1、淺談瀝青公路混合料配合比設計    摘要：本文結合瀝青混凝土路面工程實例，論述了瀝青混合料配合比設計中影響瀝青路面使用品質(zhì)的幾點重要因素，包括工程設計級配范圍的確定、原材料選擇與準備、礦料配合比設計、馬歇爾試驗、確定最佳瀝青用量、配合比設計檢驗。 關鍵詞：瀝青混合料；級配設計、原材料、馬歇爾試驗、配合比設計、最佳瀝青用量 引言：隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國交通運輸業(yè)特別是公路運輸業(yè)顯現(xiàn)出突飛猛進的態(tài)勢,公路交通量越來越大，軸載迅速增長，車速不斷提高，嚴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，瀝青路面的病害現(xiàn)象（如泛油、裂縫、坑槽、局部沉陷

2、、松散、車轍等）的普遍性和嚴重性，對路面的正常使用已構成了嚴重的威脅。這給瀝青路面的使用性能提出了愈來愈高的要求，而影響瀝青面層使用性能的關鍵是瀝青混合料的設計。本文就結合工程實例對瀝青混合料配合比設計進行探討。 一、工程設計級配范圍的確定 選擇合適的瀝青混合料級配類型是確保瀝青凝土路面面層質(zhì)量的前提。密級配瀝青混合料是設計級配應根據(jù)公路等級、工程性質(zhì)、氣候條件、交通條件、材料品種等因素，通過對條件大體相當?shù)墓こ淌褂们闆r進行調(diào)查研究后調(diào)整確定。夏季溫度高、高溫持續(xù)時間長，重載交通多的路段，宜選用粗型密級配瀝青混合料(AC-C型)，并取較高的設計空隙率。對冬季溫度低、且低溫持續(xù)時間長的地區(qū)，或者

3、重載交通較少的路段，宜選用細型密級配瀝青混合料(AC-F型)，并取較低的設計空隙率。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粒式，且上面層瀝青混合料集料的最大粒徑不宜超過層厚1/2，中、下面層集料的最大粒徑不宜超過層厚的2/3。采用雙層或三層式結構的瀝青混凝土面層中應有一層及一層以上是型密級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，中面層應采用型瀝青混凝土，AM型開級配瀝青碎石不宜作面層，僅可做聯(lián)結層。 二、原材料選擇與準備 要保證瀝青混合料的質(zhì)量，必須對原材料進行嚴格的選擇和檢驗，這也是在瀝青混合料配合比設計前必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。選擇確定原

4、材料應根據(jù)設計文件對路面結構和使用品質(zhì)的要求，按照公路瀝青路面施工技術規(guī)范的相關規(guī)定，結合材料的供應情況，按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程和公路工程集料試驗規(guī)程的要求進行檢驗，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、細集料、填充料（礦粉）、膠結料（瀝青）。選擇原材料按以下原則：技術性好（滿足技術指標要求），經(jīng)濟性好，結合環(huán)保就地取材。配合比設計的各種礦料必須按現(xiàn)行公路工程集料試驗規(guī)程規(guī)定的方法，從工程實際使用的材料中取代表性樣品。進行生產(chǎn)配合比設計時，取樣至少應在干拌5次以后進行。當單一規(guī)格的集料某項指標不合格，但不同粒徑規(guī)格的材料按級配組成的集料混合料指標能符合規(guī)范

5、要求時，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。不同等級的公路應選擇合適的瀝青等級。各級道路石油瀝青的適用范圍見下表： 對高速公路、一級公路，夏季溫度高、高溫持續(xù)時間長、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；對冬季寒冷的地區(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，除了要注意瀝青自身品質(zhì)的優(yōu)劣以外，還要注意瀝青標號對當?shù)丨h(huán)境、空氣、氣溫的適應性，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

6、凝土用粗集料包括碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等，但高速公路和一級公路不得使用篩選礫石和礦渣，篩選礫石僅適用于三級及三級以下公路的瀝青表面處治路面。粗集料應該潔凈、干燥、表面粗糙并應通過檢驗滿足瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術要求。粗集料技術指標包括壓碎值、磨耗值、表觀相對密度、吸水率、堅固性、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，但與瀝青的粘結力非常好，是修筑較薄瀝青路面的理想材料。 3、細集料 瀝青路面的細集料包括天然砂、機制砂、石屑。細集料應該潔凈、干燥、無風化、無雜質(zhì)，并有適當?shù)念w粒級配。熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量通

