìn)行劈裂試驗(yàn)。第二組為凍融試件，先將試件在25℃的水中浸泡24h，使水分充分滲入混合料內(nèi)部。然后將試件放入-18℃±2℃的低溫箱中冷凍16h，模擬冬季低溫環(huán)境下水分結(jié)冰的情況。冷凍結(jié)束后，迅速將試件取出，放入60℃±1℃的恒溫水槽中浸泡24h，使冰融化，完成一次凍融循環(huán)。經(jīng)過(guò)一次凍融循環(huán)后，將試件在25℃的水中放置2h，使試件溫度達(dá)到試驗(yàn)溫度。試驗(yàn)采用間接拉伸的方式對(duì)試件施加荷載，加載速率為50mm/min。在加載過(guò)程中，使用壓力傳感器和位移傳感器記錄試件的破壞荷載和破壞變形。試驗(yàn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)為凍融劈裂強(qiáng)度比（TSR）。凍融劈裂強(qiáng)度比是指凍融循環(huán)后試件的劈裂強(qiáng)度與未凍融試件劈裂強(qiáng)度的比值，再乘以100%，計(jì)算公式為：TSR=(R2/R1)×100%，其中TSR為凍融劈裂強(qiáng)度比（%），R2為凍融循環(huán)后試件的劈裂強(qiáng)度（MPa），R1為未凍融試件的劈裂強(qiáng)度（MPa）。TSR值越大，說(shuō)明混合料經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)后的強(qiáng)度損失越小，水穩(wěn)定性越好。對(duì)于半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料，一般要求TSR不小于80%。例如，在某試驗(yàn)中，未凍融試件的劈裂強(qiáng)度為1.2MPa，凍融循環(huán)后試件的劈裂強(qiáng)度為1.0MPa，則凍融劈裂強(qiáng)度比TSR=(1.0/1.2)×100%≈83.3%，表明該混合料具有較好的水穩(wěn)定性。通過(guò)凍融劈裂試驗(yàn)，可以更真實(shí)地模擬混合料在實(shí)際使用環(huán)境中的受力情況，為評(píng)價(jià)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性提供了更可靠的依據(jù)。4.4疲勞性能4.4.1疲勞試驗(yàn)方法在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的疲勞性能研究中，常用的疲勞試驗(yàn)方法主要有控制應(yīng)力疲勞試驗(yàn)和控制應(yīng)變疲勞試驗(yàn)，它們分別從不同的角度模擬混合料在實(shí)際交通荷載作用下的疲勞行為?？刂茟?yīng)力疲勞試驗(yàn)是在試驗(yàn)過(guò)程中保持施加的應(yīng)力水平恒定。試驗(yàn)時(shí)，首先制備尺寸為380mm×63.5mm×50mm的棱柱體小梁試件。將試件放置在專門的疲勞試驗(yàn)設(shè)備上，一般采用四點(diǎn)彎曲加載方式。在試件的跨中位置，通過(guò)加載裝置施加一個(gè)恒定的正弦波應(yīng)力。加載頻率通常根據(jù)實(shí)際交通荷載情況選取，一般在5-15Hz之間。隨著加載次數(shù)的不斷增加，試件內(nèi)部會(huì)逐漸產(chǎn)生微裂縫，并不斷擴(kuò)展。當(dāng)試件的勁度模量下降到初始勁度模量的50%或更低時(shí)，認(rèn)為試件發(fā)生疲勞破壞，記錄此時(shí)的加載次數(shù)，即為疲勞壽命。在某控制應(yīng)力疲勞試驗(yàn)中，對(duì)一組半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料小梁試件施加0.5MPa的應(yīng)力水平，加載頻率為10Hz，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，得到該組試件的平均疲勞壽命為10000次?？刂茟?yīng)力疲勞試驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地模擬路面在實(shí)際行車荷載作用下的受力情況，因?yàn)樵趯?shí)際道路中，車輛荷載對(duì)路面產(chǎn)生的應(yīng)力大小相對(duì)穩(wěn)定。這種試驗(yàn)方法可以直接反映出混合料在一定應(yīng)力水平下的疲勞性能?？刂茟?yīng)變疲勞試驗(yàn)則是在試驗(yàn)過(guò)程中保持試件的應(yīng)變水平恒定。同樣制備上述尺寸的小梁試件，采用四點(diǎn)彎曲加載方式。