普通沥青混合料路面配合比设计

普通沥青混合料路面配合比设计戚锁海【江苏省恒基路桥总公司常州213002】摘要：沥青混合料的物理力学性质在很大程度上取决于组成材料之间的比例。

文章对材料的性质、级配曲线和沥青用量的选择作详细阐述。

关键词：沥青混合料材料性质配合比设计1 前言随着交通量的不断增长，车辆对路面的要求也越来越高，不仅要求沥青路面坚实、平整，具有足够的力学强度和耐久性，同时还要求沥青路面能具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和抗滑性能。

而沥青混合料的物理力学性质在很大程度上取决于组成材料本身的性质及它们之间的配合比。

2原材料的选择沥青路面中、下面层一般采用AC-25I和AC-20I这两种类型的密实型沥青混合料。

原材料的质量直接影响到沥青混合料的质量。

如何选取沥青路面用的原材料？一般可以通过以下试验确定所用的原材料是否符合要求。

2.1在调查原材料质量过程中了解材料的规格及检测原材料中含有方解石等软石的含量是否超过5%。

由于方解石表面光滑，与沥青粘结能力不强，另外这种原材料的高温稳定性不好，经高温加热后易碎，材料强度不高，含量过多将会降低沥青混合料的稳定度及内部结构，因此应对材料供应商做出严格要求，从源头控制材料质量、规格。

2.2用铁锤敲开粗集料，通过观察粗集料的破裂面辨别其属于何种结构类型。

如果该材料属于碱性砂岩，则尽量避免选用。

虽然该种材料的常温压碎值一般为25~27%，视密度一般为2.72~2.74g/m3，吸水率小于1%，洛杉矶磨耗值一般为27~29%，符合现行试验规范要求，但是通过浸水马歇尔试验（将试件在60℃水浴中保持48h后进行试验）发现该种材料经高温加热后材料的性质有本质的变化，通过掰开浸水马歇尔试件发现该种石料已成粉末状，影响沥青混合料的残留稳定度，抗水损害能力不好，容易造成沥青路面的早期破坏。

2.3在对原材料各项试验检测合格后，通过残留稳定度试验和粘附性试验决定该沥青原材料是否需掺加抗剥落剂。

以提高沥青混合料的抗水损害能力。

例如：我们在浙江省杭宁高速公路长兴段施工时，发现当地石灰岩中含有5~10%的红色石料。

该石料有一部分属于碱性石料，而有一部分则属于中性石料,粘附性只有2~3级左右。

经研究决定在沥青混合料中掺占沥青的0.3%的抗剥落剂以提高矿料的粘附性。

抗剥落剂是采用江苏扬中文盛牌TW-1型抗剥落剂。

通过试验检验发现：矿料粘附性由原来的2~3级提高到4~5级，残留稳定度由78%提高到85%~90%左右，满足规范要求。

3沥青混合料配合比设计3.1 目标配合比中集料的组成设计沥青混合料配合比设计中级配的选择是一个非常重要的内容，直接决定着沥青路面的使用性能。

本文介绍AC-20I沥青混合料施工过程中使用过的集料组成设计级配，见表1。

其中级配1是江苏宁靖盐高速公路W标中面层普通沥青AC-20I设计级配，级配2是杭宁高速公路浙江长兴十六合同段中面层普通沥青AC-20I设计级配，级配3是江苏宁杭高速公路NH-LS-22标中面层国产改性沥青AC-20I(改进型)设计级配；三种级配的马歇尔指标和最佳油石比见表2；各种级配的级配范围见表3。

1各种级配的级配范围见表3通过试验对比这些合成级配曲线主要有以下几个特点：1)级配1的特点：该种级配范围是规范范围，其混合料的合成级配曲线接近范围的中值，≤0.6mm的通过率偏下限。

在油石比相同的条件下，这种级配的马氏试件的表干相对密度比较小，空隙率较大，细集料用量较多，动稳定度偏低，但满足规范要求＞800次/mm。

2)级配2的特点：该种级配范围是规范范围，其混合料的合成级配曲线13.2mm以上的通过率偏范围的上限，9.5mm、4.75mm的通过率接近范围的中值，≤2.36mm的通过率偏范围的下限。

在油石比相同的条件下，马氏试件的表干相对密度偏大，空隙率偏小，细集料用量较少，最佳油石比的选取一般比级配1和级配2要低0.1~0.2%左右。

动稳定度比较大，抵抗车辙变形的能力比较强，适用于重交通沥青路面。

3)级配3的特点：该种级配范围是改进型级配范围，其合成级配曲线呈“S”状。

这种级配在油石比相同的条件下，马氏试件的表干相对密度比级配2的小，比级配1的大，空隙率比级配2的大，比级配1小。

由于该种级配使用的粗集料（16mm~4.75mm）较多，所以骨料间能形成良好的嵌挤状态，掺加适中的细集料能使沥青混合料不容易渗水，施工和易性好，提高了沥青面层的均匀性，以消除原级配沥青混合料存在的超密现象和易发生级配离析的弊端。

