关键筛孔对多碎石沥青混凝土压实功的影响分析

第２５卷第３期　河北工程大学学报（自然科学版）　Ｖｏ１．２５　Ｎｏ．３　２００８年９月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｅｄｉｔｉｏｎ）　ｓｅＰ．２００８　文章编号：１６７３—９４６９（２００８）０３一Ｏ０４６—０４　关键筛孔对多碎石沥青混凝土压实功的影响分析　黄启舒　，许志鸿　，韩振中　（１．贵州省交通建设工程质量监督站，贵阳５５０００４；２．同济大学交通运输工程学院，上海２０００９２）　摘要：针对多碎石沥青混凝土ＳＡＣ一２０，统计分析２７个试验级配的压实功与关键筛孔通过率关　系后，得出１．１８ｒａｍ通过率对压实功影响最大，０．０７５ｍｍ通过率居其次，细料级配及含量（包括　填料）极大地着影响压实功。平均压实次数随１．１８ｒａｍ和０．６ｍｍ通过率的增加都有减小的趋　势，若两个筛孔通过率进一步增大而进入Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ相应细集料级配限制区时，压实次数应更　少，混合料更容易压实压密，将对抗车辙性能不利，禁区具有一定的合理性，在级配设计时应尽　可能保证细集料关键筛孔通过率在限制区下方。　关键词：多碎石沥青混凝土；关键筛孔；压实性能；Ｓｕｐｍｐａｖｅ限制区　中图分类号：ＴＵ５　文献标识码：Ａ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｋｅｙ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ　ｔｏ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　ｓｔｏｎｅ　ａｓｐｈａｌｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＨＵＡＮＧ　Ｑｉ—ｓｈｕ　，ＸＵ　Ｚｈｉ—ｈｏｎｄ，ＨＡＮ　Ｚｈｅｎ—ｚｈｏｎｇ　（１．Ｑｕａｌｉｔｙ　Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕｓ　ｆｏｒ　Ｔｒａ￣ｃ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｐｒｏｊｅｃｔ　ｏｆ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｔｏｎ　ｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉ￣，Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｔｒａｉｆｃ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０（Ｘ）９２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇ３　ａｎｄ　ｋｅｙ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　２７　ｅｘｐｅｒｉ—　ｍｅｎｔ　ｇｒａｄｉｎｇｓ　ａｒｅ　ａｎ￣ｙｚｅｄ　ｆｏｒ　ＳＡＣ一２０．Ｔｈｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　１．１　８ｍｍ　ｓｉｅｘ　ｅ　ｓｉｚｅ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｇｒｅａｔｅｓｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅｎ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　０．０７５ｍｍ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ，ＳＯ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｆｉｎｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｇｒａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｎｔｅｎｔ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｉｌｌｅｒ）ｈａｓ　ｇｒｅａｔ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇ３’ｃａｎ　ｂｅ　ｇｅｔ．Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ　ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｔ｝１　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　１．１８ｍｍ　ａｎｄ　０．６ｍｍ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｔＷＯ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ　ａｂｏｖｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｆｉｎｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｇｒａｄｉｎｇ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｌｅｓｓ，ａｎｄ　ｈｔｅ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｃｏｍｐａｃｔｅｄ　ｍｏｒｅ　ｅａｓｉｌｙ．ｔｈｉｓ’ｖｉＵ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｒｕｔ—ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｍｉｘｔｕｒｅ．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ　ｚｏｎｅ　ｈａｓ　ｄｅｆｉｎｉｔｅ　ｒａｔｉｏｎａｌｉｂ，，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｋｅｙ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ　ｆｏｒ　ｆｉｎｅ　ａｇｇｒｅｇａｔｅ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｎｄｅｒ山ｅ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ　ｚｏｎｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｎｅ　ａｓｐｈａｌｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ（ＳＡＣ）；ｋｅ）ｒ　ｓｉｅｖｅ　ｓｉｚｅ；ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｒｅｓｔｉｒｃｔｅｄ　ｚｏｎｅ　ｏｆ　Ｓｕ—　ｐｅｒｐｍ　ｅ　压实功是反映沥青混合料的一项重要指标，　与现场压效果关系密切，混合料容易压实或难以　１旋转压实试验　压实都表明压实性能不好，易压实的混合料在车　由于ＳＡＣ一２０是根据１９ｍｍ，４．７５ｍｍ，１．１８ｍｍ　辆荷载作用下易产生压密变形，反之，难压实的混　和０．０７５ｍｍ四个关键筛孔通过率进行级配设计　合料则因空隙率过大而易产生水损坏。因此找出　的，四个关键筛孔通过率的不同组合就形成了不　影响沥青混合料压实功的关键因素就显得十分重　同的级配，本文以上述四个关键筛孔取不同水平　要，本文以多碎石沥青混凝土ＳＡＣ一２０为例，尝试　通过率并进行正交组合。１９ｍｍ通过率取１００％、　研究其关键筛孔对压实功的影响。　９５％、９Ｏ％三个水平，４．７５　ＩＴｌ／ｎ通过率取４０％、　收稿日期：２００８—０５—２２　作者简介：黄如甜（１９８２一），男，贵州册享人，硕士，从事道路结构和材料研究。　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３期　黄启舒等：关键筛孔对多碎石沥青混凝土压实功的影响分析　４７　３５％、３０％三个水平，１．１８　１／ｌｎ＇ｌ通过率取２１％、　趋势，因此，本文应用ＳＰＳＳ软件对压实次数和各　１８％、１５％三个水平，０．０７５ｍｍ通过率取７％、５％、　筛孔通过率进行主效应的多因素方差分析和各筛　３％三个水平，以上述水平取值为基础进行正交试　孔的多重比较，以反映各筛孔通过率对压实功的　验设计，得到２７个试验级配。　影响。　由于旋转压实仪的压实次数可以反映压实混　合料所需压实功大小，因此本文在分析各个筛孔　２．１关键筛孔主效应方差分析　通过率对压实功的影响时，采用了旋转压实仪成　由主效应方差分析检验结果知，ｓ　值即Ｆ检　型试件，考查各个级配在相同质量（３０５０克）时　验的Ｐ值均小于５％，可认为各筛孔通过率对压实　压实至相同高度（７５ｍｍ）需要的压实次数（即压　次数在５％水平上是有显著差异的，各筛孔不同水　实功），压强取０．６ＭＰａ。