通過(guò)試驗(yàn)設(shè)備精確控制試件跨中位置的應(yīng)變，使其保持在設(shè)定的水平。加載波形一般為正弦波，加載頻率也在5-15Hz左右。在恒定應(yīng)變的作用下，試件內(nèi)部的損傷逐漸積累。當(dāng)試件出現(xiàn)斷裂或勁度模量下降到一定程度（如初始勁度模量的50%）時(shí)，判定試件疲勞破壞，記錄加載次數(shù)作為疲勞壽命。例如，在另一組控制應(yīng)變疲勞試驗(yàn)中，將試件的應(yīng)變水平控制在0.002，加載頻率為12Hz，最終得到該組試件的平均疲勞壽命為15000次?？刂茟?yīng)變疲勞試驗(yàn)更能反映路面在實(shí)際使用過(guò)程中由于變形而產(chǎn)生的疲勞損傷情況。因?yàn)槁访嬖谲囕v荷載作用下會(huì)產(chǎn)生一定的變形，控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)可以模擬這種變形對(duì)混合料疲勞性能的影響。這兩種試驗(yàn)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，控制應(yīng)力試驗(yàn)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，但不能很好地反映試件在疲勞過(guò)程中的變形情況；控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)?zāi)軌蚋鎸?shí)地模擬路面的變形狀態(tài)，但試驗(yàn)設(shè)備和操作要求相對(duì)較高。在實(shí)際研究中，通常會(huì)綜合采用這兩種方法，以全面評(píng)估半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的疲勞性能。4.4.2疲勞壽命預(yù)測(cè)模型為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的疲勞壽命，需要建立合適的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。目前，常用的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型有基于應(yīng)力的模型和基于應(yīng)變的模型?；趹?yīng)力的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型主要考慮應(yīng)力水平對(duì)疲勞壽命的影響。其中，最經(jīng)典的是W?hler曲線模型，也稱為S-N曲線模型。該模型認(rèn)為，應(yīng)力水平（S）與疲勞壽命（N）之間存在冪函數(shù)關(guān)系，其表達(dá)式為：S^mN=C，其中m和C是與材料特性相關(guān)的常數(shù)。通過(guò)對(duì)不同應(yīng)力水平下的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可以確定m和C的值。例如，在對(duì)某半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料進(jìn)行疲勞試驗(yàn)后，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到m=4，C=10^8。當(dāng)應(yīng)力水平為0.6MPa時(shí)，根據(jù)該模型計(jì)算得到的疲勞壽命N=(10^8/0.6^4)≈771605次?；趹?yīng)力的模型簡(jiǎn)單直觀，能夠反映應(yīng)力水平與疲勞壽命之間的基本關(guān)系，但它沒(méi)有考慮其他因素對(duì)疲勞壽命的影響，如溫度、加載頻率等?；趹?yīng)變的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型則著重考慮應(yīng)變水平對(duì)疲勞壽命的作用。其中，Manson-Coffin模型是常用的一種。該模型認(rèn)為，疲勞壽命與塑性應(yīng)變幅（Δεp）之間存在如下關(guān)系：N_f^bΔε_(tái)p=C_1，其中N_f是疲勞壽命，b和C_1是與材料相關(guān)的常數(shù)。對(duì)于半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料，需要通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定不同應(yīng)變水平下的疲勞壽命，從而確定b和C_1的值。