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摘 要：本文在研究中以高性能沥青混合料为核心，明确高性能沥青混合料组合结构，分析高性能沥青混合料路用性能，提出合理有效的应用途径，发挥出沥青混合料的作用，并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。
关键词：高性能；沥青混合料；路用性能；应用
中图分类号：U414.75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0208-01
在我国国民经济不断发展中，交通流量迅速提升，使得现代交通呈现出轴载加重、渠化交通等特征，这是我国巩公路运输未来发展的主要趋势，并对公路路面质量和行车舒适性提出更高的要求。针对当前而言，我国公路路面施工多采用密级配沥青混凝土AC，这种沥青混合料早期损坏抵抗能力、高温车辙能力不高，而且表面较为光滑，在高速行车的情况下，会发生“漂滑”现象，形成交通安全隐患。对此，各级公路部门积极探索高性能沥青混合料，保证各项用路性能，保证保温稳定性与抗滑性能，消除公路交通安全隐患，提高行车安全性和舒适性。在这样的环境背景下，探究高性能沥青混合料的路用性能与应用分析具有非常重要的现实意义。
1 高性能沥青混合料组成结构
1.1 悬浮密实结构
连续性密级配矿质和沥青组合，即为密级配沥青混凝土，根据粒子干涉理论，防止次级集料影响前级密排，各级集料都要隔开，悬浮在次级集料和沥青胶浆，形成悬浮密实结构。这种结构粘聚力较大，摩阻力低，使得温稳定性弱。
1.2 骨架空隙结构
连续性开级矿质成分和沥青组合，形成矿质混合料，这种结构特性导致该混合料递减系数大，成分中的粗集料占比大，细集料成分可以忽略不计，由粗集料相靠拢构建骨架，由于成分中细集料过小，粗集料间缝隙较大，形成骨架孔隙结构。这种结构在实际应用中，摩阻力较大，但粘聚力小。
1.3 密实骨架结构
间断性密级矿质成分和沥青组合，属于高性能沥青混合料，没有中间尺寸粒径，由大量的粗集料组合成空间骨架，由适量的细集料填补孔隙，形成密实骨架结构。在实际应用中，这一结构形成的沥青混合料无论是粘聚力还是摩阻力都强。
对比以上三种结构的高性能沥青混合料，公路工程中大多应用密实骨架结构，无论是性能还是经济效益，密实骨架结构的高性能沥青混合料具有十分明显的优势。
2 高性能沥青混合料的路用性能
对沥青混合料进行马歇尔实验，对比AC-16I级配沥青混合料和高性能沥青混合料，获得实验结果如表1所示，当前大多数公路工程中应用密级配沥青混凝土（AC-16I），这种沥青混合料为密实悬浮结构，站在力学性能的角度上看，这种沥青混合料稳定性高。而高性能沥青混合料中加入适量的细集料，由于细集料胶浆比例和沥青粘结力的减少，使得高性能沥青混合料马歇尔稳定度不及AC-16I沥青混合料，但基本满足工程规范标准。
2.1 水稳定性
通过对比AC、高性能沥青混合料的空隙率，发现高性能沥青混合料空隙率低于AC-16I，说明高性能沥青混合料水稳定性高于AC-16I，特别针对冻融劈裂强度比，AC-16I抗裂抗冻性能较差，这主要是因为高性能沥青混合料中含有大量的粗集料，形成嵌挤结构，一旦该沥青混合料处于受冻收缩状态时，粗集料形成的骨架结构会产生内摩阻力，抵抗由于冷环境造成的内部收缩应力，保证沥青混合料应用中的冻融稳定性。
2.2 高温稳定性
通过对比AC、高性能沥青混合料的矿料间隙率，发现高性能沥青混合料料间空隙率高于AC-16I，说明高性能沥青混合料高温稳定性较高。针对高性能沥青混合料而言，其高温稳定性和抗车辙能力主要取决于集料级配、沥青性能这两方面因素，特别是在夏季，由于高温天气会使得沥青胶浆变软，车辆行驶后会在路面出现车辙，高性能沥青混合料中含有大量的粗集料，依靠级配骨架的承载力，粗集料间形成嵌挤锁结，通过空间骨架结构的提高内部摩阻力，在行车载荷下，具有极强车辙变形抵抗能力，即为高温稳定性高。
