瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)方法探討

劉峰群

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，全國范圍內(nèi)的道路建設(shè)也在不斷向各個(gè)地區(qū)拓展，很多的偏遠(yuǎn)地區(qū)也已經(jīng)修通了道路。尤其是在城市的道路建設(shè)中，大量的使用瀝青混凝土路面。與傳統(tǒng)的普通混凝土路面相比，它具有強(qiáng)度高、抗摩擦變化能力強(qiáng)、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，而且不起灰，對城市市容和環(huán)境治理都起到了較好的作用。而由于其長期高強(qiáng)度的使用，經(jīng)常容易發(fā)生損壞，對道路交通造成較大的影響。要想從源頭上來加強(qiáng)瀝青混凝土路面的質(zhì)量就要從其原材料的選擇和配合比來做好控制。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土；配合比；設(shè)計(jì)方法；過程控制

【引言】瀝青混凝土路面是我國目前使用形式最多的一種路面，基于其自身多方面的優(yōu)點(diǎn)，其造價(jià)也比較高，占據(jù)了整個(gè)路面造價(jià)的40%左右。也正是由于其技術(shù)要求復(fù)雜、造價(jià)高、高強(qiáng)度使用的特點(diǎn)，要想其長期有效使用，就必須從設(shè)計(jì)、施工等多方面來進(jìn)行控制。本文重點(diǎn)從瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)方面來進(jìn)行分析，找出合理的設(shè)計(jì)方法，并分析其控制要點(diǎn)，希望能對瀝青混凝土的質(zhì)量控制和有效使用起到一定的借鑒作用。

一、瀝青混凝土配合比的要求

1、高溫穩(wěn)定性

由于瀝青在高溫狀態(tài)下，程流體狀，與其他骨料的粘結(jié)強(qiáng)度和程度都變低了。為防止在車輛行駛過程中，造成路面的起拱、移動和車輛痕跡等問題，就要求瀝青混凝土路面具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性。

2、低溫抗裂性

瀝青在低溫狀態(tài)的時(shí)候可以與其他骨料很好的粘結(jié)，但是膨脹能力明顯變低，變得非常的脆，在承受外部荷載的時(shí)候，這部分應(yīng)力不能及時(shí)的抵消，如果外部剪切力大于瀝青內(nèi)部的粘結(jié)應(yīng)力的時(shí)候，就會發(fā)生拉伸破壞，造成路面開裂。因此要求瀝青混凝土路面具有低溫抗裂性。

3、耐疲勞性能

瀝青混凝土路面是長時(shí)間的高負(fù)荷運(yùn)行，且運(yùn)行的期限有幾十年。在車輛長期行駛過程中，路面應(yīng)力處于長期變化的狀態(tài)，路基和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不變低。如果在某個(gè)時(shí)間段，外部荷載大于結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉結(jié)應(yīng)力，就會造成路面的破壞。因此要求瀝青混凝土路面具有較高的耐疲勞性能。

二、瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)方法

根據(jù)道路等級和設(shè)計(jì)荷載，首先確定瀝青混凝土的強(qiáng)度。然后查閱相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，來配置瀝青含量、粗細(xì)骨料的選型、摻和料的類型等。并結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候情況等，綜合確定各種配合比例，進(jìn)行試驗(yàn)，達(dá)到最優(yōu)配合比。

三、瀝青混凝土路面的原材料控制原則

瀝青混凝土主要的組成原材料為瀝青、粗集料、細(xì)集料、填充料等。作為瀝青路面的建設(shè)單位，在進(jìn)行配比設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該在滿足設(shè)計(jì)荷載和各方面技術(shù)性能指標(biāo)的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)合理和環(huán)保，具體各方面要求如下：

1、瀝青的選擇

瀝青是瀝青混凝土中的主要材料，其具備著粘結(jié)粗細(xì)集料和增加耐磨的雙重性能。因此在選擇瀝青的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)路段的等級、地基基礎(chǔ)的承載能力、使用強(qiáng)度等因素來選擇，同時(shí)還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候和溫度變化情況實(shí)際選擇瀝青的品質(zhì)。保證瀝青混凝土的抗?jié)B、耐磨、耐高低溫性能可以滿足當(dāng)?shù)氐那闆r。

