瀝青混合料配合比設(shè)計有關(guān)問題探析_百度文庫

1、瀝青混合料配合比設(shè)計有關(guān)問題探析趙金玉1,楊滿2,吳春來2(11黑龍江伊哈公路工程有限公司;21黑龍江省公路勘察設(shè)計院摘要:對瀝青混合料配合比設(shè)計的有關(guān)問題及試驗結(jié)果的影響因素進行了探析,提出了解決辦法。關(guān)鍵詞:瀝青混合料;配合比設(shè)計;問題探析中圖分類號:U4161217文獻標(biāo)識碼:C文章編號:1008-3383(200303-0030-02隨著公路交通事業(yè)的發(fā)展,瀝青路面以其較高的強度、耐久性、行車舒適性及便于維修的特點而被人們所重視,已廣泛應(yīng)用于高等級公路面層。公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(J T J032-94(以下簡稱規(guī)范對瀝青混合料配合比設(shè)計提出了明確的設(shè)計方法?，F(xiàn)對工作中遇到的有關(guān)瀝青

2、混合料配合比設(shè)計問題做以探析。1礦質(zhì)混合料的配合比組成設(shè)計在瀝青混合料中礦料約占95%左右,它對混合料的某些參數(shù)及路面性能都有較大的影響。礦質(zhì)混合料的配合比組成設(shè)計的目的就是根據(jù)設(shè)計文件對結(jié)構(gòu)層的要求,選配一個具有足夠密實且具有較高內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料,使其級配達到工程要求的最佳級配狀態(tài)。規(guī)范規(guī)定礦料的級配范圍并未考慮氣候條件、交通狀況、集料性質(zhì)、混合料所處結(jié)構(gòu)層位置對混合料的影響。對于連續(xù)級配的混合料,當(dāng)粗集料含量少時,礦料不能形成骨架,混合料呈密實懸浮結(jié)構(gòu),混合料強度較高,內(nèi)摩阻力小,熱穩(wěn)定性較差;而粗集料較多時,混合料則呈骨架空隙結(jié)構(gòu),內(nèi)摩阻力和嵌擠力起作用,熱穩(wěn)定性較好,對于間斷級配的

3、混合料,由于粗集料較多,細集料又能添滿空隙,混合料呈密實骨架結(jié)構(gòu),其混合料密度大,同時有較高的粘聚力和內(nèi)摩阻力。不同的級配狀態(tài)混合料具有不同的性能,而規(guī)范規(guī)定礦料級配應(yīng)盡量靠近中值,只是礦料級配密度較大,并未考慮現(xiàn)代車輛軸重大、渠化交通等特點。如有些地產(chǎn)材料視比重較大,為使集料的表面積保持均衡,就應(yīng)下調(diào)4175mm、2136mm等以下的級配曲線,反之就應(yīng)上調(diào)級配曲線,也就是說既不照搬規(guī)范,也不脫離規(guī)范,礦料組成設(shè)計時充分考慮氣候、交通條件是非常重要的。2最佳瀝青用量的確定瀝青混合料的強度及穩(wěn)定性主要取決于混合料中結(jié)構(gòu)瀝青的形成和質(zhì)量,自由瀝青只起到與礦料粘結(jié)在一起的作用。為了提高瀝青混合料的強

4、度和穩(wěn)定性,就必須控制瀝青用量。我國現(xiàn)行規(guī)范中確定最佳瀝青用量的方法是在馬歇爾試驗的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國多年科研成果和生產(chǎn)實踐總結(jié)發(fā)展起來的。由OA C1和OA C2綜合確定最佳瀝青用量OA C,由此制作試件,檢驗水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性。如不能符合要求,應(yīng)調(diào)整級配,重新進行配合比設(shè)計,進行馬歇爾試驗,直到各項指標(biāo)均滿足要求為止。顯而易見,規(guī)范中尚未考慮集料對最佳瀝青用量的影響。211集料吸油率對最佳瀝青用量的影響瀝青混合料中的集料均有不同數(shù)量的孔隙,會吸收不同數(shù)量的瀝青,使得設(shè)計瀝青用量相對變小。從而導(dǎo)致最大相對密度、瀝青飽和度、空隙率等指標(biāo)計算不準(zhǔn),還會引起路面開裂、松散等病害,所以配合比設(shè)計時不

5、應(yīng)忽視集料對最佳瀝青用量的影響。一般認為,吸油率為吸水率的一半。212集料密度對最佳瀝青用量的影響由于瀝青混合料所用集料來源不同,其性質(zhì)千差萬別,集料密度也不一樣,集料密度對混合料配合比結(jié)果會產(chǎn)生較大影響,所以配比時應(yīng)該注意密度對最佳瀝青用量的影響。表1是美國AASH TO的SMA規(guī)范建議稿關(guān)于合成集料的毛體積相對密度與最小瀝青用量的關(guān)系,可以看出合成集料相對密度每增加0105,瀝青用量減少011%。表1美國SMA規(guī)范關(guān)于合成集料的毛體積相對密度與最小瀝青用量的關(guān)系合成集料的毛體積相對密度最小瀝青用量/%合成集料的毛體積相對密度最小瀝青用量2170611213粉膠比對最佳瀝青用量的影響粉膠比也

6、就是礦粉與瀝青的質(zhì)量比。眾所周知,結(jié)構(gòu)瀝青的形成是由于礦料與瀝青交互作用引起瀝青組分在礦料表面重新分布的結(jié)果。礦料的表面積越大,在瀝青用量相同的情況下,形成的瀝青膜2003年第3期(總第109期黑龍江交通科技HEI LONG J I ANG J I AOTONG KE J INo.3,2003(Sum No.109愈薄,結(jié)構(gòu)瀝青在瀝青中占的比率就越大,因而瀝青混合料的粘聚力越高。礦料的比表面積主要取決與礦粉,所以礦粉的性質(zhì)、細度和用量對瀝青混合料的抗剪強度影響很大。因此,粉膠比不能太小,否則會導(dǎo)致路面泛油;太大則會導(dǎo)致混合料松散。我國規(guī)范參考日本的規(guī)定,粉膠比定在110112之間。214氣候分