2.3 低温抗裂性
高性能沥青混合料具有极强的低温抗裂性，本文选择切口小梁能量法进行AC-16I和高性能沥青混合料0℃弯曲应变能对比，实验测得AC-16I0℃弯曲应变能为0.06kJ/m3，而高性能瀝青混合料则是0.04kJ/m3，说明密级配沥青混凝土比高性能沥青混合料的低温抗裂性能好。原因是受高性能沥青混合料的结构影响，由于集料粗化现象，使得高性能沥青混合料低温劲度大，弱化其低温抗裂性，但二者差距不大。
3 高性能沥青混合料应用分析
3.1 配合比设计
美国学者提出级配曲线图，将筛孔直径n次幂当做横坐标，而集料累计通过率当做纵坐标，构建立级配曲线图，确定矿料空隙率、油石比、马歇尔稳定度、流值等相关参数，发现n为0.435时，空隙率最小，即获得最大的密实度。对此，可以将0.35、0.40、0.45、0.50、0.55带入到n中，获得n为0.435时，高性能混合料密实度最大。
3.2 性能标准检测
将高性能沥青混合料应用到某公路中，该实验路段为包含三层沥青层，本研究中测得实验路段性能指标，相比于发达国家公路战略计划标准而言，发现高性能沥青混合料各项路用性能符合标准。
3.3 使用效果
截止到2018年，该试验路段已经通车3年多，每天要承载超过5万辆大小型车，在重载交通不断碾压下，在2018年4月份，观测结果为路面平整坚实，没有任何车辙。可以验证，高性能沥青混合料的应用效益较高，值得被广泛推广。
4 结束语
综上所述，本文分析高性能沥青混合料结构为密实骨架结构，通过和AC-16I性能对比，得到高性能沥青混合料具有极强的水稳定性和高温稳定性，低温抗裂性略低，但和AC-16I差距不大，并在实际应用中，无论是在性能标准检测还是实际观测上，都具有较强的路用性能。
参考文献
[1]秦玉层.高性能沥青混合料的路用性能及其应用研究[D].大连理工大学，2015.
[2]谷永革.高性能沥青及沥青混合料在津蓟高速公路应用的研究[D].东南大学，2016.
收稿日期：2018-10-9
关键词：高性能；沥青混合料；路用性能；应用
中图分类号：U414.75 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）33-0208-01
在我国国民经济不断发展中，交通流量迅速提升，使得现代交通呈现出轴载加重、渠化交通等特征，这是我国巩公路运输未来发展的主要趋势，并对公路路面质量和行车舒适性提出更高的要求。针对当前而言，我国公路路面施工多采用密级配沥青混凝土AC，这种沥青混合料早期损坏抵抗能力、高温车辙能力不高，而且表面较为光滑，在高速行车的情况下，会发生“漂滑”现象，形成交通安全隐患。对此，各级公路部门积极探索高性能沥青混合料，保证各项用路性能，保证保温稳定性与抗滑性能，消除公路交通安全隐患，提高行车安全性和舒适性。在这样的环境背景下，探究高性能沥青混合料的路用性能与应用分析具有非常重要的现实意义。
1 高性能沥青混合料组成结构
1.1 悬浮密实结构
连续性密级配矿质和沥青组合，即为密级配沥青混凝土，根据粒子干涉理论，防止次级集料影响前级密排，各级集料都要隔开，悬浮在次级集料和沥青胶浆，形成悬浮密实结构。这种结构粘聚力较大，摩阻力低，使得温稳定性弱。
1.2 骨架空隙结构
连续性开级矿质成分和沥青组合，形成矿质混合料，这种结构特性导致该混合料递减系数大，成分中的粗集料占比大，细集料成分可以忽略不计，由粗集料相靠拢构建骨架，由于成分中细集料过小，粗集料间缝隙较大，形成骨架孔隙结构。这种结构在实际应用中，摩阻力较大，但粘聚力小。
1.3 密实骨架结构
间断性密级矿质成分和沥青组合，属于高性能沥青混合料，没有中间尺寸粒径，由大量的粗集料组合成空间骨架，由适量的细集料填补孔隙，形成密实骨架结构。在实际应用中，这一结构形成的沥青混合料无论是粘聚力还是摩阻力都强。