例如，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)擬合得到b=-0.15，C_1=0.05。當(dāng)塑性應(yīng)變幅為0.003時(shí)，根據(jù)該模型計(jì)算出的疲勞壽命N_f=(0.05/0.003)^(1/-0.15)≈3472次。基于應(yīng)變的模型考慮了材料的變形特性對(duì)疲勞壽命的影響，更符合實(shí)際情況。但它也存在一定的局限性，如需要準(zhǔn)確測(cè)定塑性應(yīng)變幅，試驗(yàn)難度較大。除了上述兩種模型，還有一些綜合考慮多種因素的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。例如，考慮溫度和加載頻率的影響，將溫度和加載頻率作為變量引入到模型中。這些模型能夠更全面地反映半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的疲勞性能，但模型的參數(shù)確定較為復(fù)雜，需要大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型，并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證和修正，以提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。五、配合比參數(shù)對(duì)混合料性能的影響5.1瀝青用量的影響5.1.1對(duì)高溫性能的影響瀝青用量是影響半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料高溫性能的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)瀝青用量較低時(shí)，混合料中瀝青膜較薄，無(wú)法充分包裹集料，集料之間的粘結(jié)力相對(duì)較弱。在高溫條件下，車輛荷載的反復(fù)作用容易使集料之間產(chǎn)生相對(duì)位移，導(dǎo)致混合料的抗變形能力下降，從而出現(xiàn)車轍等病害。例如，當(dāng)瀝青用量低于最佳瀝青用量的一定范圍時(shí)，車轍試驗(yàn)中的動(dòng)穩(wěn)定度明顯降低，表明混合料的高溫穩(wěn)定性變差。隨著瀝青用量的增加，瀝青膜逐漸變厚，集料之間的粘結(jié)力增強(qiáng)。適量的瀝青能夠填充集料之間的空隙，形成有效的粘結(jié)體系，使混合料在高溫下能夠更好地抵抗車輛荷載的作用，高溫穩(wěn)定性得到提高。在一定范圍內(nèi)，隨著瀝青用量的增加，動(dòng)穩(wěn)定度逐漸增大，表明混合料的抗車轍能力增強(qiáng)。然而，當(dāng)瀝青用量超過(guò)一定限度時(shí)，過(guò)多的瀝青會(huì)使混合料變得過(guò)于柔軟，流動(dòng)性增加。在高溫下，瀝青的粘性流動(dòng)加劇，反而降低了混合料的抗變形能力。此時(shí)，車轍試驗(yàn)中的動(dòng)穩(wěn)定度會(huì)隨著瀝青用量的進(jìn)一步增加而減小，混合料的高溫性能惡化。例如，當(dāng)瀝青用量比最佳瀝青用量高出1%-2%時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度可能會(huì)下降10%-20%。此外，瀝青用量還會(huì)影響混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。適量的瀝青能夠使集料形成穩(wěn)定的骨架-密實(shí)結(jié)構(gòu)，提高混合料的高溫穩(wěn)定性。而瀝青用量不當(dāng)，無(wú)論是過(guò)多還是過(guò)少，都可能破壞這種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致高溫性能下降。瀝青用量對(duì)混合料高溫性能的影響是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要通過(guò)試驗(yàn)確定最佳瀝青用量范圍，以保證混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性。5.1.2對(duì)低溫性能的影響瀝青用量對(duì)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的低溫性能有著顯著的影響。在低溫環(huán)境下，瀝青的性能對(duì)混合料的抗裂性起著關(guān)鍵作用。當(dāng)瀝青用量較低時(shí)，瀝青膜較薄，混合料的柔韌性和延展性較差。