瀝青混合料配比設(shè)計(jì)

1、 瀝青公路混合料配合比設(shè)計(jì)目錄一、摘要、引言1二、工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的確定1三、原材料選擇與準(zhǔn)備1四、礦料配合比設(shè)計(jì)3五、馬歇爾試驗(yàn)3六、確定最佳瀝青用量3七、配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)4八、工程應(yīng)用實(shí)例4九、結(jié)束語(yǔ)5十、參考文獻(xiàn)6摘要：本文結(jié)合瀝青混凝土路面工程實(shí)例，論述了瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中影響瀝青路面使用品質(zhì)的幾點(diǎn)重要因素，包括工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的確定、原材料選擇與準(zhǔn)備、礦料配合比設(shè)計(jì)、馬歇爾試驗(yàn)、確定最佳瀝青用量、配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。關(guān)鍵詞：瀝青混合料；級(jí)配設(shè)計(jì)、原材料、馬歇爾試驗(yàn)、配合比設(shè)計(jì)、最佳瀝青用量引言：隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)特別是公路運(yùn)輸業(yè)顯現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的態(tài)勢(shì),公路交通量越來(lái)越大，

2、軸載迅速增長(zhǎng)，車(chē)速不斷提高，嚴(yán)重影響了瀝青路面的使用質(zhì)量，縮短了瀝青路面的使用壽命；同時(shí)，瀝青路面的病害現(xiàn)象（如泛油、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車(chē)轍等）的普遍性和嚴(yán)重性，對(duì)路面的正常使用已構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。這給瀝青路面的使用性能提出了愈來(lái)愈高的要求，而影響瀝青面層使用性能的關(guān)鍵是瀝青混合料的設(shè)計(jì)。本文就結(jié)合工程實(shí)例對(duì)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。一、工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的確定選擇合適的瀝青混合料級(jí)配類型是確保瀝青凝土路面面層質(zhì)量的前提。密級(jí)配瀝青混合料是設(shè)計(jì)級(jí)配應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、工程性質(zhì)、氣候條件、交通條件、材料品種等因素，通過(guò)對(duì)條件大體相當(dāng)?shù)墓こ淌褂们闆r進(jìn)行調(diào)查研究后調(diào)整確定。夏季溫度高、高溫持

3、續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，重載交通多的路段，宜選用粗型密級(jí)配瀝青混合料(AC-C型)，并取較高的設(shè)計(jì)空隙率。對(duì)冬季溫度低、且低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)，或者重載交通較少的路段，宜選用細(xì)型密級(jí)配瀝青混合料(AC-F型)，并取較低的設(shè)計(jì)空隙率。瀝青混凝土面層集料的最大粒徑宜從上層至下層逐漸增大。上層宜使用中粒式及細(xì)粒式，且上面層瀝青混合料集料的最大粒徑不宜超過(guò)層厚1/2，中、下面層集料的最大粒徑不宜超過(guò)層厚的2/3。采用雙層或三層式結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土面層中應(yīng)有一層及一層以上是型密級(jí)配瀝青混凝土混合料，以防水下滲。若上面層采用型瀝青混凝土，中面層應(yīng)采用型瀝青混凝土，AM型開(kāi)級(jí)配瀝青碎石不宜作面層，僅可做聯(lián)結(jié)層。二、原材料選

4、擇與準(zhǔn)備要保證瀝青混合料的質(zhì)量，必須對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和檢驗(yàn)，這也是在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)前必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。選擇確定原材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件對(duì)路面結(jié)構(gòu)和使用品質(zhì)的要求，按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合材料的供應(yīng)情況，按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程和公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程的要求進(jìn)行檢驗(yàn)，然后擇優(yōu)選材。組成瀝青混凝土的原材料主要有：不同規(guī)格的粗集料、細(xì)集料、填充料（礦粉）、膠結(jié)料（瀝青）。選擇原材料按以下原則：技術(shù)性好（滿足技術(shù)指標(biāo)要求），經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)合環(huán)保就地取材。配合比設(shè)計(jì)的各種礦料必須按現(xiàn)行公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的方法，從工程實(shí)際使用的材料中取代表性樣品。進(jìn)行生產(chǎn)配

