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西宁南绕城高速公路与新建成的西宁过境高速公路共同组成西宁市绕城高速环线。西宁南绕城公路建设,为破解西宁市“东西拥挤、南北不畅”的交通困局,进而为“扩市提位”提供了基础支撑。然而西宁地区沥青路面的常出现纵向形变、纵向裂缝、横向裂缝和车辙等病害,究其主要原因是沥青混合料级配以细粒式密级配AC-13偏细型材料为主、设计不满足区域要求,为保证优良的路用性能,必须优化沥青混合料级配设计。本文在满足结构性要求的基础上对沥青混合料关键性能指标与设计参数进行研究分析,结合西宁南绕城高速公路项目,建立矿料级配均衡优选方法,确定最佳油石比,铺筑试验路并进行观测,验证混合料路用性能;为混合料施工提供技术指导。主要内容如下:(1)分析了矿料级配对沥青混合料路用性能的影响,在对比上中下面层的关键性指标要求的基础上,针对各层组成材料提出了技术要求,同时系统研究了现有矿料级配设计方法和关键参数,提出了沥青混合料矿料级配优化设计和关键参数。(2)在运用双曲线模型的基础上,经Super pave设计参数检验、贝雷法设计参数评价、马歇尔试验体积指标评价和基于路用性能的矿料级配优化综合比选,确定了沥青稳定碎石ATB-25下面层、AC-20中面层和AC-13上面层混合料矿料级配构成。(3)在对比常用沥青混合料最佳油石比设计方法的基础上,提出了最佳油石比优化设计方法,设计了沥青稳定碎石ATB-25下面层、AC-20中面层和AC-13上面层油石比。(4)对实体工程沥青路面施工质量进行了全面检测,验证了本文沥青混合料材料选型、矿料级配均衡优选及最佳油石比确定等研究成果的可行性。