对比以上三种结构的高性能沥青混合料，公路工程中大多应用密实骨架结构，无论是性能还是经济效益，密实骨架结构的高性能沥青混合料具有十分明显的优势。
2 高性能沥青混合料的路用性能
对沥青混合料进行马歇尔实验，对比AC-16I级配沥青混合料和高性能沥青混合料，获得实验结果如表1所示，当前大多数公路工程中应用密级配沥青混凝土（AC-16I），这种沥青混合料为密实悬浮结构，站在力学性能的角度上看，这种沥青混合料稳定性高。而高性能沥青混合料中加入适量的细集料，由于细集料胶浆比例和沥青粘结力的减少，使得高性能沥青混合料马歇尔稳定度不及AC-16I沥青混合料，但基本满足工程规范标准。
2.1 水稳定性
通过对比AC、高性能沥青混合料的空隙率，发现高性能沥青混合料空隙率低于AC-16I，说明高性能沥青混合料水稳定性高于AC-16I，特别针对冻融劈裂强度比，AC-16I抗裂抗冻性能较差，这主要是因为高性能沥青混合料中含有大量的粗集料，形成嵌挤结构，一旦该沥青混合料处于受冻收缩状态时，粗集料形成的骨架结构会产生内摩阻力，抵抗由于冷环境造成的内部收缩应力，保证沥青混合料应用中的冻融稳定性。
2.2 高温稳定性
通过对比AC、高性能沥青混合料的矿料间隙率，发现高性能沥青混合料料间空隙率高于AC-16I，说明高性能沥青混合料高温稳定性较高。针对高性能沥青混合料而言，其高温稳定性和抗车辙能力主要取决于集料级配、沥青性能这两方面因素，特别是在夏季，由于高温天气会使得沥青胶浆变软，车辆行驶后会在路面出现车辙，高性能沥青混合料中含有大量的粗集料，依靠级配骨架的承载力，粗集料间形成嵌挤锁结，通过空间骨架结构的提高内部摩阻力，在行车载荷下，具有极强车辙变形抵抗能力，即为高温稳定性高。
2.3 低温抗裂性
高性能沥青混合料具有极强的低温抗裂性，本文选择切口小梁能量法进行AC-16I和高性能沥青混合料0℃弯曲应变能对比，实验测得AC-16I0℃弯曲应变能为0.06kJ/m3，而高性能瀝青混合料则是0.04kJ/m3，说明密级配沥青混凝土比高性能沥青混合料的低温抗裂性能好。原因是受高性能沥青混合料的结构影响，由于集料粗化现象，使得高性能沥青混合料低温劲度大，弱化其低温抗裂性，但二者差距不大。
3 高性能沥青混合料应用分析
3.1 配合比设计
美国学者提出级配曲线图，将筛孔直径n次幂当做横坐标，而集料累计通过率当做纵坐标，构建立级配曲线图，确定矿料空隙率、油石比、马歇尔稳定度、流值等相关参数，发现n为0.435时，空隙率最小，即获得最大的密实度。对此，可以将0.35、0.40、0.45、0.50、0.55带入到n中，获得n为0.435时，高性能混合料密实度最大。
3.2 性能标准检测
将高性能沥青混合料应用到某公路中，该实验路段为包含三层沥青层，本研究中测得实验路段性能指标，相比于发达国家公路战略计划标准而言，发现高性能沥青混合料各项路用性能符合标准。
3.3 使用效果
截止到2018年，该试验路段已经通车3年多，每天要承载超过5万辆大小型车，在重载交通不断碾压下，在2018年4月份，观测结果为路面平整坚实，没有任何车辙。可以验证，高性能沥青混合料的应用效益较高，值得被广泛推广。
4 结束语
综上所述，本文分析高性能沥青混合料结构为密实骨架结构，通过和AC-16I性能对比，得到高性能沥青混合料具有极强的水稳定性和高温稳定性，低温抗裂性略低，但和AC-16I差距不大，并在实际应用中，无论是在性能标准检测还是实际观测上，都具有较强的路用性能。
参考文献
[1]秦玉层.高性能沥青混合料的路用性能及其应用研究[D].大连理工大学，2015.
[2]谷永革.高性能沥青及沥青混合料在津蓟高速公路应用的研究[D].东南大学，2016.
收稿日期：2018-10-9