5、合比設(shè)計(jì)時(shí)，取樣至少應(yīng)在干拌5次以后進(jìn)行。當(dāng)單一規(guī)格的集料某項(xiàng)指標(biāo)不合格，但不同粒徑規(guī)格的材料按級(jí)配組成的集料混合料指標(biāo)能符合規(guī)范要求時(shí)，允許使用。1、瀝青瀝青是瀝青混凝土的主要組成材料之一，是決定瀝青混合料質(zhì)量的主要因素。不同等級(jí)的公路應(yīng)選擇合適的瀝青等級(jí)。各級(jí)道路石油瀝青的適用范圍見(jiàn)下表：對(duì)高速公路、一級(jí)公路，夏季溫度高、高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、重載交通的地區(qū)宜采用稠度大、60粘度大的瀝青，也可提高高溫氣候分區(qū)的溫度水平選用瀝青等級(jí)；對(duì)冬季寒冷的地區(qū)或交通量小的公路宜選用稠度小、低溫延度大的瀝青；對(duì)溫度日溫差、年溫差大的地區(qū)宜注意選用針入度指數(shù)大的瀝青。因此選擇瀝青時(shí)，除了要注意瀝青自身品質(zhì)的優(yōu)劣

6、以外，還要注意瀝青標(biāo)號(hào)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、空氣、氣溫的適應(yīng)性，既要兼顧冬季的抗裂性，又要兼顧到夏季的抗塑變能力。2、粗集料瀝青混凝土用粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等，但高速公路和一級(jí)公路不得使用篩選礫石和礦渣，篩選礫石僅適用于三級(jí)及三級(jí)以下公路的瀝青表面處治路面。粗集料應(yīng)該潔凈、干燥、表面粗糙并應(yīng)通過(guò)檢驗(yàn)滿足瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求。粗集料技術(shù)指標(biāo)包括壓碎值、磨耗值、表觀相對(duì)密度、吸水率、堅(jiān)固性、針片狀顆粒含量、粗集料與瀝青的粘附性和磨光值等。佛山地區(qū)選用的粗集料多為石灰?guī)r，這中材料耐磨性較差，但與瀝青的粘結(jié)力非常好，是修筑較薄瀝青路面的理想材料。3、細(xì)集料瀝青路面的細(xì)集料包括

7、天然砂、機(jī)制砂、石屑。細(xì)集料應(yīng)該潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配。熱拌密級(jí)配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過(guò)集料總量的20%，SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。細(xì)集料在瀝青混合料中起到增加顆粒間嵌鎖作用，減少粗集料間的孔隙，從而增加混合料的穩(wěn)定性。因此，在選用細(xì)集料時(shí)，必須先通過(guò)檢驗(yàn)滿足瀝青混合料用細(xì)集料質(zhì)量要求后才可使用。4、填料選擇填料時(shí)一定要考慮能否滿足親水性和細(xì)度要求，能否改善瀝青與集料的粘結(jié)力。根據(jù)集料的性質(zhì)不同選擇不同的填料，對(duì)于堿性集料，可選擇磨細(xì)的石粉作填料；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。瀝青混合料的礦粉

8、必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。當(dāng)使用粉煤灰作為填料時(shí)，用量不得超過(guò)填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應(yīng)小于12%，與礦粉混合后的塑性指數(shù)應(yīng)小于4%，但高速公路、一級(jí)公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰做填料。三、礦料配合比設(shè)計(jì)合理的級(jí)配是良好混合料的必要條件。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13組粗細(xì)不同的配比，繪制設(shè)計(jì)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。設(shè)計(jì)合成級(jí)配不得有太多的鋸齒形交錯(cuò)，且在0.3mm0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”。當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時(shí)，宜更換材料設(shè)計(jì)。一般情況下應(yīng)使試配結(jié)果盡量靠近級(jí)配范

