瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)的研究

中國水利水電第七工程局有限公司 四川成都 620010

摘要：在良好的設(shè)計(jì)配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性才能得到保證。同時(shí)，還關(guān)系到行車舒適性和安全性。保證路面的質(zhì)量，就要從施工的全過程加以控制管理，尤其對(duì)瀝青混凝土配合比足夠重視、認(rèn)真對(duì)待、精心研究、優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、可行、便于施工。

關(guān)鍵詞：瀝青；混凝土；材料配合比

1前言

隨著公路等級(jí)的不斷提高，交通量的增大，車速的提高，導(dǎo)致瀝青面層病害不斷增加，有的路面設(shè)計(jì)年限還沒到就已不能正常運(yùn)行，給行車、出行帶來了諸多不便。這對(duì)公路瀝青面層的使用品質(zhì)提出了更高要求。相對(duì)于一個(gè)具有良好的使用性能、變異性小，經(jīng)得起實(shí)踐考驗(yàn)的瀝青路面，瀝青混凝土配合比來說就尤為重要了。

2原材料

要保證瀝青混凝土的質(zhì)量.在配合比設(shè)計(jì)前必須對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和檢驗(yàn)。瀝青混凝土的原材料主要有：粗集料、細(xì)集料、填充料（礦粉）、膠凝材料（瀝青）。選擇技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性都好的原材料，同時(shí)結(jié)合環(huán)境保護(hù)就地取材。

2.1 瀝青

選擇瀝青標(biāo)號(hào)時(shí)應(yīng)按公路等級(jí)、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點(diǎn)、施工方法等并且結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗(yàn)，最后經(jīng)技術(shù)論證后再確定。

2.2 集料

2.2.1粗集料：

① 潔凈石料中的泥土影響瀝青與石料的粘附性；

②棱角性和粗糙面：使瀝青與集料很好的粘結(jié)、集料間相互嵌擠

③應(yīng)選擇堿性母巖或摻生石灰、水泥、抗剝落劑等使其粘附性達(dá)到要求

④針片狀壓碎值：符合要求，當(dāng)針片狀壓碎值不符合要求時(shí)，在攪拌施工過程中使骨料破碎，影響級(jí)配

2.2.2細(xì)集料

細(xì)集料包括：天然砂、機(jī)制砂、石屑等。細(xì)集料應(yīng)滿足以下要求：

潔凈：影響與瀝青粘附性

②干燥：影響產(chǎn)量浪費(fèi)能源

③級(jí)配：使瀝青混合料較密實(shí)

2.3 填料

在選擇瀝青混凝土填料時(shí)一定要考慮能否滿足親水性和細(xì)度要求以及能否改善瀝青與集料的粘結(jié)力。對(duì)于堿性集料，可選擇磨細(xì)的礦粉作填料；對(duì)于中性材料，可使用磨細(xì)的石灰石粉；另外，根據(jù)不同情況還可選用水泥消石灰等作填料。礦粉應(yīng)干燥、潔凈，能自由的從礦粉倉中流出。根據(jù)抗剝落性及凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果，瀝青混凝土粉膠比在1.0～1.5之間較為適宜。

3 瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)可采用三階段配合比設(shè)計(jì)法即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。采用這一方法的目的是為了使設(shè)計(jì)程序化和深入化，使設(shè)計(jì)結(jié)果更加符合生產(chǎn)實(shí)際，真正使室內(nèi)試驗(yàn)與施工生產(chǎn)聯(lián)系在一起，充分做到指導(dǎo)施工的作用。

3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

優(yōu)選材料、礦料級(jí)配、最佳OAC。供拌和機(jī)確定冷料倉的供料比例、進(jìn)料速度及試拌使用。

3.1.1礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

合理的級(jí)配是配合比設(shè)計(jì)的必要條件。對(duì)高速公路和一級(jí)公路，宜在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)計(jì)算1～3組不同的礦料級(jí)配。繪制級(jí)配曲線，分別位于工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上方、中值及下方，一般情況下應(yīng)使試配結(jié)果盡量靠近級(jí)配范圍的中值，著重控制0.075mm、2.36mm、4.75mm關(guān)鍵性篩孔，以提高瀝青混凝土的均勻性和嵌擠能力。

3.1.2馬歇爾配合比設(shè)計(jì)

初選5組油石比，對(duì)13組不同的礦料級(jí)配分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》合理確定拌和溫度和擊實(shí)溫度，分別進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、流值、毛體積相對(duì)密度、礦料間隙率（VMA）、瀝青飽和度（VFA）、孔隙率（vv）、理論最大相對(duì)密度、殘留穩(wěn)定度 等試驗(yàn)。

3.1.3確定最佳油石比

根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)的結(jié)果，以油石比或?yàn)r青用量為橫坐標(biāo)，以馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)（毛體積相對(duì)密度、穩(wěn)定度、流值、孔隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度）為縱坐標(biāo)，繪制油石比與馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系曲線圖。

確定OAC1

根據(jù)毛體積相對(duì)密度最大值a1、穩(wěn)定度最大值a2、目標(biāo)空隙率（或中值）a3、瀝青飽和度范圍的中值a4，求出瀝青用量的平均值OAC1=（al+a2+a3+a4）/4；如果在所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍時(shí)。OAC1=（al+a2+a3）/3；如果在所選擇試驗(yàn)的瀝青用量范圍內(nèi)。毛體積相對(duì)密度或穩(wěn)定度沒有出現(xiàn)峰值（最大值出現(xiàn)在曲線兩端時(shí)），OAC1=a3，但OAC1必須介于OACmin～OACmax范圍內(nèi)，否則應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