7、區(qū)及公里等級對最佳瀝青用量的影響規(guī)范規(guī)定由OA C1及OA C2綜合決定最佳瀝青用量OA C時,宜根據(jù)實踐經(jīng)驗和公路等級、氣候條件進行調(diào)整:一般取OA C1和OA C2的中值作為最佳瀝青用量OA C。對非寒區(qū)公路以及車輛渠化交通的高速公路、一級公路,預(yù)計有可能造成較大車轍的情況時,可在OA C2與下限OA C min范圍內(nèi)決定,但不宜小于OAC2的015%。對寒區(qū)公路以及其他等級公路,最佳瀝青用量可以在OA C2與上限值OA C max范圍內(nèi)決定,但不宜大于OA C2的013%。3瀝青混合料試配調(diào)整的一般原則空隙率、穩(wěn)定度是瀝青混合料的兩個重要指標(biāo),規(guī)范對此作了明確規(guī)定,但實際工作中通常會有如

8、下情況發(fā)生,可根據(jù)具體情況進行調(diào)整。311孔隙率低,穩(wěn)定度也低出現(xiàn)孔隙率低、穩(wěn)定度也低的情況,通?？捎枚喾N方法來提高。一是采用提高粗集料或減少細集料的方法來調(diào)整混合料的級配。二是適當(dāng)降低瀝青含量,但切記降低瀝青含量增加孔隙率的同時也減少了瀝青膜厚度,降低了路面的耐久性。三是以上兩種方法都不能達到要求時則應(yīng)考慮調(diào)換骨料。312孔隙率低,穩(wěn)定度滿足孔隙率低時,會造成集料顆粒重新排列定位,增加了路面的密實性,車輛荷載作用下會導(dǎo)致路面泛油,產(chǎn)生推擠和車轍變形。穩(wěn)定度雖已滿足要求,應(yīng)采用上述方法之一予以調(diào)整。313孔隙率滿足,穩(wěn)定度低出現(xiàn)孔隙率滿足、穩(wěn)定度低這種情況,說明集料存在缺陷,如集料強度低、針片

9、狀及酸性天然砂含量高等,必須采用上述方法進行調(diào)整。314孔隙率高,穩(wěn)定度滿足孔隙率過高,混合料的滲透性亦隨之提高,混合料中空氣和水分往復(fù)循環(huán)會促進瀝青老化,降低耐久性和抗裂性,所以即使其穩(wěn)定度滿足,也需調(diào)低孔隙率,行之有效的方法是增加混合料中礦粉數(shù)量,也可調(diào)整集料級配,使集料密度最大。315孔隙率高,穩(wěn)定度低可采用上述方法降低孔隙率,如不能同時增加穩(wěn)定度時,則需調(diào)整集料的摻配比例。4瀝青混合料試驗結(jié)果的影響因素(1對原材料進行嚴格的檢驗,準(zhǔn)確測定物理常數(shù)及力學(xué)性能,特別是要解決好瀝青與集料的適應(yīng)性和地產(chǎn)材料這一矛盾。注意化學(xué)剝落劑或消石灰粉對試驗結(jié)果的影響。(2穩(wěn)定度、孔隙率的影響因素很多,因

10、此試件成型時準(zhǔn)確稱量各種材料重量,嚴格控制成型溫度、測試溫度及試件高度,特別是一些工地實驗室條件簡陋,更應(yīng)注意試件的升溫保溫過程。(3一定數(shù)量的試驗人員和試驗設(shè)備是控制試驗檢測的基本條件,而工地實驗室往往是技術(shù)人員不足,即使是配備了一定數(shù)量的試驗設(shè)備,也很難保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。5結(jié)語瀝青混合料配合比設(shè)計是瀝青路面施工中的重要環(huán)節(jié),要與生產(chǎn)實際相結(jié)合,解決好混合料的高溫穩(wěn)定性與低溫性能,密度與抗滑,空隙率與抗車轍、抗滑、透水性,氣候交通條件等等一系列矛盾,分清主次,找出最佳平衡點,只有這樣才能設(shè)計出既經(jīng)濟又實用的配合比,供施工使用。收稿日期:2002-12-04(上接第29頁法。在任何情況下

11、,都應(yīng)該攤鋪機鋪好混合料后立即碾壓縱縫。在冷接縫時新舊攤鋪面應(yīng)搭接3050mm,新鋪層面稍高出35mm,并用人工配合將其推出斜面,碾壓時可騎縫碾壓,或左右搭縫碾壓,直至縱縫外觀密實無麻面。213碾壓程序21311初次碾壓初次碾壓可以使用振動或非振動鋼輪壓路機,不開振動靜壓,從面層的低端向高端碾壓,因為加熱的混合料在壓實時容易向低處移動。初次碾壓時速度慢12km/h起車停車較緩,轉(zhuǎn)向不能過急,從而減小推移。21312中間碾壓中間碾壓應(yīng)盡量緊接在初次碾壓之后,并對瀝青混合料要保持在達到密實度要求的最低溫度以上即85,進行完了可采用振動式鋼輪壓路機采用“高頻”、“低振”的原則去壓,其速度可以比初壓稍快,但不要超3km/h為宜。21313最后碾壓最后碾壓的目的是為了修理路面消除輪跡,可采