沥青混合料动稳定度灰关联分析

摘要：评价沥青混合料高温稳定性一般采用车辙试验,指标采用动稳定度，而沥青路面车辙是多因素综合作用的结果。本文主要从车辙角度分析其如何影响沥青混合料高温抗车辙性能的因素，并通过改变压实次数以及油石比，分别以动稳定度和变形总量作为参考序列，对这些影响因素进行灰关联分析。

关键词：沥青混合料，车辙试验，灰关联分析，高温稳定性

0 前言

沥青混合料是由典型粘弹性材料沥青胶结矿料及填料构成的路用材料，在高温及荷载作用下会产生流动变形，流动变形的不断累积就形成车辙。本文从混合料角度分析了影响沥青混合料高温稳定性的因素, 并通过不同类型沥青混合料高温车辙试验, 运用灰关联分析方法研究各影响因素的相对显著程度, 为沥青混合料的设计和施工提供依据。作为一个发展变化的系统，关联度分析实际上是动态过程发展态势的量化分析，通过对灰色系统中有限数据列的分析，寻求系统内部诸多因素之间的相互关系，找出影响目标值的主要因素，进而从总体上把握系统动态运动规律。

1沥青混合料高温稳定性影响因素

集料级配及沥青指标

集料采用石灰岩，矿粉采用石灰岩磨细而成。采用三种符合规范的不同级配AC-13，AC-16，AC-20。集料级配决定了矿料颗粒间嵌挤力的大小及混合料密实程度, 直接影响沥青混合料的高温稳定性。一般认为4.省略

[重庆交通大学土木学院道路与铁道工程研究生，重庆市南岸区重庆交通大学知园小区，电话13657662227]]。

空隙率

空隙率是沥青混合料最重要的体积特征参数，它的大小影响着沥青混合料的稳定性和耐久性。当路面现场压实沥青混合料空隙率过低时，可能会由于沥青混合料的塑性流动引发路面车辙，但空隙率过大可能会增加沥青混合料中沥青氧化速率和老化程度，并因为增加水分进入而降低耐久性，本文采用改变油石比来控制空隙率的变化，以达到灰关联分析的条件[]。下表列出了不同变量对比的结果。

表1 沥青混合料车辙试验结果

试验编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

级配 A A A B B B C C C

油石比% 4.2 4.7 5.2 3.8 4.3 4.8 3.6 4.1 4.6

4.75mm筛孔通过率 38 38 38 36 36 36 34 34 34

矿粉用量% 8 8 8 6 6 6 5 5 5

空隙率 4.75 3.97 2.45 5.9 4.3 3.4 5.7 4.9 3.8

DS 1566 1321 877 1485 1283 834 1782 1614 1238

60min变形量 3.8 4.2 4.9 4.6 5.4 6 4.5 5 5.1

注：A代表AC-13，B代表AC-16，C代表AC-20。

沥青混合料高温稳定性能分析

试验采用改变级配，油石比，沥青混合料空隙率4.75mm筛孔通过率，矿粉用量等来实现灰关联分析，试验均按照试验规程来完成。拌合后，对应级配ABC分别装入尺寸为30×30×（5,6,7）cm的试模内。

沥青混合料的灰关联分析

灰关联分析的步骤及公式

先指定参考的数据列，设一组离散序列母因素序列为，子因素序列为，其中k=1,2・・・m；i=1,2, ・・・,n

在计算关联系数和关联度之前，将数据作量纲为一化处理，在此采用均值化方法处理。

(3)关联系数的计算,再经初值无量纲化后如下式所示：

式中： 为分辨系数，通常取0．5。由于关联系数的数据较多，信息过于分散，不便于比较，为此有必要将各个被比较数列的关联系数取平均值，以关联度表示：

关联度越大，则表明与的关系越密切[]。

3.2 动稳定度对应的参考序列

试验编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 灰关联度

油石比% 0.67 0.75 0.56 0.69 0.54 0.69 0.7 0.71 0.73 0.671

4.75mm筛孔通过率 0.65 0.67 0.71 0.69 0.56 0.78 0.83 0.64 0.75 0.698

矿粉用量% 0.56 0.62 0.79 0.35 0.46 0.41 0.37 0.56 0.82 0.549

空隙率 0.73 0.68 0.87 0.67 0.75 0.55 0.57 0.73 0.77

3.360min变形量参考序列

试验编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 灰关联度

油石比% 0.76 0.83 0.71 0.64 0.8 0.93 0.64 0.78 0.8 0.766

4.75mm筛孔通过率 0.9 0.87 0.69 0.74 0.88 0.76 0.67 0.89 0.85 0.806

矿粉用量% 0.83 0.79 0.6 0.81 0.94 0.96 0.7 0.67 0.78 0.787

空隙率 0.83 0.94 0.67 0.77 0.85 0.96 0.91 0.79 0.87 0.843

由数据分析可知，影响沥青混合料动稳定度大小的关键性依次为，矿粉用量，油石比，通过两图表分析，沥青混合料孔隙率和4.75mm筛孔通过率对于沥青混合料高温稳定性有着重要的作用[]。

4.结论

（1）不论以动稳定度还是总变形量作为参考指标，混合料空隙率和4．75mm筛孔通过率都是较重要的影响因素，其影响显著程度大于沥青结合料性质。由于沥青混合料空隙率主要由集料级配决定，提高沥青混合料高温稳定性，首先应改善混合料级配，关键是使其形成骨架密实结构[]。

（2）灰关联分析可以在不完全的信息中, 分析随机因素序列的关联性, 发现影响系统的主要因素和因素间对系统影响的差别, 因此需要的试验量较少, 具有较高应用价值。

参考文献：

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赵 磊，樊统江，何兆益.用广义灰关联法分析级配对沥青砼孔隙率的影响[J].2008,22(5):29-31.

JTJ052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

李立寒，张南鹭.道路建筑材料[M].北京：人民交通出版社，2006：22-31.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。