沥青混合料配合设计方案探讨.docVIP

沥青混合料配合比设计探讨-建筑论文 沥青混合料配合比设计探讨 吕兴建 （甘肃省白银公路管理局，甘肃 白银 730900） 【摘　要】结合工程实例，针对AC-13型热拌沥青混合料目标配合比设计中的原材料选择与准备、矿质混合料组成设计、马歇尔试验、确定最佳沥青用量等环节提出看法，优化了配合比设计，从而提高了沥青路面的使用性能。 关键词 沥青混合料；原材料；级配设计；马歇尔试验；最佳沥青用量 0　引言 改革开放以来，我国公路交通实现了跨越式发展，然而公路沥青路面的使用寿命却远远达不到设计年限，路面普遍存在耐久性差和早期损坏等突出问题，对路面的正常使用构成严重威胁。这一问题对沥青路面的使用性能提出了愈来愈高的要求，所以目前公路建设已进入以提高为主的新阶段，我们应从工程建设源头抓起，优化沥青混合料配合比设计。本文结合工程实例针对AC-13型热拌沥青混合料目标配合比设计中的几个重要环节进行探讨。 1　材料的选择与准备 沥青混合料配合比设计中原材料的选择至关重要，一般以品质优良、能满足技术指标、就地取材为原则。通常组成沥青混合料的原材料有：胶结料（沥青）、粗集料、细集料、填充料（矿粉）。 1.1　沥青胶结料 沥青是沥青混合料的重要组成材料，在选择沥青标号时，宜按照公路等级、交通条件、气候条件、路面类型及在结构层中的层位、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。其主要控制指标有：针入度、软化点和延度。经综合考虑，国道109线养护维修工程沥青路面上面层采用SK-90号沥青,按照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的方法进行检验。 1.2　粗、细集料及填料 沥青混合料用粗集料应尽量选用碱性岩石，由于碱性岩石与沥青具有较强的粘附力，组成沥青混合料可得到较高的力学强度，在缺少碱性岩石的情况下，也可用酸性岩石代替，但必须对沥青或粗集料进行适当处理，以增加混合料的粘聚力。粗集料还应洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、不含杂质，并有足够的强度、耐磨耗性。细集料可采用具有适当颗粒级配的天然砂、机制砂或石屑，砂质应洁净、无风化、无杂质，天然砂含泥量不应大于3%，机制砂和石屑砂当量不小于60%。填料须采用石灰岩或岩浆岩的石料经磨细而成的矿粉，也可用水泥或石灰代替。 一般情况下，对粗、细集料及填料的级配不单独提出要求，只要求矿料的掺配级配能符合工程设计级配范围。国道109线养护维修工程所在地黑山沟石料场盛产火山岩，也称“玄武岩”，该石料结构致密、耐久性甚高、节理面多成六边形，这些特性正是我们所需要的。根据AC-13型的矿料级配范围，将粗、细集料分为4中规格：碎石（10~15）mm、碎石（5~10）mm、机制砂（石屑）、填料（矿粉）。按照现行《公路工程集料试验规程》规定的方法进行检验。 2　矿质混合料组成设计 合理的级配是良好沥青混合料的必要条件，原材料选定后，沥青混合料的技术指标很大程度上取决于各组成矿料之间的比例，组成比例不同，所形成的结构亦不同。依据各组成材料的筛分试验资料，采用图解法或试算法确定符合级配范围的各材料用量比例，通常遵循的原则是：合成级配曲线宜尽量接近设计级配中值，尤其使0.075mm、2.36mm和4.75mm筛孔的通过量接近设计级配范围的中值，且在0.3mm～0.6mm范围内不出现“驼峰”,合成级配不得有太多的锯齿形交错。另外，矿粉用量不能过多，否则使沥青混合料结团成块，不宜施工。本着这些原则，我们对矿质混合料组成进行设计，掺配。 3　马歇尔试验 按照JTG F40-2004规范推荐，结合以往经验估计AC-13沥青混合料最佳沥青用量为5%，以±0.5%的间隔配置5组试件，沥青用量分别为：4%、4.5%、5%、5.5%、6%，控制温度在140℃～160℃拌和沥青混合料，应用击实法以规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的方法对各组试件进行物理力学指标检验，首先通过试验测定沥青混合料试件的理论最大密度和毛体积密度，计算试件的空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数，随后在马歇尔试验仪上测定沥青混合料试件的马歇尔稳定度和流值。 4　确定最佳沥青用量 绘制沥青用量与物理-力学指标关系图，以沥青用量为横坐标，以毛体积密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值，矿料间隙率为纵坐标绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。沥青混合料的密度随着沥青用量的增加而增加，但达到最高值时也逐渐降低，最大密度时的沥青用量略高于最大稳定度时的沥青用量；空隙率随着沥青用量的增加而减小；稳定度随着沥青用量的增加而增加，达到最高值后又逐渐降低。我们根据密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率（或中值）、沥青饱和度范围的中值求出沥青用量的平均值OA