談瀝青混凝土(AC-13)配合比的優(yōu)化

李小會(huì)

(太原市市政工程總公司，山西太原 030002)

瀝青混凝土作為路面結(jié)構(gòu)的最上層，直接受大氣、雨水、車輛、行人等因素影響，配合比設(shè)計(jì)的合理與否直接影響面層質(zhì)量和使用壽命。此次優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)的目的在于:通過(guò)不同級(jí)配、不同油石比試配調(diào)整，在保證各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)滿足要求的前提下，合理降低用油量，以達(dá)到既保證工程質(zhì)量，又降低工程造價(jià)的目的。

本次試驗(yàn)為目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，整個(gè)過(guò)程采用標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)方法，試驗(yàn)結(jié)果以空隙率為第一評(píng)價(jià)指標(biāo)，以車轍為第二評(píng)價(jià)指標(biāo)。依照J(rèn)TG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程和JTG E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)，依據(jù)JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行結(jié)果評(píng)價(jià)。

AC-13瀝青混凝土用于分類的關(guān)鍵性篩孔尺寸為2．36 mm，2．36篩孔通過(guò)率小于40%為粗型混凝土，2．36篩孔通過(guò)率大于40%為細(xì)型混凝土，要求的篩孔通過(guò)率(%)見(jiàn)表1。

表1 篩孔通過(guò)率

優(yōu)化配合比整體思路:

第一步:確定最佳合成級(jí)配。

首先對(duì)原材料進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，在原材料質(zhì)量合格的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)，原材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，表3。

表2 集料、填料試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 90號(hào)瀝青試驗(yàn)數(shù)據(jù)

其次，以2．36 mm為關(guān)鍵篩孔，粗型范圍為24%～40%之間，篩分合成5種在要求范圍內(nèi)的級(jí)配，篩分合成級(jí)配見(jiàn)表4。

最后，假定瀝青混合料最佳油石比為5．1%，分別以5組合成級(jí)配成型馬歇爾試件，測(cè)毛體積密度、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)，利用測(cè)得的密度成型車轍試件，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

通過(guò)對(duì)表5數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以空隙率、車轍為關(guān)鍵指標(biāo)，得出第2組礦料合成級(jí)配為最佳合成級(jí)配。

表4 篩分合成級(jí)配 %

表5 第一步試驗(yàn)數(shù)據(jù)

第二步:最佳合成級(jí)配下確定最佳油石比。

以第2組級(jí)配為基礎(chǔ)，油石比依次變化，成型馬歇爾試件和車轍試件，測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 第二步試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)表6數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，確定最佳油石比為5．0%。

第三步:驗(yàn)證最佳合成級(jí)配和最佳油石比。

1)驗(yàn)證最佳油石比:在第2組最佳合成級(jí)配情況下，以5．0%油石比為準(zhǔn)，上下浮動(dòng)0．1%，成型馬歇爾試件和車轍試件。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 最佳油石比驗(yàn)證結(jié)果

通過(guò)對(duì)表7數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定油石比5．0%為最佳油石比。

2)驗(yàn)證最佳合成級(jí)配:最佳油石比5．0%不變，以第2組最佳合成級(jí)配為準(zhǔn)，上為第1組合成級(jí)配，下為第3組合成級(jí)配，分別成型馬歇爾試件和車轍試件，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 最佳合成級(jí)配驗(yàn)證結(jié)果

通過(guò)對(duì)表8數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，確定第2組合成級(jí)配為最佳合成級(jí)配。

通過(guò)以上三步試驗(yàn)，確定最佳油石比為5．0%，最佳合成級(jí)配為第2組合成級(jí)配。AC-13瀝青混凝土油石比不大于4．7%會(huì)出現(xiàn)某些指標(biāo)不符合規(guī)范要求，尤其是在規(guī)定拌合時(shí)間內(nèi)，混合料會(huì)出現(xiàn)花料，油石比不小于4．8%各項(xiàng)指標(biāo)符合要求，因此確定油石比下限為4．8%，同時(shí)機(jī)制砂占礦料的比例不宜大于36%，大于36%時(shí)，瀝青混合料某些試驗(yàn)結(jié)果容易超標(biāo)，同時(shí)混合料的高溫穩(wěn)定性會(huì)有所降低。

［1］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程［S］．

［3］JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程［S］．