采用改性沥青后沥青混合料的高温稳定性有较大地提高，动稳定度比普通沥青的动稳定度有明显的提高，更适用于重交通高等级沥青路面。

3.2 施工油石比的选取一般来说施工过程中沥青混合料的油石比易按试验确定的最佳油石比+0.1%控制比较好。

其优越性有以下几点：1）有足够的沥青含量，保证路面的耐久性；2）有足够的和易性，便于拌和和摊铺；3）有利于提高压实度，降低路面空隙率，提高路面的使用寿命。

3.3 生产配合比设计3.3.1 冷料进料速度的计算和控制一般认为各种冷料的进料速度其实就是沥青混合料另一种形式的目标配合比，是把重量比转换成速度比。

如何确定各冷料仓的进料速度呢？可通过冷料斗小皮带的转速与原材料流量建立关系曲线图。

各原材料的固定流量可通过拌和楼的生产能力和该种原材料占目标配合比设计中的比例确定。

如某拌和楼产量100t/h，1#冷料斗装有1#料，在目标配合比中1#料的用量比例占20%，所拌沥青混合料的沥青含量为 4.5%，则1#冷料斗的固定流量应为：100*0.955*0.2=19.1（t/h），即1#冷料斗必须均匀地每小时流出19.1T 1#料。

通过对宁靖盐高速公路W标和杭宁高速公路二期十六合同段的总结，我们可按以下步骤确定冷料的进料速度：1）各冷料斗分别装满不同规格的集料；2）选择某一低速，启动1#冷料的小皮带，并开始计时。

通过干燥筒烘干，用称量斗称重，记录冷料的总重及延续时间。

同时宜记录该种料进各个热骨料仓的重量，可作为生产过程中调整冷料进料速度的依据；3）改变小皮带3~5种转速，分别测定1#冷料斗相应小皮带转速下的流量；4）同法分别测定其他各种冷料斗不同小皮带转速下的流量；5）绘制各冷料斗小皮带转速与原材料流量的关系曲线；6）根据关系曲线图，找出各原材料相应的进料速度。

在实际生产中，料场进料规格会有变动，含水量也不断变化（主要是石屑）。

这时尚须根据实际情况对冷料进料速度作适当调整，以达到与热骨料仓供料比相匹配，满足标准级配的要求。

如果米砂用量很少只有5%左右，影响生产时，可通过调整冷料斗下的出料口大小，将料门放小，这样冷料进料速度就适当加快，不影响生产。

生产过程中，也可通过各种料的进料速度反算各种原材料之间的大致比例。

该种方法的主要目的是一方面控制原材料进料数量。

防止原材料的在场数量不平衡，剩余过多或缺少太多，做到工完料尽；另一方面可以控制施工过程中沥青混合料的级配，确保混合料的质量。

3.3.2 生产配合比设计过程中常见问题的方法1）拌和楼筛网的选择一般来说，拌和楼筛网有两种形式，一种是斜筛，即有一定的倾角；另一种是平筛。

《公路沥青路面施工技术规范》建议的振动筛的等效筛孔适用于斜筛，对于平筛就不太适用。

经过宁靖盐高速公路W标的总结，平筛的振动筛的等效筛孔如下表：其中，2.5mm的水平振动筛网在生产过程中网眼易堵，可改成2.5mm*3.2mm的长方形筛网，或改成3.2mm的正方形筛网，可降低网眼堵塞的程度。

2）集料的组成设计集料的组成设计有两种方法：一种是通过电脑计算调整；另一种是各种原材料按计算的冷料进料速度同时进料一定时间，经过干燥筒烘干和振动筛筛分进入各热骨料仓后，用称量斗对每个热骨料仓称重，计算每个热骨料仓的重量比。

用该比例进行试配级配，如符合要求，则把该比例和电脑调整的比例相结合，选择符号实际生产的生产配合比。

一般生产配合比集料组成的级配曲线应与目标配合比集料组成的级配曲线相一致。

4 解决配合比设计过程中常见问题的方法密实型沥青混合料配合比设计最常见的问题是沥青用量范围很窄。

从沥青配合比设计方法来看影响沥青用量范围的因素主要是由于沥青混合料的空隙率偏小。

按规范规定的沥青用量，混合料的空隙率很难达到3%以上。

针对这个问题一般可通过增大矿质集料中粗集料或细集料的含量，而为沥青提供足够的集料空隙。

通过试验发现一般每增加细集料或粗集料含量1%，混合料的空隙率增加0.2%左右。

但是，细集料或粗集料增加的比例应控制在5%之内。

一般情况下，增大粗集料的用量可以提高沥青混合料的稳定度和动稳定度。

5 结束语：综合上述，本人认为密实型沥青混合料的矿质集料的配合比设计是非常重要的。

它影响到沥青混合料的外观质量、内部质量、沥青路面的使用寿命。

以上作为本人在这方面的技术管见，在运用上还是比较肤浅，有待于今后进一步的努力，更希望以此能起到抛砖引玉的作用，使之更加完善。

参考文献[1] JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范. 北京：人民交通出版社，1994[2] 徐培华，陈忠达. 路基路面试验检测技术. 北京：人民交通出版社，2000[3] 杨文渊，钱绍武. 道路施工工程师手册. 北京：人民交通出版社，1997。