1、瀝青混合料配合比設(shè)計要點周俊卿1 郭育林2（1.湖南金路泌桐高速公路監(jiān)理代表處，河南桐柏474750； 2.河南驛宛高速公路有限公司，河南桐柏474750）【摘要】熱拌瀝青混合料配合比組成設(shè)計是否合理，直接影響了瀝青 砼路面的路用性能及質(zhì)量。本文就試驗人員進行室內(nèi)瀝青混合料配合比數(shù) 據(jù)的變異性，以及優(yōu)化瀝青混合料配合比組成設(shè)計時應(yīng)注意的事項進行分 析總結(jié)，下面著重介紹室內(nèi)瀝青混合料配合比設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題。【關(guān)鍵詞】：瀝青；混合料；配合比；設(shè)計；要點1影響因素1.1原材料的質(zhì)量和取樣原材料的質(zhì)量對于路面質(zhì)量及使用壽命具有決定性作用，粗集料的主 要技術(shù)指標包括礦料的級配、顆粒形狀、堅固性、粘

2、附性、棱角性、壓碎 值、磨耗值等影響最大的是礦料加工的分檔和級配，材料分檔和級配的好 壞決定了礦質(zhì)混合料合成級配好壞。目前，市場上供應(yīng)的集料針片狀含量 大、級配和材料均勻性差，采用這樣的礦料生產(chǎn)的瀝青混合料質(zhì)量也不夠 穩(wěn)定。因此設(shè)計好的瀝青混合料在抓好原材料選材的同時，控制礦質(zhì)材料 備料質(zhì)量穩(wěn)定性尤為重要。在選材時要按照不同級配類型確定不同規(guī)格的 石料，來確定石料廠和拌和樓的篩網(wǎng)，石料生產(chǎn)廠家統(tǒng)一篩網(wǎng)，使石料廠 篩網(wǎng)與拌和樓篩網(wǎng)一致，可保證各供料倉之間的平衡，減少廢棄料，從而 提高拌和樓產(chǎn)量。粗集料的取樣正確與否決定了是否能夠真實地反映原材料的質(zhì)量。根 據(jù)JTGE42-2005集料試驗規(guī)程規(guī)定

3、，同批材料取的頂部、中部和底部，各 從均勻分布的幾個不同部位，取大致相等的若干份組成一組試樣。當(dāng)從皮 帶運輸機上取樣時，應(yīng)干份組成一組試樣。在車輛上取樣時，應(yīng)從不同部 位和深度抽取大致相等的若干份組成一組試樣，取樣數(shù)量應(yīng)不少于規(guī)范最 少試樣數(shù)量要求。粗集料選取還應(yīng)注意試樣的縮分，規(guī)范要求采用四分法或分料器，但 在實際操作中，經(jīng)常出現(xiàn)試驗人員任意在料堆上極不嚴謹?shù)牟僮鞣椒ㄊ蛊?行試驗誤差增大，并導(dǎo)致試驗采集的數(shù)據(jù)沒有代表性，必須嚴格按照規(guī)范 要求的方法進行四分取樣。1.2礦質(zhì)混合料設(shè)計礦料的合成比例決定了礦質(zhì)混合料的合成級配。 規(guī)范要求普通瀝青混合料礦料設(shè)計合成級配應(yīng)使包括0.075mm、2.3

4、6mm、 4.75mm篩孔在內(nèi)的較多的篩孔通過量接近接近設(shè)計級配范圍的中限，但由 于我們所處地區(qū)夏季溫度炎熱、高溫持續(xù)時間長，冬季又十分寒冷，且重 載交通量大，高溫要求與低溫要求發(fā)生矛盾，可提高高溫抗車轍能力為主， 兼顧提高低溫抗裂性能的需要，瀝青混合料合成級配時采用骨架密實型結(jié) 構(gòu)，在適當(dāng)減少2.36mm、 4.75mm通過率的同時，適當(dāng)增加0.075mm的 通過率，使規(guī)范級配范圍成S型，并取中等或偏高水平的設(shè)計空隙率。通 常設(shè)計礦質(zhì)混合料時應(yīng)使級配曲線平順、圓滑，避免過多的鋸齒形交錯， 避免0.3-0.6mm范圍內(nèi)出現(xiàn)“駝峰”當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時，應(yīng)更換材料 設(shè)計。目前，在實例設(shè)計過程中，

5、試驗單位多采用人機對話的計算方法， 效率可大大提高，但很大程度上取決于試驗人員的經(jīng)驗、熟練程度。1.3瀝青試樣的制備瀝青試樣經(jīng)加熱處理后會引起瀝青老化。試驗人員在操作時，對瀝青 試樣不能直接放在電爐或明火上加熱，如利用冷卻后的瀝青試樣反復(fù)加熱 不能超過2次，避免瀝青老化造成瀝青混合料性能發(fā)生變化。1.4試驗條件及試驗操作精確度JTG E42-2005集料試驗規(guī)程中提出對瀝青混合料所用礦料級配必須采 用水洗法確定，這是因為采用干篩法，往往因為0.075mm細顆粒粘附在礦 料上，從而篩不下去，而不能真實反映礦料的級配，從而影響礦粉的添加 數(shù)量。在試驗操作中，馬歇爾試驗是極其重要的試驗，包括馬歇爾試

