不同密度集料最佳瀝青油石比的快速預估確定

安 平 寧致遠

（1.日照市公路管理局工程處，山東 日照 276800；2.山東省日照市第一中學，山東 日照276800）

0 前言

瀝青混合料目標配合比設計時的最主要快速是確定瀝青混合料瀝青最佳油石比及瀝青混合料所用集料的級配比例。瀝青混合料確定最佳油石比：國內外普遍采用體積設計法或體積分析法預估最佳瀝青油石比，選擇的瀝青油石比范圍必須涵蓋設計空隙率的全部范圍，并盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，并使密度及穩(wěn)定度曲線出現峰值。如果沒有函蓋設計空隙率的全部范圍，試驗必須擴大瀝青用量范圍重新進行。對所選擇試驗的瀝青油石比范圍，毛體積相對密度或穩(wěn)定度沒有出現峰值(最大值經常在曲線的兩端)時，可直接以目標空隙率所對應的瀝青油石比作為OAC1，但OAC1必須介于OACmin～OACmax的范圍內，否則應重新進行配合比設計。瀝青油石比是影響空隙率、瀝青飽和度等馬歇爾技術指標的主要因素，因此，在瀝青混合料設計中能否預估出最佳油石比值將對混合料的配合比工作量會產生很大影響，本文結合工程應用情況，探討如何快速預估出不同集料的最佳油石比。

1 SMA瀝青混合料目標配合比設計

瀝青混合料的配合比設計，國際上采用成熟馬歇爾試驗方法，最佳瀝青油石比的確定是瀝青混合料配合比設計的重要內容之一，我國瀝青混合料現行的配合比設計方法是馬歇爾試驗法，其目標配合比設計階段確定最佳瀝青油石比的過程：在礦料級配已確定的情況下，依據毛體積相對密度、穩(wěn)定度、空隙率、流值及瀝青飽和度等試驗指標及其相應的標準來進行。試驗時按規(guī)范的規(guī)定，SMA一般以0.5%的間隔擬定3個瀝青含量3個級配,然后制備馬歇爾試件依次測試上述指標。通常情況下，盡管制作3組試件即可測得這些指標，但由于每組試件個數一般不能少于4個，且需制作3個瀝青含量的試件，從而使得制件、測試的工作量很大；施工中經常出現不同公路等級、不同厚度的結構層對應著不同類型的瀝青混合料，若不能及時準確預估出最佳瀝青油石比，還會使試驗周期做得過長，影響到工期?？紤]到最佳瀝青油石比是較大瀝青油石比范圍內的一個點值。所以，如果先不通過馬歇爾試驗,而依據相關的技術要求，通過預估算的方法把這個點值所處的較小范圍找到，然后在此較小的范圍內再進行馬歇爾試驗,進一步確定最佳瀝青含量，對瀝青混合料目標配合比設計具有重要的意義。

2 不同集料SMA-16配合比設計

2.1 SMA-16型瀝青瑪蹄脂碎石合成級配

試件成型的毛體積相對密度不僅與錘擊次數有關，而且與成型時混合料的溫度也有關，在溫度偏高時，由于瑪蹄脂的潤滑作用，在混合料級配相同的情況下，50次和75次錘擊次數都可使SMA達到石石接觸的效果，毛體積相對密度可達到最大值；但在長大縱坡和重載交通的路段，溫度偏低時，錘擊50次和75次就有可能毛體積相對密度會明顯偏低，達不到石石接觸的狀態(tài)。在實際施工時，由于混合料拌和溫度的高低、運輸距離的遠近、施工現場的攤鋪速度等因素，使混合料溫度偏高或偏低都是有可能的。在溫度偏低的情況下，試件的毛體積相對密度就偏小，路面壓實度易達到規(guī)范要求（由此測的壓實度會降低施工過程中的壓實功，易造成路面早期損壞）。通車后在重車壓實下就會出現再次壓密，進而有出現輪碾的可能。依據JTGF40-2004《公路工程瀝青路面施工技術規(guī)范》不同密度集料進行SMA-16配合比設計為（表 1）。

2.2 不同集料、級配最佳油石比馬歇爾及性能試驗（表2）

表1 SMA-16合成級配

表2

2.3 不同集料對瀝青混合料最佳油石比的影響

在工程施工過程中，經常會遇到一個問題，即對基本接近級配的瀝青混合料的油石比曾經有過充分的、成功的經驗，換了一個工程以后，試驗設計得到的最佳油石比卻有不小的差別；其實，這主要有集料的毛體積密度、吸水率不同造成的。由此根據試驗，根據不同集料的毛體積密度、吸水率、γsb制備的SMA-16的最佳油石比進行線性回歸：

Y=a+bx,Y 為最佳油石比，a=10.57297，b=-1.680724，x為集料合成毛體積相對密度，進行SMA-16配合比設計時可按此回歸方程進行設計。瀝青混合料配合比設計時，做出材料密度、吸水率、級配后，按回歸方程及時預估出最佳瀝青油石比，可降低混合料配合比設計的工作量，可以為后續(xù)的瀝青混合料的設計便捷。

3 結論與建議

根據試驗結果分析，通過集料加工過程中的觀察和分析，有以下幾點體會：

3.1 不同的集料對應著不同的最佳瀝青含量，混合料初級配的設計變得復雜起來。利用材料密度、吸水率進行初級配的最佳瀝青油石比預估，可以為后續(xù)的瀝青混合料的設計帶來便利。

3.2 在配合比試驗時，認真細致的檢測集料密度、吸水率以保證估算最佳油石比的精確性。

3.3 在集料的開采和加工過程中注意對風化石的控制，以免風化石在攤鋪和碾壓過程中會發(fā)生破碎、與瀝青膜剝落等現象，影響瀝青路面的路用性能和服務壽命。

［1］JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].人民交通出版社.