在溫度降低過(guò)程中，由于瀝青不能提供足夠的變形能力，混合料內(nèi)部產(chǎn)生的溫度應(yīng)力無(wú)法得到有效緩解，容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。例如，在低溫彎曲試驗(yàn)中，瀝青用量較低的混合料抗彎拉強(qiáng)度較低，破壞應(yīng)變較小，表明其低溫抗裂性能較差。隨著瀝青用量的增加，瀝青膜變厚，混合料的柔韌性和延展性得到提高。在低溫條件下，瀝青能夠更好地吸收和分散溫度應(yīng)力，使混合料在承受一定變形時(shí)不易開裂。適量增加瀝青用量可以提高混合料的抗彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變，降低彎曲勁度模量，從而改善其低溫抗裂性能。當(dāng)瀝青用量達(dá)到一定程度時(shí)，低溫彎曲試驗(yàn)中的破壞應(yīng)變可提高20%-30%，彎曲勁度模量降低10%-20%。然而，當(dāng)瀝青用量過(guò)高時(shí)，雖然混合料的柔韌性進(jìn)一步增加，但可能會(huì)導(dǎo)致混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性下降。過(guò)多的瀝青會(huì)使集料之間的嵌擠作用減弱，在低溫下，混合料可能會(huì)因強(qiáng)度不足而無(wú)法抵抗外部應(yīng)力，從而出現(xiàn)裂縫。此外，過(guò)高的瀝青用量還可能導(dǎo)致混合料的耐久性降低，增加后期維護(hù)成本。因此，在設(shè)計(jì)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料時(shí)，需要綜合考慮瀝青用量對(duì)低溫性能和其他性能的影響，確定合理的瀝青用量，以確?；旌狭显诘蜏丨h(huán)境下具有良好的抗裂性能。5.1.3對(duì)水穩(wěn)定性能的影響瀝青用量在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性能方面發(fā)揮著重要作用。瀝青作為粘結(jié)劑，其用量直接影響著瀝青與集料之間的粘結(jié)力以及混合料的空隙結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響水穩(wěn)定性。當(dāng)瀝青用量較低時(shí)，瀝青不能充分包裹集料表面，瀝青與集料之間的粘結(jié)力較弱。在水的作用下，水分容易侵入瀝青與集料的界面，使兩者之間的粘結(jié)力進(jìn)一步降低，導(dǎo)致集料從混合料中脫落，出現(xiàn)松散、坑槽等水損害現(xiàn)象。在浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)中，瀝青用量較低的混合料殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比明顯較低，表明其水穩(wěn)定性較差。隨著瀝青用量的增加，瀝青能夠更好地包裹集料，形成較厚的瀝青膜，增強(qiáng)了瀝青與集料之間的粘結(jié)力。適量的瀝青填充了集料之間的空隙，減少了水分的侵入通道，從而提高了混合料的水穩(wěn)定性。在一定范圍內(nèi)，隨著瀝青用量的增加，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比逐漸增大，表明混合料抵抗水損害的能力增強(qiáng)。例如，當(dāng)瀝青用量從較低水平逐漸增加到接近最佳用量時(shí)，殘留穩(wěn)定度可提高10%-20%，凍融劈裂強(qiáng)度比提高5%-10%。然而，當(dāng)瀝青用量過(guò)高時(shí)，過(guò)多的瀝青會(huì)使混合料的空隙率減小，在混合料內(nèi)部形成封閉空隙。在水的作用下，封閉空隙內(nèi)的水分難以排出，在溫度變化或車輛荷載作用下，水分產(chǎn)生的壓力可能會(huì)導(dǎo)致瀝青膜與集料剝離，反而降低了混合料的水穩(wěn)定性。此外，過(guò)高的瀝青用量還可能導(dǎo)致混合料的抗滑性能下降，影響行車安全。因此，為了保證半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料具有良好的水穩(wěn)定性能，需要合理控制瀝青用量，使其在滿足粘結(jié)力要求的同時(shí)，保持合適的空隙結(jié)構(gòu)。5.2礦料級(jí)配的影響5.2.1粗集料含量的影響粗集料含量對(duì)混合料骨架結(jié)構(gòu)和性能起著至關(guān)重要的作用。