沥青混凝土混合料的组成设计

随着 我国公路建设 的不断加 快 ， 高等级公路 施工要求逐 渐 提高 ， 加快了我 国公路建设步伐 ， 节约投 资成本 ， 提高工程质量 ， 对公 路建设具有 重要意义 。我国高等级公 路为汽 车创 造舒适 、 安全 的服务 ， 可直接承受 自然 因素 、 荷 载作 用影 响。沥青路面是 我 国高等级公路 的构成 的主要部分 ， 但我 国对 于沥青混凝 土的 混合料组成设计缺乏相关经验 ， 早期的高等级沥青路 面存在许多 不合 理因素 ， 发生各 种损坏 问题 。笔者结合 自身多年 的从业 经 验， 探讨沥青混凝土混合料的组成设计 ， 旨在提高公路路面质量。
１ 沥青 混 凝 土 的 混 合 料 配 合 比设 计 理 论 １ ． １ 高温稳定性 。沥青混合料抗变形能力 、 强度受到温度影
料组成结构 、 矿料成分 、 沥青性 质影 响耐久性 。根 据沥青混合料
结构， ： 考虑沥青混合料 空隙率 ， 和矿料 骨料 进行级配 ， 同沥青料 压 密度 、 用量相关 。站在耐久性角度 ， 沥青混合料 的空隙率 应尽 可能减小 ， 防止沥青 老化 ， 考虑热稳性 能 ， 通 常沥青混合料伴 有 ４ — ５ ％的空 隙 。若空 隙率较大 ， 矿料 和沥青之 间的粘性较 差 ， 待 饱 水后 ， 沥青和矿 料的粘附力会 下降 ， 极 易 出现剥落 ， 导致路 面 破 坏 。同时 ， 混合 料沥青含量也 影响 了路 面使用 寿命 ， ， 若 沥青 用量减少 ， 沥青膜会 变薄 ， 混合料抗变性 能下降 ， 脆性提高 。若 沥青用量偏 小 ， 会 增大混合料空 隙率 ， 较多的暴露沥青膜 ， 加快 了老化速度 ， 加快渗水性 ， 导致沥青剥落 。 １ ． ４ 抗滑性 。沥青 混合 料路面抗滑性 和沥青 混合料用量 、 级配组成 、 矿料表 面性质等相关 ， 在配 料时 ， 应 提高粗矿料 耐磨 光性 ， ： 选取硬质棱 角矿料 ， 因硬质矿料 是一种酸性石料 ， 和沥青 粘附性较差 。所 以， 沥青混合料 进行配料 时 ， 若选择 软质矿料 ， 必须掺人硬质矿料 ， 组成 掺加抗剥离剂与复合矿料 。 １ ． ５ 抗疲劳性 。当沥青混合料处 于重 复荷 载租用时 ， 路面 的抵抗性 能 ， 叫做抗疲劳性 。一般将沥青 混合 料发生疲 劳破坏 时， 出现的重复应力值 ， 叫做疲劳强度 ， 重复作用 叫做疲劳 寿命 ， 无 限次荷 载循环作用 ， 且不 出现破裂破坏应力 ， 叫做 疲劳极 限。 最佳沥青含 量影 响抗疲 劳性 ， 与矿料种类 、 矿料级 配相关 ， 随着 空隙率下降 ， 混合料疲劳寿命 随之增长 。 １ ． ６ 工作度。主要指辗压工作 、 混合料摊铺时的难以程度 ， 若混合料的工作度 良好 ， 极 易辗压 、 摊铺 ， 另外还有施 工条件 、 气 温、 混合料性质影响混合料工作度 。 ２ 沥青混合料 组成设计的空隙率和级 配关 系 在混合料设计 中， 沥青用量是 重要 指标 ， 关系着路面使用寿 命， 沥青用量 比最佳沥青用量少 ０ ． ６ ％， 会降低路 面的一半使用寿 命 。在高 等级沥青 路面施 工 时 ， 选 择高 质量沥青 ， 配合 比设计 时， 流值 与稳 定度可满 足要 求 ， 最 终决定最佳沥 青用量 ， 仅需考 虑空 隙率 。若沥青 混合料配合 比设 计时 ， 通常会碰到 沥青用量 偏低 ， 空隙小 于３ ％， 而无 法加入沥青 。例如 ， Ａ Ｃ 一 ２ ５ Ｉ 的沥青混凝 土， 油石 比为 ４ ． ５ ％， 空隙率 为 ３ ． １ ％， 为确保路面质量可使用手摸 形 式进行初步确认 ， 并适 当降低油石 比 ， 提 高空隙率 。因此 ， 沥 青混合料组成设计 的空隙率 和级配关系 ： 通过调整混合料级配 ， 增 大空隙率 ， 当沥青油 石 比不变 ， 增大矿料 的空隙率 ， 从而增长 路 面使用寿命 。
