实践证明，由于沥青混合料配合比不同，其路用性能会产生很大差异，例如，AC型混合料的空隙率较小，其防水性能好，耐久性好，但其抗车辙、抗滑性能却较差。在严寒地区，沥青路面的常见病害有低温开裂、沥青混合料老化、抗滑能力不足等，这将在很大程度上致使沥青路面的使用寿命缩短，并增加维修养护等费用。因此，相对于普通地区，进行严寒地区高速公路沥青混合料配合比优化设计时，应把沥青混合料低温抗开裂性能、高温稳定性能及其抗滑性能作为重点来考虑，以提高沥青路面的耐久性能中国沥青网sinoasphalt.com。

沥青混合料的一些路用性能，如高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性能等同时提高是互相冲突的，在考虑提高某一种性能的同时，另一种性能很可能会被降低。为推荐体积指标及物理力学性能较好的级配，本文选用综合性能良好的SMA-16混合料为研究对象，对不同级配沥青混合料路用性能展开研究，使其满足严寒地区混合料动稳定度≥3000次/mm、低温抗裂性能≥3000με、残留强度比≥80%及抗滑摆值≥55BPN的要求。采用推荐的SMA-16混合料矿料级配可以有效延长严寒地区沥青路面使用寿命，达到降低工程养护和维修造价的目的。

原材料及配合比试验

原材料

沥青:采用河南省公路物资有限公司生产的SBS改性沥青，其各项指标均符合规范规定。粗集料:采用郑州市万源石料厂生产的16~19、9.5~16、4.75~9.5mm玄武岩碎石，其质量技术要求及检测结果符合技术规范规定。细集料:采用衢州路达石料厂生产的0~2.36mm石灰岩机制砂，其质量技术要求及检测结果符合技术规范规定。矿粉:采用衢州路达石料厂生产的石灰岩矿粉，其质量技术要求及检测结果符合技术规范规定。木质纤维:采用天尧牌木质纤维，其技术指标符合技术规范规定。

配合比设计

矿料级配。一些研究表明，沥青混合料关键筛孔4.75mm通过率控制在23%~30%之间、0.075mm筛孔通过率控制在8%以上时，表面层SMA-16路用性能良好。鉴于此，本文采用6种具有不同特点的级配，对每种级配成型马歇尔试件，测试每种级配的体积指标及物理力学指标，以此来研究并推荐较好的级配范围。

马歇尔试验。根据设计级配和施工经验测试试件的体积参数和力学指标，确定每种级配的最佳油石比。本次试验采用的纤维掺量为0.3%。

级配范围确定

绘制各技术指标随油石比变化规律曲线。

可以看出，采用4#与5#级配制备得到的马歇尔试件的密度、稳定度及流值等指标相对较好;而4#及5#矿料级配的关键筛孔4.75mm通过率一般控制在25%~30%之间，0.075mm筛孔通过率一般控制在8%以上。

路用性能

本文采用4#及5#级配制备马歇尔及车辙板试件，测试这2种级配SMA-16混合料是否适用严寒地区。本次试验主要测试了其高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能及抗滑性能。

高温性能

沥青路面的车辙不仅危害车辆行驶的舒适性及安全性，而且还给路面维修造成困难。在寒冷地区，如果沥青路面产生车辙，就会引发一系列的病害，从而减少路面使用寿命，所以严寒地区沥青路面的高温稳定性能一定要得到保证。

可知，采用4#或5#级配的SMA-16混合料的动稳定度可达约7000次/mm，满足SMA-16沥青路面高温稳定性能的要求，且5#级配SMA-16混合料的动稳定度要略高于4#级配的，说明应适当增加级配中细集料的含量，增加沥青与集料的比表面积，增加结构沥青的含量。

低温性能

沥青混合料低温性能的优劣一直是道路工作者所关注的重点。尤其在高寒低温地区，该性能指标是沥青混合料配合比设计中必不可少的验证参数。评定沥青混合料低温抗裂性的常用指标有低温弯曲应变、-10℃小梁弯曲试验的抗弯拉强度和弯曲劲度模量。本文根据规范规定的试验方法，在-10℃、加载速率为50mm/min的条件下进行了小梁弯曲试验。

可知，无论是4#还是5#级配，SMA-16混合料的低温弯曲应变均可达到3500με，说明其具有很好的低温抗裂性能;5#级配成型的小梁试件其低温抗裂性能要高于4#级配的。而4#及5#矿料级配的关键筛孔4.75mm的通过率分别为28.5%、25.3%，0.075mm筛孔通过率分别为8.2%、9%，这说明要想提高严寒地区SMA-16混合料的低温抗裂性能，则应适当降低关键筛孔4.75mm的通过率，同时适当提高0.075mm筛孔的通过率，这对沥青混合料的低温抗裂性能影响较大，此在严寒地区使用SMA-16混合料应特别注意。

水稳定性能

在严寒地区使用沥青混合料其水稳定性必须要慎重考虑。本文采用马歇尔劈裂强度试验和冻融劈裂强度试验来评价沥青路面的水稳定性能。

可知，无论是4#还是5#级配的SMA-16混合料其残留强度比均达到了85%，说明其具有很好的水稳定性能;5#级配SMA-16混合料的残留强度比要高于4#级配的。这是因为5#矿料级配中4.75mm筛孔的通过率要低于4#级配的，0.075mm筛孔通过率要大于4#级配的，空隙率较小。因此，想要提高严寒地区SMA-16混合料的水稳定性能，也应适当降低关键筛孔4.75mm的通过率，同时适当提高0.075mm筛孔的通过率。

抗滑性能

严寒地区沥青路面的抗滑指标是不可忽视的关键性能。若沥青路面抗滑性能不满足要求则很容易导致交通事故。本文采用4#及5#级配成型SMA-16混合料的车辙板试件，并采用摆式摩擦仪测试其抗滑性能，分别测试了3个点，然后取其平均值。

可知，4#与5#级配成型的SMA-16混合料车辙板试件其抗滑性能达到约80BPN左右，完全满足严寒地区SMA-16混合料的抗滑性能的需要。

结论

本文以SMA-16混合料为研究对象，对采用不同级配SMA-16混合料的马歇尔试验结果进行分析，并优选出2种级配类型，对其路用性能(高温性能、低温性能、水稳定性以及抗滑性能)进行了研究，并得出以下结论:

1) SMA-16混合料矿料级配的关键筛孔4.75mm通过率控制在25%~30%之间，0.075mm筛孔通过率控制在8%以上的马歇尔试件的密度、稳定度及流值等指标相对较好。建议4.75mm筛孔通过率在25%~30%之间，0.075mm筛孔通过率控制在8%以上。

2)对于严寒地区沥青路面，适当增加级配中细集料的含量，降低粗集料的含量可有效增加其路用性能，延长其使用寿命。