瀝青混凝土配合比設(shè)計影響因素分析及設(shè)計優(yōu)化

【摘要】連續(xù)級配的瀝青混合料具有高溫穩(wěn)定性良好、水穩(wěn)定性良好和耐老化性良好等優(yōu)點，能夠有效地抵抗瀝青路面病害的發(fā)生，使得道路使用壽命得以延長，從而被廣泛地應(yīng)用到高速公路建設(shè)項目中。結(jié)合G40滬陜高速公路滁州支線（滁州西環(huán)高速）路面工程實例，從原材料組成特性對AC-25C下面層瀝青混合料的配合比設(shè)計進行優(yōu)化與驗證，對瀝青混凝土配合比設(shè)計影響因素進行分析及設(shè)計優(yōu)化，從而確保瀝青路面工程的施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土配合比;優(yōu)化設(shè)計;原材料

瀝青混凝土是高速公路路面建設(shè)中必不可少的施工材料，瀝青混凝土的質(zhì)量直接決定著公路工程、瀝青公路路面的耐久性、穩(wěn)固性。因此，在公路工程施工中，必須加強對瀝青混凝土質(zhì)量的把控，通過優(yōu)化瀝青混凝土配合比設(shè)計，以此保證瀝青混凝土的質(zhì)量，保證工程的質(zhì)量。

1、瀝青混凝土配合比設(shè)計概述

瀝青混凝土是由礦料（包括碎石、石屑、機制砂和填料）與瀝青結(jié)合料經(jīng)一定比例混合拌制而成的混合料的總稱，其中粗細集料起骨架作用，瀝青與填料起膠結(jié)填充作用。確定這種比例關(guān)系和混合料的各項性能指標的工作，稱為瀝青混凝土配合比設(shè)計。混凝土配合比設(shè)計非常重要，其對于工程建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，因此需要重點加強研究。

2、瀝青混凝土配合比設(shè)計影響因素分析

瀝青混合料的性能表現(xiàn)取決于組成材料的性質(zhì)、合適的組成配合比例以及合理的拌合施工工藝，其中組成材料自身質(zhì)量是瀝青混合料技術(shù)性質(zhì)保證的基礎(chǔ)。

2.1瀝青

瀝青路面所用的瀝青標號應(yīng)根據(jù)氣候條件和瀝青混合料類型、道路等級、交通性質(zhì)、路面類型以及當?shù)亟?jīng)驗等因素確定，瀝青的黏度過高，混合料低溫變形能力相對較差，容易產(chǎn)生裂縫。采用較低黏度的瀝青，混合料在低溫時具有較好的變形能力，有益于減緩裂縫的形成，但夏季熱穩(wěn)定性不足，容易產(chǎn)生較大裂縫。根據(jù)綜合考慮本項目采用的是A級70號道路石油瀝青作為下面層的用料。

2.2粗集料

瀝青混合料用粗集料應(yīng)該潔凈、干燥、表面粗糙、形狀接近立方體，且無風(fēng)化、不含雜質(zhì)，具有足夠的強度、耐磨耗性，各項指標必須滿足規(guī)范要求;對瀝青的粘附等級應(yīng)該滿足規(guī)范及設(shè)計要求，若達不到要求必須采取抗剝落措施。

2.3細集料

在瀝青混合料中，細集料對混合料的各項指標影響相當大。所用細集料應(yīng)該潔凈、干燥、無風(fēng)化、不含雜質(zhì)，并有適當?shù)募壟浞秶?各項指標應(yīng)滿足規(guī)范要求。

本項目采用20mm-30mm石灰?guī)r碎石經(jīng)自加工而成的機制砂，嚴格控制0.075mm通過率及潔凈程度。

2.4填料

填料在瀝青混合料中發(fā)揮著重要的作用，通過瀝青和填料之間相互作用形成的結(jié)構(gòu)瀝青和組成的瀝青膠漿，是瀝青混合料中重要的組成部分，對混合料的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性有直接的影響。填料的另一關(guān)鍵性能是細度，達到一定的細度才能保證與瀝青之間有更高的接觸程度，形成更多的結(jié)構(gòu)瀝青。