9、圍的中值。四、馬歇爾試驗(yàn)按照規(guī)范推薦，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)固定一個(gè)最佳瀝青含量的范圍，以0.5%間隔的不同油石比配置56組試件，分別進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、流值、密度、理論最大密度等試驗(yàn)。關(guān)于試件的密度，各國(guó)都采用毛體積相對(duì)密度，但具體測(cè)定時(shí)又有表干法、水中重法、蠟封法、體積法之分。公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程中明確規(guī)定了吸水率不大于2%的各種瀝青混合料試件采用表干法；幾乎部吸水的密實(shí)的型瀝青混合料采用水中重法；吸水率大于2%的瀝青混凝土或?yàn)r青碎石混合料試件采用蠟封法；不能用表干法、蠟封法測(cè)定空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開(kāi)級(jí)配瀝青混合料試件采用體積法。其中瀝青混合料的最大理論相對(duì)密度的確定，

10、分別有兩種不同的方法，它們的適用范圍各有不同，對(duì)于非改性的普通瀝青混合料，在成型馬歇爾試件的同時(shí)，應(yīng)用真空法實(shí)測(cè)各組瀝青混合料的最大理論相對(duì)密度；對(duì)改性瀝青或SMA混合料宜按公式計(jì)算各個(gè)不同瀝青用量混合料的最大理論相對(duì)密度。五、確定最佳瀝青用量根據(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)為縱坐標(biāo)，畫(huà)圖練成圓滑的曲線。根據(jù)密度最大值、穩(wěn)定度最大值、目標(biāo)空隙率（或中值）、瀝青飽和度范圍的中值求出瀝青用量的平均值OAC1，一各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACminOACmax的中值作為OAC2，再以O(shè)AC1和OAC2的中值作為計(jì)算的最佳瀝青用量。但還應(yīng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

11、和公路等級(jí)、氣候條件、交通情況，調(diào)整確定最佳瀝青用量。六、配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)根據(jù)之前確定的瀝青最佳用量，成型瀝青混合料試件，對(duì)其進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能、滲水試驗(yàn)等檢驗(yàn)，其中高速公路和一級(jí)公路的密級(jí)配瀝青配合料，需在配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種使用性能的檢驗(yàn)不符合要求的瀝青混合料，必須更換材料或重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。七、工程應(yīng)用實(shí)例以佛山市順德區(qū)容桂桂洲大道西排水管、建設(shè)工程瀝青路面所使用的AC-16C密級(jí)配瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)作簡(jiǎn)單論述，該工程道路設(shè)計(jì)等級(jí)為一級(jí)公路。1、材料的選擇：瀝青為茂名市產(chǎn)道路石油瀝青70號(hào)（1-4）B級(jí)、集料分別有三水產(chǎn)10-20mm石、5-10mm石、石屑

12、、填料為三水產(chǎn)礦粉。所有材料均已檢驗(yàn)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTGF40-2004的技術(shù)要求。2、AC-16C密級(jí)配瀝青混合料礦料組成見(jiàn)下表：3、馬歇爾試驗(yàn)以預(yù)估瀝青混合料的適宜瀝青用量為中值，按0.5的間隔成型5組馬歇爾試件，按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTJ052-2000規(guī)定的方法對(duì)各組試件進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表：4、確定最佳瀝青用量經(jīng)過(guò)馬歇爾最佳瀝青用量試驗(yàn)，根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTGF40-2004中關(guān)于AC-16C密級(jí)配瀝青混合料馬歇爾配合比設(shè)計(jì)要求，通過(guò)熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，確定該組AC-16C密級(jí)配瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)最佳瀝青用量為4.6%，油石比為4.8%。5、配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)八、結(jié)束語(yǔ)綜上所述，影響瀝青混凝土路面使用性能的因素很多，我們應(yīng)從源頭抓起，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，優(yōu)化