在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料中，粗集料是形成骨架的主要成分，其含量直接影響著混合料的骨架結(jié)構(gòu)類型和穩(wěn)定性。當(dāng)粗集料含量較低時(shí)，混合料難以形成有效的骨架結(jié)構(gòu)，細(xì)集料和瀝青在混合料中所占比例相對(duì)較大。此時(shí)，混合料的強(qiáng)度主要依賴于瀝青與集料之間的粘結(jié)力，在高溫條件下，由于缺乏粗集料的骨架支撐，混合料抵抗變形的能力較弱，容易出現(xiàn)車轍等病害。例如，在車轍試驗(yàn)中，粗集料含量較低的混合料動(dòng)穩(wěn)定度明顯低于粗集料含量合理的混合料。隨著粗集料含量的增加，混合料逐漸形成骨架結(jié)構(gòu)。粗集料之間相互嵌擠，形成穩(wěn)定的支撐體系，能夠有效抵抗車輛荷載的作用。在高溫下，骨架結(jié)構(gòu)可以限制瀝青和細(xì)集料的流動(dòng)，從而提高混合料的高溫穩(wěn)定性。當(dāng)粗集料含量達(dá)到一定程度時(shí)，混合料的高溫性能得到顯著提升。在某研究中，將粗集料含量從40%提高到50%，車轍試驗(yàn)中的動(dòng)穩(wěn)定度提高了30%以上。然而，當(dāng)粗集料含量過(guò)高時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)集料和瀝青不足以填充粗集料之間的空隙，混合料的空隙率增大，從而影響其耐久性和水穩(wěn)定性。在水穩(wěn)定性試驗(yàn)中，粗集料含量過(guò)高的混合料殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比可能會(huì)降低，容易出現(xiàn)水損害現(xiàn)象。此外，粗集料含量還會(huì)影響混合料的低溫性能。適量的粗集料含量可以形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，在低溫條件下，能夠約束混合料的收縮變形，減少裂縫的產(chǎn)生。但如果粗集料含量過(guò)高，混合料的柔韌性下降，在低溫時(shí)可能因應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。因此，在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)中，需要合理確定粗集料含量，以保證混合料具有良好的骨架結(jié)構(gòu)和綜合性能。5.2.2細(xì)集料含量的影響細(xì)集料含量對(duì)混合料的填充性和工作性有著顯著影響。在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料中，細(xì)集料主要起到填充粗集料空隙的作用，其含量直接影響著混合料的密實(shí)程度和工作性能。當(dāng)細(xì)集料含量較低時(shí)，粗集料之間的空隙無(wú)法得到充分填充，混合料的空隙率較大。這會(huì)導(dǎo)致混合料的強(qiáng)度和耐久性下降，同時(shí)也會(huì)影響其水穩(wěn)定性。在水穩(wěn)定性試驗(yàn)中，空隙率較大的混合料容易受到水的侵入，瀝青與集料之間的粘結(jié)力減弱，從而降低殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比。隨著細(xì)集料含量的增加，粗集料之間的空隙逐漸被填充，混合料的密實(shí)度提高。適量的細(xì)集料能夠改善混合料的工作性，使其在施工過(guò)程中更容易攤鋪和壓實(shí)。在一定范圍內(nèi)，細(xì)集料含量的增加可以提高混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。然而，當(dāng)細(xì)集料含量過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混合料過(guò)于密實(shí)，空隙率過(guò)小。這可能會(huì)使瀝青無(wú)法均勻分布，降低瀝青與集料之間的粘結(jié)力。此外，過(guò)高的細(xì)集料含量還會(huì)增加混合料的內(nèi)摩擦力，使其工作性變差，在施工過(guò)程中難以壓實(shí)。在實(shí)際工程中，細(xì)集料含量過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)壓實(shí)度不足、平整度差等問(wèn)題。細(xì)集料含量還會(huì)對(duì)混合料的高溫性能產(chǎn)生影響。