6、件的 拌制、成型，各種物理力學(xué)指標的測試及數(shù)據(jù)的處理。1.4.1馬歇爾試件的制作以前存在人工炒拌，一組試件集中拌和的作 法，容易導(dǎo)致瀝青局部過熱老化，瀝青混合料拌和不均勻，在分取試樣造 成溫度降低，分取不均勻等問題。可按分計篩余單個配料，并使用小型瀝 青混合料拌和機和烘箱制備試樣，一次拌制一個試件。1.4.2試驗表明，瀝青混合料溫度或模具預(yù)熱溫度達不到規(guī)定擊實溫 度時將影響試件的密度和空氣率，而試件尚未冷卻就脫模，容易使試件受 損傷。王旭東博士在研究擊實溫度對瀝青混合料的密度影響時，用相同級 配的AH-70瀝青混合料，在不同溫度下進行了馬歇爾擊實試驗，并測定試 件的密度和空氣率。摘引其結(jié)果于下

7、圖1和圖2。rTT.57 .56 .55 .54 :.53 rTT.57 .56 .55 .54 :.53 .52 512. 50125-130 135-140 145-150155-160擊實溫度9125-130 135-140 145-150 155-160擊實溫度（C ）圖1擊實溫度對密度的影響圖2擊實溫度對空氣率的影響圖1和圖2表明，隨著擊實溫度在125C130C范圍內(nèi)升高，試件的 密度增大，空氣率減小，到其某一溫度時（所試驗瀝青混合料為145C 150C）,試件的密度達到最大，同時空氣率降到最小。如繼續(xù)升高溫度， 試件的密度就減小，同時空氣率增大。通過以上試驗結(jié)果表明，在室內(nèi)做 馬歇

8、爾試件和制備其它試驗所用的試件時，遵循所規(guī)定的擊實（或壓實， 或碾壓）溫度是非常重要的。1.4.3馬歇爾試件成型高度對瀝青混合料馬歇爾性能測定有較大的影 響，因此，每個試件擊實結(jié)束后應(yīng)用游標卡尺測量試高度不符合63.5mm 1.3mm （標準試件）或95.3mm 2.5mm （大型試件）的試件應(yīng)予以廢棄，以 減小試驗數(shù)據(jù)的變異性。1.4.4成型試件密度的測試應(yīng)針對不同性質(zhì)的瀝青混合料采用不同的 測試方法。規(guī)范要求對吸水率不大于2%的密實型瀝青混合料采用表干法測定表觀相對密度；對吸水率大于2%的瀝青混合料采用蠟封法測毛體積 相對密度或相對密度。采用不同方法測得的馬歇爾試件密度或算得到的瀝 青混合

9、料空隙率結(jié)果是不同的，并因此影響最佳瀝青用量的選定。1.4.5瀝青混合料最大理論相對密度或密度的確定對試驗結(jié)果影響不 同。對非改性的普通瀝青混合料，在成型馬歇爾試件的同時采用真空法測 定各組瀝青混合料的最大理論相對密度，取兩個以上的試樣的平均值；對 改性瀝青或SMA混合料應(yīng)先測定礦料的合成表觀密度和礦料合成毛體積相 對密度，然后進行計算確定瀝青混合料的最大理論相對密度。1.4.6試件從恒溫水浴取出后，必須在規(guī)定的時間（30秒）內(nèi)完成。 如果超出規(guī)定時間，試驗溫度相差較大，將影響單個離散性增大，導(dǎo)致試 驗結(jié)果不具備代表性。在穩(wěn)定度試驗時應(yīng)注意上下壓頭是否滑動自如，可 在上下壓頭的倒棒上涂少量黃油

10、。1.5試驗儀器設(shè)備檢定情況、烘堂其中*試驗烘箱是瀝青混合料配合比設(shè)計中關(guān)鍵的試驗試驗儀器設(shè)備精度是影響試驗結(jié)果準確性的重要因素驗結(jié)果準確性的 、烘堂其中*試驗烘箱是瀝青混合料配合比設(shè)計中關(guān)鍵的試驗定度聯(lián)合測定儀、恒溫水浴、箱、馬歇爾電動擊實儀、瀝青混合料項圖3馬歇爾試驗結(jié)果的修正方法合料攪拌機等儀器，其中馬歇爾試驗是混合料配合比設(shè)計中關(guān)鍵的試驗項 目，數(shù)據(jù)的準確性十分重要。通常要求對采用的儀器在使用前必須進行檢 定、保養(yǎng)、維護，確保儀器工作參數(shù)滿足規(guī)范要求。在馬歇爾穩(wěn)定度試驗 中有時會遇到荷載一變形曲線頂部平坦，即荷載增加很小，流值卻持續(xù) 增大的情況。出現(xiàn)這種情況時除了要仔細的檢查儀結(jié)果進行