②確定OAC2

以各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（不含礦料間隙率）的瀝青用量范圍OACmin～OACmax的中值作為OAC2。

③最佳油石比OAC

通常情況下，最佳油石比OAC以O(shè)AC1和OAC2的中值作為計(jì)算的最佳油石比。但還應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和公路等級(jí)、氣候條件、交通情況調(diào)整確定最佳油石比。

3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

目標(biāo)配合比確定以后，根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的級(jí)配類型，選擇適當(dāng)尺寸的振動(dòng)篩，將各冷料倉中不同規(guī)格的材料，通過烘干簡(jiǎn)混合烘干，并提升到熱料倉中用振動(dòng)篩網(wǎng)分級(jí)流人到不同規(guī)格的熱料斗中，然后從熱料斗中取樣，在室內(nèi)進(jìn)行再篩分，按規(guī)范要求的礦料級(jí)配，確定各熱料倉中不同規(guī)格的材料比例。取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳油石比及最佳油石比±3%，三個(gè)油石比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。最后確定生產(chǎn)配合比的最佳油石比。

3.3 生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證

按生產(chǎn)配合比確定的最佳油石比制件，參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行抗高溫性一車轍試驗(yàn)、抗低溫性一彎曲試驗(yàn)、水穩(wěn)定性—浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)及滲水檢驗(yàn)一滲水試驗(yàn)等，驗(yàn)證生產(chǎn)配合比的可靠性。拌和機(jī)采用生產(chǎn)配合比進(jìn)行試拌，鋪筑試驗(yàn)段并用拌和的瀝青混凝土及路上鉆取的芯樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，將鉆芯法與核子密度儀法檢測(cè)的密度相比較。建立其二者的相關(guān)性，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。標(biāo)準(zhǔn)配合比應(yīng)作為生產(chǎn)上控制的依據(jù)和質(zhì)量檢驗(yàn)的依據(jù)。

4生產(chǎn)階段注意事項(xiàng)

4.1根據(jù)攤鋪機(jī)攤鋪能力確定拌和站產(chǎn)量、配備運(yùn)輸車輛，根據(jù)拌和站產(chǎn)量安排作業(yè)班次、上料機(jī)械、人員數(shù)量、統(tǒng)籌全局，總體平衡；

4.2各種規(guī)格材料要分開堆放，嚴(yán)禁混料，否則會(huì)破壞供料平衡，配合比難以控制；

4.3溢料是難免的，因供料不可能絕對(duì)平衡，不溢料是不正常的，可能是控制室操作員人為調(diào)整配合比的結(jié)果；

4.4 注意材料防潮，細(xì)集料必要時(shí)要加篷布，因其一旦受潮，不但會(huì)影響冷料倉正常下料，材料的烘干效果或拌和站的生產(chǎn)能力也會(huì)降低，因此，當(dāng)原材料受潮時(shí)要降低產(chǎn)量或提高烘干能力，保證生產(chǎn)質(zhì)量；

4.5成品料裝車要檢測(cè)溫度，必要時(shí)車輛要加篷布，以防熱量散失，影響混合料質(zhì)量；

4.6加收粉盡可能不用，因其通常泥土含量較大；

4.7試驗(yàn)檢測(cè)工作要跟上，保證質(zhì)量信息得到及時(shí)反饋，以便工作人員妥善處理發(fā)現(xiàn)的各種問題；

4.8其它異常發(fā)生時(shí)如拌和站故障、突然斷電、降雨、降溫等均要認(rèn)真對(duì)待、要善樸理.不能為了扦工期或嫌麻煩應(yīng)付從事。

5瀝青混合料三階配合比設(shè)計(jì)的意義

瀝青混合料的配合比采用三階段設(shè)計(jì)，對(duì)施工具有非常大的指導(dǎo)意義，其真正使室內(nèi)試驗(yàn)與施工生產(chǎn)聯(lián)系在一起。但是，在實(shí)際施工中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

5.1必須克眼以往只對(duì)混合料配合比設(shè)計(jì)采用目標(biāo)配合比，而忽視生產(chǎn)配合比和驗(yàn)證配合比；也不能碰到—些指標(biāo)不合格或試驗(yàn)有困難就放棄。特別應(yīng)注意在生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段，要嚴(yán)格控制冷料倉和熱料倉的配比；當(dāng)材料發(fā)生變化時(shí)，要及時(shí)調(diào)整配合比。

5.2在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要具體問題具體分析，不能死搬硬套《規(guī)范》規(guī)定。在不脫離《規(guī)范》的情況下，根據(jù)不同的材料，靈活地進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。

5.3在配合比設(shè)計(jì)過程中，要和施工生產(chǎn)的實(shí)際情況相結(jié)合，不能脫離現(xiàn)有的技術(shù)條件；同時(shí)要嚴(yán)格施工管理，使混合料的生產(chǎn)始終控制在設(shè)計(jì)的最佳狀態(tài)。

6結(jié)語

綜上所述，瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)在高等級(jí)公路施工過程中，是一個(gè)非常復(fù)雜而且細(xì)致的過程，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，控制各個(gè)環(huán)節(jié)，最終得出可靠的配合比進(jìn)而路面的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張新新 白延濤：《瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)方法探討》，《科技風(fēng)》，2010年02期

[2] 羅陽圣 梁小星：《淺析瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)》，《中國新技術(shù)新產(chǎn)品》，2011年22期