瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計分析

曹忠剛

(陽新縣公路管理局,湖北黃石, 435200)

瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計分析

曹忠剛

(陽新縣公路管理局,湖北黃石, 435200)

我國公路建設(shè)的發(fā)展，對高等公路施工要求也提出了新的要求，同時又推動了公路建設(shè)的發(fā)展。高等公路建設(shè)為我國的汽車交通提供了安全便利的環(huán)境，而且其對自然因素和荷載的承受力也較高。在高等公路的施工中，瀝青混凝土是目前主要使用的材料，但是我國在瀝青混凝土混合料組成設(shè)計上的經(jīng)驗還不足，早期路面采用的瀝青混凝土還有諸多不合理問題的存在，對路面產(chǎn)生各種損壞。對此，文章對如何提高混凝土路面質(zhì)量分析瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計，為公路路面材料使用提供有效參考。

瀝青混凝土；混合材料；組成設(shè)計

引言

瀝青混凝土混合離屬于復(fù)合材料，主要是由瀝青、粗集料和礦粉等組成，其中還參入了一些外摻劑[1]。這些質(zhì)量不同而且數(shù)量不同材料進(jìn)行混合組成的瀝青混凝土有著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)。瀝青混凝土混合料需要有比例適當(dāng)?shù)倪@些材料組成，同時選用符合規(guī)定的級配的礦料才能夠組成符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混凝土混合料。在對瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計中應(yīng)當(dāng)從多個角度進(jìn)行考慮，諸如高溫穩(wěn)定性、耐久性以及抗滑穩(wěn)定性等等。

在該材料的組成設(shè)計中，主要是指材料的配比設(shè)計。對于瀝青混合料的配比設(shè)計要求在相關(guān)的規(guī)范中也有一定的規(guī)定。優(yōu)化混合料的組合設(shè)計，是為了使得混合料結(jié)果更加的符合生產(chǎn)要求，以至在施工中更好的運(yùn)用。瀝青混合材料應(yīng)該基于公路配合比設(shè)計和設(shè)計的使用情況調(diào)查，借鑒成功的經(jīng)驗。選擇符合要求的材料進(jìn)行配比設(shè)計。瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計是否合理對于我國當(dāng)前的公路行業(yè)有著重要的意義。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)該使用正確合理的施工方法，基于科學(xué)的建設(shè)理念，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)的設(shè)計要求。

1.材料要求及混合料組成設(shè)計影響因素

混凝土混合料的材料要求：材料中的瀝青應(yīng)該滿足一下要求。第一，稠度要適當(dāng)；第二，塑性較大；第三，有足夠的溫度穩(wěn)定性；第四，大氣穩(wěn)定性較好；第五，有著較好的水穩(wěn)定性。石料要求：混合料中的石料應(yīng)該有著較強(qiáng)的強(qiáng)度和耐磨性；其次，同瀝青有著良好的粘附性；此外，還應(yīng)該有較好的透水性；選擇的石料應(yīng)當(dāng)是清潔、無雜質(zhì)的；最后，石料要有良好的顆粒形，砂的含泥量控制在3%到5%左右。填充料的選擇要干燥且清潔，其細(xì)度應(yīng)達(dá)到要求。

為實(shí)現(xiàn)路面性能，混合料應(yīng)該滿足以下性能。首先，要有較高的強(qiáng)度，能夠承受車輛反復(fù)荷載影響。其次，要能夠抵抗高溫變形，其高溫和低溫穩(wěn)定性較好。另外，有一定的粗糙度，而且其抗滑性能也較好。最后，要具備一定的耐久性和抗疲勞性。

2. 混合料組成設(shè)計分析

2.1.目標(biāo)組成設(shè)計

所謂目標(biāo)組成設(shè)計是指，對目標(biāo)的配合比進(jìn)行設(shè)計[2]?；谠O(shè)計的文件結(jié)構(gòu)要求，選擇合適的材料。首先，要計算礦料級配，尋找出在最好狀態(tài)中的礦料配合比。通常情況下，配比的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合規(guī)定的要求，確保其高溫穩(wěn)定性，而且還能滿足低溫抗裂的性能。在設(shè)計配合比時應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)臏p少粒徑較大和小于0.6毫米細(xì)粉的用量，多采用一些中等粒徑的集料來形成S型的級配曲線，并且選擇中等水平的設(shè)計空隙率。在以前經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對最佳的瀝青用油量的值進(jìn)行固定，同時以0.5%間隔的油量配置5組試件，然后進(jìn)行馬歇爾試驗，對其的穩(wěn)定度以及流值、密度等相關(guān)因素進(jìn)行測定，以得出配合比最佳的用油量，根據(jù)用油量進(jìn)行制件，同時對其的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂等性能要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗。然后根據(jù)檢驗的結(jié)果確定目標(biāo)配合比。如果結(jié)構(gòu)沒有達(dá)到要求，則重新選擇材料進(jìn)行調(diào)配，也可以采用其他方法重新進(jìn)行試驗，直到結(jié)果同要求一致即可。對于材料高溫穩(wěn)定性的測定可以進(jìn)行車轍試驗，采用此種試驗是對瀝青混合料性能檢驗最為重要的一個指標(biāo)的測試。車轍的大小不僅受到混合料的影響，而且同荷載以及溫度間有著緊密的聯(lián)系。車轍試驗應(yīng)該根據(jù)規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行，以確保試驗效果。對于瀝青混凝土的抗車轍能力來講，瀝青的用量是主要的影響高溫穩(wěn)定性的一個因素。瀝青的用量情況事實(shí)上也是瀝青膜厚度的反映，而且除了用量對其厚度產(chǎn)生影響之外，礦粉的用量對瀝青膜厚度的影響也很大。在瀝青數(shù)量一定的情況下，礦粉比的表面是最大的，對于瀝青的膜厚度所產(chǎn)生的影響也是最為直接的。礦料間的滑動變形也會因為粉膠比加大而變少。因而，要確保瀝青混凝土混合料的高溫穩(wěn)定性，就應(yīng)該確保礦粉數(shù)量足夠一保證其瀝青的比例，較薄的瀝青膜往往以保證混合料更加的堅實(shí)。