適量的細(xì)集料可以填充粗集料之間的空隙，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，有助于提高混合料的高溫穩(wěn)定性。但如果細(xì)集料含量過(guò)多，在高溫下，細(xì)集料容易發(fā)生位移和流動(dòng)，從而降低混合料的抗變形能力。因此，在設(shè)計(jì)半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的配合比時(shí)，需要綜合考慮細(xì)集料含量對(duì)填充性、工作性和其他性能的影響，確定合理的細(xì)集料含量。5.2.3粉料比的影響粉料比，即礦粉與瀝青的比例，對(duì)混合料的體積指標(biāo)和性能有著重要影響。礦粉作為瀝青混合料中的填充料，與瀝青形成瀝青膠漿，填充集料間隙，增強(qiáng)混合料的粘結(jié)力。當(dāng)粉料比較小時(shí)，瀝青膠漿的粘結(jié)力相對(duì)較弱，無(wú)法有效地填充集料之間的空隙。這會(huì)導(dǎo)致混合料的礦料間隙率（VMA）增大，空隙率也相應(yīng)增大。在這種情況下，混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性受到影響，耐久性下降。在耐久性試驗(yàn)中，粉料比較小的混合料更容易受到外界因素的侵蝕，導(dǎo)致性能劣化。隨著粉料比的增加，瀝青膠漿的粘結(jié)力增強(qiáng)，能夠更好地填充集料間隙。適量的粉料比可以使混合料的體積指標(biāo)更加合理，空隙率減小，礦料間隙率得到有效控制。這有助于提高混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，改善其路用性能。在一定范圍內(nèi)，粉料比的增加可以提高混合料的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性。在浸水馬歇爾試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)中，適當(dāng)增加粉料比可以提高殘留穩(wěn)定度和動(dòng)穩(wěn)定度。然而，當(dāng)粉料比過(guò)大時(shí)，會(huì)使瀝青膠漿變得過(guò)于粘稠，流動(dòng)性降低。這會(huì)導(dǎo)致瀝青膠漿在混合料中難以均勻分布，影響瀝青與集料之間的粘結(jié)效果。此外，過(guò)大的粉料比還可能使混合料的勁度增大，在低溫條件下，混合料的柔韌性下降，容易產(chǎn)生裂縫。在低溫彎曲試驗(yàn)中，粉料比過(guò)大的混合料抗彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變可能會(huì)降低，低溫抗裂性能變差。因此，在半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)中，需要精確控制粉料比，使其既能保證瀝青膠漿的粘結(jié)力，又能維持混合料良好的體積指標(biāo)和綜合性能。六、工程應(yīng)用案例分析6.1工程概況某高速公路項(xiàng)目位于我國(guó)南方地區(qū)，該地區(qū)夏季高溫多雨，冬季溫和濕潤(rùn)，年平均氣溫較高，且降雨量大，尤其是在雨季，頻繁的降雨對(duì)路面的排水性能和水穩(wěn)定性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。同時(shí)，該高速公路作為區(qū)域交通的重要通道，承擔(dān)著大量的重載貨運(yùn)交通，交通量較大，車輛類型復(fù)雜，重載車輛比例較高，這對(duì)路面的強(qiáng)度和耐久性要求極高。該高速公路設(shè)計(jì)等級(jí)為雙向六車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料作為上面層，以提高路面的抗滑性能、排水性能和高溫穩(wěn)定性，滿足該地區(qū)復(fù)雜的氣候條件和繁重的交通荷載要求。半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料上面層的厚度設(shè)計(jì)為4cm，下面層采用AC-20C型密級(jí)配瀝青混凝土，厚度為6cm，基層采用水泥穩(wěn)定碎石，厚度為36cm，底基層采用石灰土，厚度為20cm。這種路面結(jié)構(gòu)組合旨在充分發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的優(yōu)勢(shì)，確保路面具有良好的承載能力、穩(wěn)定性和耐久性。