3、瀝青混凝土配合比設(shè)計及優(yōu)化

3.1目標配合比設(shè)計及優(yōu)化

目標配合比設(shè)計是整個過程的開始，結(jié)合施工文件要求，選擇相應(yīng)的材料，計算礦料級配比，選擇最佳狀態(tài)的配合比。結(jié)合實踐經(jīng)驗固定一個最佳瀝青含量的范圍，設(shè)計出不同油石比的配置的5組材料試件，每組間隔是0.5%，然后分別進行馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率、試件密度、流值、瀝青最佳瀝青用量OAC，然后再按最佳瀝青用量OAC制件，做水穩(wěn)定性檢驗和高溫穩(wěn)定性檢驗。最后，判定實驗結(jié)果，確定理想的目標配合比。

在目標配合比設(shè)計過程中，必須重視一個重要指標：混合料空隙率。瀝青混合料的空隙率是反映瀝青路面泛油、松散、裂紋、車轍等病害的最重要指標，這個指標對調(diào)整混合料穩(wěn)定性和耐久性特別重要。

當空隙率偏大時路面的雨水和空氣很容易深入到路表穿過路面，破壞瀝青性能，導(dǎo)致過早老化，縮短使用壽命，使瀝青路面產(chǎn)生破壞?？梢赃m當增加填料，盡量選用細的填料來調(diào)整混合料的空隙率;當空隙率偏小時會導(dǎo)致瀝青路面泛油和壅包等問題，此時可以適當調(diào)整礦料的級配比，適當增大粗集料的比例，減少細集料的用量，同時調(diào)整瀝青混合料的油石比。

3.2生產(chǎn)配合比設(shè)計及優(yōu)化

根據(jù)試驗結(jié)果，目標配合比確定后，要根據(jù)實際施工情況，進行實際施工的瀝青混合料拌和設(shè)備進行配比設(shè)計。根據(jù)路面的結(jié)構(gòu)，確定生產(chǎn)配比的類型，選擇符合要求的振動篩。用熱拌和料進行馬歇爾試驗，試驗油石比是確定的目標配合比油石比的0.3%。根據(jù)目標配合比用的試驗方法確定最佳用油量，最終得出的結(jié)果為生產(chǎn)配合比。確定生產(chǎn)配合比根據(jù)拌和設(shè)備的拌和能力確定每盤料所需的礦料數(shù)量和瀝青數(shù)量。

在進行生產(chǎn)配合比設(shè)計時一定確保放出的熱料與大規(guī)模生產(chǎn)時一直，就必須采取一定的措施：1.保證供應(yīng)的熱料與目標配合比一直;2.過拌合樓的冷料要充足，保證有足夠的熱料排出;3.拌合樓的除塵系統(tǒng)不得隨意改動。

3.3生產(chǎn)配合比的驗證

確定生產(chǎn)配合比后在進行施工前，要通過實際施工對預(yù)期的目標值進行驗證，即從感性的角度評估瀝青混合料配比的設(shè)計，同時，也要驗證施工單位的施工方案，檢驗施工過程中的拌和、運輸、攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)的可行性和協(xié)調(diào)情況。可以從混合料的顏色、均勻情況、碾壓后的表面情況及試驗檢測數(shù)據(jù)進行判斷;同時監(jiān)督施工的全過程，實時檢查設(shè)備的設(shè)備參數(shù)材料的操作情況。最后整理每個階段的數(shù)據(jù)，進行總結(jié)分析，如果指標不能滿足要求，及時做出施工調(diào)整或者調(diào)整施工工藝，盡可能的做到符合設(shè)計要求，保障施工順利進行。

總結(jié)：

瀝青混合料的配合比設(shè)計在高等級公路施工過程中，是一個非常復(fù)雜而且細致的過程，必須嚴格按照設(shè)計要求，控制各個環(huán)節(jié)，最終得出可靠的配合比。近年來在公路施工過程中發(fā)現(xiàn)，控制混合料的配合比是保證工程的關(guān)鍵。同時，必須從設(shè)計的全過程嚴格控制：首先，嚴格控制原材料的質(zhì)量，實時檢驗原材料;其次;施工單位必須形成完善的自檢體系，嚴格控制材料的規(guī)格、混合料的級配組成和瀝青用量。瀝青用量必須通過馬歇爾穩(wěn)定度試驗確定，在施工過程中及時的校驗。從設(shè)計、選料、試驗、施工中任何一個環(huán)節(jié)，嚴格控制，加強管理。

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作者簡介;

倪盛昌（1986-），男，安徽合肥人，學(xué)歷：本科，目前職稱：工程師，專業(yè)方向：公路水運工程試驗檢測。