7、常不宜超過集料總量的20%，SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。細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，在選用細集料時，必須先通過檢驗滿足瀝青混合料用細集料質(zhì)量要求后才可使用。 4、填料 選擇填料時一定要考慮能否滿足親水性和細度要求，能否改善瀝青與集料的粘結力。根據(jù)集料的性質(zhì)不同選擇不同的填料，對于堿性集料，可選擇磨細的石粉作填料；對于中性材料，可使用磨細的石灰石粉；另外，根據(jù)不同情況還可選用水泥消石灰等作填料。瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應除凈。當使用粉煤灰作為填料

8、時，用量不得超過填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應小于12%，與礦粉混合后的塑性指數(shù)應小于4%，但高速公路、一級公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰做填料。 三、礦料配合比設計 合理的級配是良好混合料的必要條件。對高速公路和一級公路，宜在工程設計級配范圍內(nèi)計算13組粗細不同的配比，繪制設計級配曲線，分別位于工程設計級配范圍的上方、中值及下方。設計合成級配不得有太多的鋸齒形交錯，且在0.3mm0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”。當反復調(diào)整不能滿意時，宜更換材料設計。一般情況下應使試配結果盡量靠近級配范圍的中值。 四、馬歇爾試驗 按照規(guī)范推薦，根據(jù)以往經(jīng)驗固定一個最佳瀝青含量的范圍，以0.5%間隔的不同油石比

9、配置56組試件，分別進行馬歇爾穩(wěn)定度、流值、密度、理論最大密度等試驗。關于試件的密度，各國都采用毛體積相對密度，但具體測定時又有表干法、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%的瀝青混凝土或瀝青碎石混合料試件采用蠟封法；不能用表干法、蠟封法測定空隙率較大的瀝青碎石混合料及大空隙透水性開級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密度的確定，分別有兩種不同的方法，它們的適用范圍各有不同，對于非改性的普通瀝青混合料，在成型馬歇爾試件的同時，應用真

10、空法實測各組瀝青混合料的最大理論相對密度；對改性瀝青或SMA混合料宜按公式計算各個不同瀝青用量混合料的最大理論相對密度。 五、確定最佳瀝青用量 根據(jù)馬歇爾試驗的結果，以油石比或瀝青用量為橫坐標，以馬歇爾試驗的各項指標為縱坐標，畫圖練成圓滑的曲線。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OAC1，一各項指標均符合技術標準的瀝青用量范圍OACminOACmax的中值作為OAC2，再以OAC1和OAC2的中值作為計算的最佳瀝青用量。但還應根據(jù)實踐經(jīng)驗和公路等級、氣候條件、交通情況，調(diào)整確定最佳瀝青用量。 六、配合比設計檢驗 根據(jù)之前確定的瀝青最佳用

11、量，成型瀝青混合料試件，對其進行高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能、滲水試驗等檢驗，其中高速公路和一級公路的密級配瀝青配合料，需在配合比設計的基礎上進行各種使用性能的檢驗不符合要求的瀝青混合料，必須更換材料或重新進行配合比設計。 七、工程應用實例 以佛山市順德區(qū)容桂桂洲大道西排水管、建設工程瀝青路面所使用的AC-16C密級配瀝青混合料的配合比設計作簡單論述，該工程道路設計等級為一級公路。 1、材料的選擇：瀝青為茂名市產(chǎn)道路石油瀝青70號（1-4）B級、集料分別有三水產(chǎn)10-20mm石、5-10mm石、石屑、填料為三水產(chǎn)礦粉。所有材料均已檢驗符合公路瀝青路面施工技術規(guī)范JTGF40-2004的技

12、術要求。    2、AC-16C密級配瀝青混合料礦料組成見下表： 3、馬歇爾試驗 以預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規(guī)程JTJ052-2000規(guī)定的方法對各組試件進行檢驗，檢驗結果見下表： 4、確定最佳瀝青用量 經(jīng)過馬歇爾最佳瀝青用量試驗，根據(jù)公路瀝青路面施工技術規(guī)范JTGF40-2004中關于AC-16C密級配瀝青混合料馬歇爾配合比設計要求，通過熱拌瀝青混合料配合比設計方法，確定該組AC-16C密級配瀝青混合料配合比設計最佳瀝青用量為4.6%，油石比為4.8%。 5、配合比設計檢驗 八、結束語 綜上所述，影響瀝青混凝土路面使用性能的因素很多，我們應從源頭抓起，嚴格控制原材料質(zhì)量，優(yōu)化瀝青混合