在該工程中，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的應(yīng)用對(duì)于提高路面性能、延長(zhǎng)路面使用壽命具有重要意義。通過(guò)合理的配合比設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制，有望解決該地區(qū)高速公路路面在高溫、多雨和重載交通條件下易出現(xiàn)的車轍、水損害等問(wèn)題，為車輛提供安全、舒適的行駛環(huán)境。6.2配合比設(shè)計(jì)與驗(yàn)證在該高速公路工程中，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。首先，對(duì)粗集料、細(xì)集料、礦粉以及SBS改性瀝青等原材料進(jìn)行了全面的性能檢測(cè)。粗集料選用了質(zhì)地堅(jiān)硬的玄武巖，其壓碎值為22%，洛杉磯磨耗損失為25%，表觀相對(duì)密度為2.70，吸水率為1.5%，針片狀顆粒含量（混合料）為13%，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。細(xì)集料采用機(jī)制砂，含泥量為2%，砂當(dāng)量為65%，表觀相對(duì)密度為2.60，符合質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。礦粉由石灰?guī)r磨細(xì)而成，表觀密度為2.6t/m3，含水量為0.8%，粒度范圍滿足規(guī)范要求。SBS改性瀝青的針入度（25℃，100g，5s）為45（0.1mm），針入度指數(shù)PI為0.2，軟化點(diǎn)（TR&B）為65℃，135℃運(yùn)動(dòng)粘度為2.5Pa?s，5℃延度（5cm/min）為30cm，彈性恢復(fù)25℃為80%，各項(xiàng)性能指標(biāo)良好。在礦料級(jí)配設(shè)計(jì)方面，采用了貝雷法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)粗集料進(jìn)行搗實(shí)試驗(yàn)，測(cè)定其粗集料骨架間隙率（VCADRC）為0.40。根據(jù)目標(biāo)空隙率和設(shè)計(jì)要求，初步擬定礦料級(jí)配，并計(jì)算出初步級(jí)配下的細(xì)集料填充粗集料骨架間隙率（VCAMIX）為0.38，礦粉與有效瀝青的比例（FA/VA）為0.60。經(jīng)過(guò)與經(jīng)驗(yàn)范圍對(duì)比，發(fā)現(xiàn)VCAMIX略低于理想范圍，于是適當(dāng)增加細(xì)集料的比例，再次計(jì)算得到VCAMIX為0.40，F(xiàn)A/VA為0.62，滿足了設(shè)計(jì)要求。最終確定的礦料級(jí)配通過(guò)不同篩孔尺寸的質(zhì)量百分率如下：16mm篩孔通過(guò)率100%，13.2mm篩孔通過(guò)率95%，9.5mm篩孔通過(guò)率70%，4.75mm篩孔通過(guò)率40%，2.36mm篩孔通過(guò)率25%，1.18mm篩孔通過(guò)率15%，0.6mm篩孔通過(guò)率10%，0.3mm篩孔通過(guò)率8%，0.15mm篩孔通過(guò)率6%，0.075mm篩孔通過(guò)率5%。確定礦料級(jí)配后，采用馬歇爾試驗(yàn)法確定最佳瀝青用量。按照不同的瀝青用量（4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%）制備馬歇爾試件。通過(guò)測(cè)定試件的毛體積相對(duì)密度、理論最大相對(duì)密度等物理指標(biāo)，計(jì)算得到空隙率（VV）、礦料間隙率（VMA）和瀝青飽和度（VFA）等體積參數(shù)。同時(shí)，進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度和流值測(cè)試。以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以各項(xiàng)指標(biāo)為縱坐標(biāo)繪制關(guān)系曲線。根據(jù)規(guī)范要求，半開級(jí)配SBS改性瀝青混合料的空隙率一般要求在6%-12%之間，礦料間隙率不小于13%，瀝青飽和度在55%-75%之間，馬歇爾穩(wěn)定度不小于8kN，流值在1.5-4.5（0.1mm）之間。綜合分析各項(xiàng)指標(biāo)，確定最佳瀝青用量為5.0%。在該瀝青用量下，混合料的空隙率為8%，礦料間隙率為14%，瀝青飽和度為65%，馬歇爾穩(wěn)定度為9.5kN，流值為3.0（0.1mm），各項(xiàng)指標(biāo)均滿