2、粗集料的選擇

2.1瀝青里面的強(qiáng)度很大一部分來源于粗集料之間的拉結(jié)應(yīng)力和相互摩擦力。當(dāng)瀝青混凝土路面被上部強(qiáng)大的壓路機(jī)荷載作用擠壓下，集料之間會被牢固的加壓在一起，形成強(qiáng)大的內(nèi)部連接應(yīng)力，來提高整體的穩(wěn)定性。因此骨料必須具有較高的抗壓強(qiáng)度，否則被壓碎了就達(dá)不到效果。設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)公路等級和使用頻率等參數(shù)具體計(jì)算，并且設(shè)計(jì)圖中明確粗骨料的粒徑。

2. 2瀝青自身帶有弱酸性，因此它可以與堿性石材較好的粘結(jié)。但是我們知道堿性石材容易變形和腐蝕，酸性石材的化學(xué)性能則比堿性石材好得多。因此通常應(yīng)該選擇酸性石材作為瀝青混凝土的配比骨料，并加入適量的外加劑，來提高瀝青與石材的抗腐蝕性能。

3、細(xì)集料的選擇

細(xì)集料通常指直徑小于2.36mm的砂石或砂等，它起到調(diào)節(jié)瀝青混凝土的柔度及和易性。但是不可摻入過多，否則會影響路面的強(qiáng)度。

4、填充料的選擇

填充料是在瀝青混凝土中改善整體的和易性和抗?jié)B性能的材料。它可以起到一定的瀝青的粘結(jié)性能，同時(shí)減少部分細(xì)骨料的使用，結(jié)合實(shí)際需要來改善其相關(guān)性能的作用。常見的如細(xì)磨石灰粉、消石灰、粉煤灰水泥等。

四、目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行大批量的生產(chǎn)之前，應(yīng)該由專業(yè)設(shè)計(jì)單位，對瀝青混凝土的各材料配比進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算的依據(jù)是國家和當(dāng)?shù)氐囊恍?biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，如《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D50-2006。

設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該充分了解本道路設(shè)計(jì)等級和使用強(qiáng)度，以確定其需要承載的荷載力來進(jìn)行基本的受力分析，確定積配的標(biāo)準(zhǔn)。參照相關(guān)規(guī)范后，進(jìn)行樣品的配比。配置完成后，應(yīng)該對樣品進(jìn)行其密度、強(qiáng)度、抗?jié)B性能、瀝青流度等基本測試，保證各項(xiàng)指標(biāo)可以滿足設(shè)計(jì)瀝青混凝土的技術(shù)指標(biāo)要求。并結(jié)合測試情況，不斷進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到最優(yōu)最經(jīng)濟(jì)的配合比，再進(jìn)行批量的生產(chǎn)。

五、生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)

生產(chǎn)配合比與目標(biāo)配合比有一定的區(qū)別。其是在生產(chǎn)基地進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，其投料的時(shí)間和比例不可能完全按照實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行。因此需要在實(shí)際生產(chǎn)之前，根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)比值來進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況來進(jìn)行調(diào)整。

如在投料過程中，對于粗骨料的篩選，其粒徑不可能完全保證在設(shè)計(jì)的大小范圍內(nèi)；再如粗細(xì)骨料的混合程度，也無法達(dá)到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)候的要求。所以結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，應(yīng)該在目標(biāo)設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，做到設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，形成更進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)。

六、配合比是否合理的驗(yàn)證

生產(chǎn)完成之后，需要對瀝青混凝土的各項(xiàng)性能進(jìn)行驗(yàn)證。主要驗(yàn)證其抗?jié)B性能、強(qiáng)度、密度、耐高低溫變化性能。在實(shí)際攤鋪到路面上后，應(yīng)該對其抗壓能力、彎程值、耐摩擦性能等指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，確保生產(chǎn)配合比滿足各項(xiàng)指標(biāo)的要求。一旦發(fā)現(xiàn)有異常情況，應(yīng)該及時(shí)分析原因，并對生產(chǎn)的配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

七、在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)注意的問題

1、一定要先進(jìn)行目標(biāo)設(shè)計(jì)配合比的試驗(yàn)，再進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)配合比選定。如果少了任何一道，都有可能造成其性能指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，造成大量的返工和經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。

2、在攪拌的過程中，要按照配合實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)，控制好其他骨料的比例和加入時(shí)間、攪拌時(shí)間及溫度控制等，整個(gè)過程必須有專業(yè)技術(shù)人員監(jiān)督和管理。。

【結(jié)語】道路是我們生活的必需品，也是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要工具。因此，各參建方應(yīng)該從設(shè)計(jì)、施工、管理等多方面加強(qiáng)控制，做好瀝青混凝土配合比的設(shè)計(jì)，既是質(zhì)量保障的前提，也是節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境的重要舉措。

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