摘
要： 沥青混凝土的混合 料设计的合理性 ， 关 系着路 面的质 量 ， 混合料的组成设计 时， 应考虑抗滑性、 抗裂性 劳性等 ， 利 用最大密度计算沥青混凝 土的混合料 ， 探讨 细集料规格 。 关键词 ： 沥青 混凝 土； 混合料 ； 组成设 计
中图分类号 ： Ｕ ４ １ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ — ０ ０ ４ ６ — ０ １
０ １ ３ ． ＮＯ． ０ ５
ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈ ｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ
工 程 与 材
沥青混凝土混合料的组成设计
程松林 吴 满
４ ７ ３ ０ ０ ０ ） （ 南 阳 市公 路 工 程 处 ， 河 南 南 阳
３ 结 论
响， 待温度升高时 ， 沥青 粘度会 下降 ， 矿料粘接力会 降低 ， 引起抗 变形 能力 、 强度下降 。所 以， 高温季节 、 荷载作用 时， 路面极易发 生推移 、 车辙 问题 。有效提高高温稳定性 ， 有利于提高 内摩阻力 、 粘结力 。将粗矿料融人沥青混合料 中， 可使粗矿料构成一个骨架 结构 ， 提 高内摩阻力。使沥青料粘结度提高 ， 合理控制矿料 、 沥青 的配合 比， 控制好沥青用量 ， 选 择’ 活． Ｉ 生矿粉 ， 可改善矿料和沥青 的 互相作用 ， 有利于提高混合料粘结度。同时， 将合成橡胶 、 天然橡 胶、 聚乙烯掺入至沥青中 ， 可提高高温稳定性。除材料 自身特性 ， 热稳定性也受到结构效应影响 ， 例如沥青层厚度与矿料尺寸相对 应， 因轮胎约束效应与路 面层有摩 阻力 ， 薄层沥青承载力要高于 厚层 ， 若选择与同层后接近的矿料尺寸 ， 同样可提高稳定性 。 传统 沥青 混合 料高温稳 定性的评定 ， 主要 以稳定性 系统 、 抗 压强度为准 ， 因没有侧 限抗压试件受力 ， 和沥青混合料 的实际受 力不相符 ， 因此温度稳定性 系数 、 高温抗压轻度无法准确显示沥 青混合料性能 。目前 ， 我国主要选择 马歇 尔实验流值 、 稳定度评 定高 温稳定性 ， 马歇 尔流值 、 稳 定度 和沥青 混合料 呈一定 相关 性。另外 ， 试验方法 、 设备 比较简单 ， 有利于控制现场质量 ， 所 以 马歇尔法 在沥青混合料 评定 中被广 泛应用 。然而马歇尔流值 、 稳定度混的混合料指标呈经验性 ， 无法准确反映永久变形机理 ， 因此 ， 国际上 近年来使 用蠕变试 验进行沥青混合料评价 ， 当处 于 恒载作用 时 ， 随时间增长 ， 变形也 随之变化 ， 有利 于判定混合料 稳定性 ， 预估车辙量 ， 指导组成设计。 １ ． ２ 低温抗裂性。随着 温度下 降， 沥青粘滞度 、 强度随之提 高， 变形能力逐 渐下 降 ， 发生脆 性破坏 。尤其 是气温急剧 下降 ， 基层结构对沥青层产生约束作用 ， 导致沥青层无法收缩 ， 从 而导 致温度 应力 的发生 ， 当温度应力 和沥青结构应力 的差值超过 沥 青结 构本身具有 的抗拉性能 时 ， 路 面会 出现开 裂。低温季节 极