11、修正。如采用 如圖3原點修正或取最大荷載98%處對應(yīng)的變形值作為流值時，這種情況 應(yīng)在試驗報告中注明。1.6馬歇爾試驗技術(shù)標準和最佳瀝青用量馬歇爾試驗技術(shù)標準的選定范圍直接影響瀝青最佳用量的選定。各試 驗單位進行瀝青混合料設(shè)計時應(yīng)根據(jù)本地實際情能要求。最佳瀝青用量的 確定應(yīng)結(jié)合試驗數(shù)據(jù)，通過生產(chǎn)配合比驗證、拌和樓試拌、試驗段鋪筑、 實踐經(jīng)驗、公路等級、氣候條件和交通狀況等綜合選定。進行瀝青混合料 設(shè)計時，根據(jù)目標孔隙率選定的填料和瀝青用量直接決定了設(shè)計瀝青混合 料路用性能好壞，對熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計意義尤為重要。2采取措施影響瀝青混合料配合比設(shè)計的因素有原材料質(zhì)量、試驗操作的規(guī)范與 準確性

12、、試驗儀器的精確度、以及試驗數(shù)據(jù)處理的合理性等以下幾個方面:2.1嚴格控制原材料的質(zhì)量，提高對原材料質(zhì)量的重視程度。對各種 規(guī)格的粗集料備料要從生產(chǎn)源頭把好質(zhì)量關(guān)，集料規(guī)格要與拌和樓篩網(wǎng)一 致。2.2加強試驗人員的操作培訓(xùn)，提高試驗人員操作水平，嚴格按試驗 規(guī)程操作。對原材料要求進行平行試驗，試驗結(jié)果應(yīng)滿過標準差的數(shù)據(jù)剔 除，盡量減少試驗中的偶然誤差。對粗集料以及瀝青混合料要嚴格按照四 分法進行取樣，確保采集的數(shù)據(jù)有代表性及準確可靠。2.3確保試驗儀器設(shè)備的精度滿足規(guī)范要求，示值誤差應(yīng)在規(guī)定允許 范圍內(nèi)。加強試驗儀器設(shè)備的檢定、保養(yǎng)工作，要嚴格按儀器操作規(guī)程操 作。2.4按目標配合比、生產(chǎn)配合

13、比、配合比設(shè)計驗證三個步驟進行配合 比設(shè)計。如果說目標配合比是“理論的研究”那么生產(chǎn)配合比就是“檢驗 過程”，它為全面推廣施工作好了最后的準備。生產(chǎn)配合比設(shè)計階段的試驗過程基本同目標配合比設(shè)計一樣，包括原 材料的測試、合成級配的計算、馬歇爾試件的制作等，礦料級配比例設(shè)計 須結(jié)合拌和樓熱料倉分檔和篩孔配置情況綜合考慮，使生產(chǎn)出的混合料既 達到規(guī)范允許的各項技術(shù)標準，又能保障設(shè)備正常生產(chǎn)應(yīng)能提供的供料能 力。在生產(chǎn)配合比與目標配合比出入不大的情況下，可以認為目標配合比 設(shè)計時所進行的性能檢驗結(jié)果反映生產(chǎn)配合比設(shè)計瀝青混合料的性能。盡 管如此，在生產(chǎn)配合比驗證與試鋪階段按生產(chǎn)配合比進行生產(chǎn)后，還需要 根據(jù)所鋪試驗段實際觀測，目測現(xiàn)場攤鋪效果，試驗檢測人員應(yīng)跟蹤檢測, 及時采取瀝青混合料和鉆芯進行有關(guān)指標試驗，對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析， 并結(jié)合生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，確認是否符合要求，若不符合要求，還需要進行調(diào) 整。經(jīng)設(shè)計確定的標準配合比在施工過程中不得隨意變更。在生產(chǎn)過程中， 如遇進場材料發(fā)生變化并經(jīng)檢測瀝青混合料的礦料級配、馬歇爾技術(shù)指標 不符合要求時，應(yīng)及時調(diào)整配合比，使瀝青混合料質(zhì)量符合要求并保持穩(wěn) 定，必須重新進行配合比設(shè)計。3結(jié)束語在實際生產(chǎn)中，綜合考慮各種因素的影響，選擇質(zhì)量較好原材料和優(yōu) 化瀝青混合料配合比設(shè)計，其次要提高試驗人員的操作技能，