2.2.生產(chǎn)組成設(shè)計

生產(chǎn)組成設(shè)計其實(shí)就是生產(chǎn)配合比設(shè)計，當(dāng)確定好目標(biāo)配合比之后，使用施工中使用的混合料拌和設(shè)備實(shí)施生產(chǎn)組成設(shè)計[3]。在試驗當(dāng)中，礦料要根據(jù)目標(biāo)配比設(shè)計的比例對其各個指標(biāo)進(jìn)行試驗，使得其合成級配在規(guī)定范圍內(nèi)，然后根據(jù)配比拌和，使用熱拌合料進(jìn)行試驗，實(shí)驗的油石比使用進(jìn)行目標(biāo)配合比確定的油石比進(jìn)行。根據(jù)類似目標(biāo)配合比的實(shí)驗方法確定最佳的用油量，最終的結(jié)果則為生產(chǎn)配合比。

2.3 驗證生產(chǎn)配合比

進(jìn)行生產(chǎn)配合比之后要對其結(jié)果進(jìn)行驗證。驗證方法是基于實(shí)際施工對預(yù)期結(jié)果的嚴(yán)重，這個過程水必須要進(jìn)行的?？梢哉f，驗證生產(chǎn)配合比直接關(guān)系到混合料組合設(shè)計的成敗，因此在施工之前要在試驗段鋪筑設(shè)計的混合料來確定是否合適。如果不經(jīng)過試驗直接鋪設(shè)，就很可能造成巨大的損失。在對生產(chǎn)配合比進(jìn)行驗證的時候，應(yīng)該從感性的角度對其配合比的設(shè)計進(jìn)行評估，這也是對施工單位施工方案的檢驗，檢驗的內(nèi)容主要包括拌和、運(yùn)輸以及攤鋪和設(shè)備匹配等[4]。判斷是可依據(jù)混合料的顏色、均勻度以及被碾壓后的表面情況進(jìn)行，另外，還應(yīng)該組織相關(guān)人員到現(xiàn)場對設(shè)計的混合料取樣后進(jìn)行試驗，同時要全程監(jiān)控生產(chǎn)的情況。對于試驗路段的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，作對比分析。一旦出現(xiàn)指標(biāo)不符的現(xiàn)象，要對生產(chǎn)配合比的相關(guān)工藝進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到設(shè)計的要求。重新確定的配合比還應(yīng)該再次進(jìn)行試驗|：車轍和水穩(wěn)定性試驗。必要的情況下還應(yīng)該重新設(shè)計配合比。

2.4 確定級配允許波動的范圍

在設(shè)計好標(biāo)準(zhǔn)的配合比后，基于配合比和規(guī)范要求，對各個篩孔可允許的波動范圍加以確定，同時制定施工時級配的控制范圍，以此檢測混合料的質(zhì)量[5]。

3.結(jié)論

在公路工程實(shí)踐當(dāng)中，選擇不同性能的材料，發(fā)揮材料的優(yōu)點(diǎn)，最大程度的消除不良特點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)材料設(shè)計。這是道路建設(shè)追求的一個主要目標(biāo)。在文章中對混凝土混合料的主要材料進(jìn)行分析，對影響瀝青混凝土混合料組成設(shè)計的主要因素做了簡單的闡述，最后提出具體的混合料組成設(shè)計的方法。通過實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土混合料的最有組成設(shè)計，能夠提高路面的質(zhì)量，完善瀝青路面，以更好的為我國路面交通服務(wù)，促進(jìn)我國公路建設(shè)發(fā)展。

[1]楊修義. 瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計[J]. 中華建設(shè),2014,06∶162-163.

[2]商海燕. 基于除冰性能的橡膠顆粒瀝青混合料組成設(shè)計研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

[3]劉澔. 高模量瀝青混凝土橋面鋪裝材料性能研究及在甘肅高速公路中的應(yīng)用[D].重慶交通大學(xué),2012.

[4]付建紅,馮學(xué)達(dá),王金財,崔培強(qiáng). 集熱融冰用瀝青混合料的組成設(shè)計與性能試驗[J]. 建材世界,2013,01∶57-61.

[5]關(guān)博文,邢明亮,陳拴發(fā). 排水瀝青混合料的礦料組成設(shè)計方法研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報,2013,08∶45-49

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1007-6344（2015）06-0091-01