每个级配成型三个试件，　平对压实功有明显差异，级配的变动对压实功的　表Ｉ中各级配压实次数即为三个试件压实次数平　影响十分显著；同时，由各筛孔Ｆ值可以看出，　均值。　Ｆ筛ｌＩｌ８　＞Ｆ筛０肺　＞Ｆ筛ｌ９　＝Ｆ筛４．７５　，即筛１．１８ｍｍ　通过率对压实功影响最大，而筛０．０７５ｒａｍ居其次。　２关键筛孔与压实次数的方差　筛１．１８ｍｍ通过率即级配细料含量及细料级配，筛　０．０７５ｍｍ通过率即级配填料含量，因此可以说细　ＳＰＳＳ软件是一个通用的统计软件，其方差分　料级配及含量（包括填料）极大地影响着压实功，　析能很好的反映统计条件下各因素对结果的影响　以下分别就各筛孔不同水平比较结果作逐一具体　大小，也能反映各因素自身的变化对结果的影响　分析（见表２）。　表１各级配平均压实次数及对应级配关键筛子Ｌ通过率　Ｔａｂ．１　Ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆａⅡｌｅｖｅｌ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｋｅｙ　ｓｉｅｖｅ　ｐａｓｓｈａｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　修正模型　１３６２７．４１（ｂ）　０．０ｏ０　截距　ｌ７２９９２．０５３　０．０ｏ０　筛１９ｍｍ　８４２．５８０　０．０４７　筛４．７５ｒａｍ　８４２．５８７　０．０４７　筛１．１８ｎｍ１　７８９８．３６２　０．０ｏＯ　筛０．０７５ｒｒｕｎ　４０４３．８８２　０．ＯＯｏ　误差　．３１６　总和　１８８７０９．７８０　修正后总和　１５７１７．７２７　维普资讯 http://www.cqvip.com ４８　河北工程大学学报　（自　然科学版）　２００８年　压实次数为多，但相差不大，应为试验误差所致。　翰＝　晕匿　２．２关键筛孔多重比较分析　筛孔１．１８ｍｍ通过率在各个水平的变化对压　通过预估压实次数随各筛孔通过率的变化图　实功有显著影响，由图知压实次数随１．１８ｍｒｎ通过　和关键筛孑Ｌ的多重分析表可以看出：筛１９ｍｍ通过　率的增加而单调递减，筛１．１８ｍｍ通过率由１５％增　率为９０％、９５％、和１００％时预估压实次数分别为　至２１％时，预估压实次数由１０１．６骤降至６Ｏ次，表　７８．４、８７．５和７４．１次，压实数在筛１９ｍｍ通过率为　明在粗料含量变化范围不大的条件下，混合料所　９５％时达到最大，即此时所需压实功最大。　需压实功对细料含量的变化十分敏感。筛孔　筛孔４．７５ｍｍ通过率为３０％、３５％和４０％预　０．０７５ｒｎｍ通过率分别由３％变化到５％和７％时，　估平均压实次数分别为８７．５、７４．６和７７．０次，由　压实次数有明显差异，而由５％变化到７％并没有　图可明显看出预估平均压实次数在筛孔４．７５ｍｍ　明显差异（见表３）。　通过率从４０％变化到３５％时压实次数并无明显变　化，而从３５％变化到３０％时明显增加，说明了随粗　２．３　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ细集料级配限制区的合理性　料含量增大，混合料越难压实，取此压实段中点作　图２是压实次数与０．６ｍｍ通过率经单因素方　为压实难易程度的临界点，此时筛４．７５ｍｍ通过率　差分析后的结果，尽管在个别点上出现了异常，但　约为３２．５％，压实次数约为８１次，此临界点接近　仍然可以明显看到平均压实次数随０．６ｍｍ通过率　笔者文中基于抗车辙性能并以４．７５ｍｍ通过率　的增加有减小的趋势，与压实次数随１．１８ｍｍ通过　３３．５％作为悬浮结构和骨架结构的分界点，不过　率的关系十分相似。　试验结果显示４．７５ｒｒａｎ通过率为４０％较３０％所需　表３各关键筛孑Ｌ多重比较分析（因变量：压实次数）　Ｔａｂ．３　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ　ｃｏｍｐａｒｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｋｅｙ　ｓｉｅｖｅ　注：表中数据依赖于平均观测值，仅列出多重比较分析中显著项；＊表示在５％水平下平均差值存在显著差异　墨　＾　牛　＼　／＼　＼　／　＼　＼—．．　幽　９０％　９５％　３５％４０％　１９ｍｍ通过率　４．７５ｍｍ通过率　－　ｉ至　＼　＼　一　＼　　ｉ＼　＼　坦　＼　＼，　＼Ｌ　娶　＼　＼　、＼　＼　＼一　１５％　ｌ８％　２１％　出　３％　５％　７％　１．１８ｍｍ通过率　０．０７５ｍｍ通过率　图１压实次数预估甲均值随１９ｍｍ、４．７５ｍｍ、１．１８ｒａｍ及０．Ｏ７５唧筛孔通过率的变化　Ｆｉｇ．１　Ｃｈａｎｇｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｅｓｔｉｍａｔｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｐａｓｓｄｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　Ｓｉｅｖｅ　ｌ９ｍｍ、４，７５ｒａｍ、１．１８ｍｍ　ａｎｄ　０．０７５ｍｍ　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期　黄启舒等：关键筛孔对多碎石沥青混凝土压实功的影响分析　过率进一步增大而进入限制区，压实次数应更小，　＾　混合料更容易压实压密，这对于混合料抗车辙性　能来说是不利的。因此，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ给出的限制区　是具有一定合理性的，在级配设计时应尽可能保　Ｖ　林　崮　荽１－　０．６ｍｍ通过率（％）　图２平均压实次数与０．６ｍｍ通过率关系　Ｆｉｇ．２　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ａｖｅｒａｇｅ　ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　Ｓ　ｉｅｖｅ　０．６ｍｍ　压实次数与ｉ．１８ｍｍ和０．６ｍｍ通过率关系的　方差分析结果从一定程度上表明：为防止混合料　出现容易压实压密的情况，细集料筛孔通过率不　能过大。在此结合这个结论简单分析一下Ｓｕｐｅｒ．　ｐａｖｅ细集料限制区是否具有合理性。　表４　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ细料各级配建议范围及限制区边界　Ｔａｂ．４　Ｔｈｅ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｓｃｏｐｅ　ｏｆ　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ　ｆｉｎｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｔ　ａｌｌ　ｌｅｖｅｌｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｏｒｄｅｒ　ｏｆ　ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ　ＺＯｎＥ　筛孑（舢）Ｌ　寸建议　范围限　区　界本次试验范围　　（％）　（％）　。　…一…　对于最大公称粒径１９ｒａｍ的沥青混合料而言，　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ给出的细集料各筛孔通过率建议值及相　对应的禁区边界如表４。可以看出，Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ所建　议的级配范围在限制区下方，而本次试验０．６ｍｍ　和】．１８ｍｍ两个筛孔通过率也都在限制区下方，根　据本文的结果，压实次数均有随着两个筛孔通过　率的增大而减小的趋势，可以预见，若两个筛孔通　证细集料关键筛孔通过率在限制区下方。　３结论　在５％显著性水平上，各关键筛孔通过率对压　实次数的影响是有显著差异的，各筛孔不同水平　对压实功的影响也有明显差异，级配的变动对压　实功的影响十分显著；１．１８ｍｍ通过率对压实功影　响最大，０．０７５ｍｍ通过率居其次，因此细料级配及　含量（包括填料）极大地影响着压实功。　与１．１８ｍｍ通过率相似，平均压实次数随０．６　ｎ＇ｌ＇ｎ通过率的增加也有减小的趋势；同时，两个筛　孔通过率都在Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ相应细集料级配限制区下　方，趋势表明若两个筛孔通过率进一步增大而进　人限制区，压实次数应更小，混合料更容易压实压　密，这对于混合料抗车辙性能来说是不利的，限制　区具有一定的合理性，在级配设计时应尽可能保　证细集料关键筛孔通过率在限制区下方。　参考文献：　［１］沙庆林．多碎石沥青混凝土ＳＡＣ系列的设计与施工　［Ｍ］．　Ｅ京：人民交通出版社，２００５．　［２］北京大学数学力学系概率统计组．正交设计法［Ｍ］．北　京：石油化学工业出版社，１９７６．　［３］薛薇．统计分析与ＳＰＳＳ的应用［Ｍ］．北京：中国人民大　学出版社，２００１．　［４］黄启舒，许志鸿．基于抗车辙性能的多碎石沥青混凝土　骨架状态分析［Ｊ］．公路工程，２００８，（５）：１５０～１５４．　［５］许志鸿，陈兴伟．Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ级配范围［Ｊ］。交通运输工程　学报，２００３，（９）：１—６．　［６］ＪＴＪＯ５２—２０００，公路工程沥青及沥青混合料试验规程　［ｓ］．　（责任编辑刘存英）