瀝青混合料配合比設計方法研究

摘 要:瀝青混合料的配合比設計直接關系到瀝青混合料的路用性能，對于瀝青路面的使用性能也有重要的影響，因此必須加強瀝青混合料配合比設計研究。本文首先論述了瀝青混合料配合比設計的原則，進而提出了瀝青混合料的配合比設計方法，以期為相關從業人員提供合理的參考。

關鍵詞:瀝青混合料 配合比 設計方法

中圖分類號:U414文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)10(c)-0082-01

1 瀝青混合料配合比設計原則

瀝青混合料配合比設計是確保瀝青混合料性能的重要部分，良好的配合比設計可以有效地保證瀝青混合料各項路用性能符合甚至超過路面設計規范的要求，可以有效的減緩車轍裂縫等路面常見病害的發生幾率。瀝青混合料配合比設計必須符合以下原則:

(1)瀝青混合料配合比設計應該符合國家以及相關地區規范要求。在瀝青混合料的配合比設計中，必須符合規范中根據氣候環境條件所指定的標準或者推薦值。國家或者地區規范所給出的級配設計建議一般是綜合考慮當地實際情況，經過大量試驗研究的經驗，有著較大的參考價值。

(2)瀝青混合料配合比設計應該通過合理的配合比以及瀝青用量，確保瀝青混合料擁有較好的路用性能。瀝青混合料的路用性能主要有高溫穩定性，低溫抗裂性，水穩定性以及疲勞耐久性，只有確保各項路用性能滿足使用要求，才能確保路面的行駛質量與使用壽命得以保證。

(3)瀝青混合料配合比設計在室內試驗過程中，必須做到試驗數據的可靠準確。對于瀝青混合料配合比設計中的試驗必須嚴格依照試驗規程，做到試驗結果的真實可靠，以便于反應瀝青混合料的真實性能。

2 瀝青混合料配合比設計馬歇爾設計法

瀝青混合料的設計主要包括三個階段，即室內目標配合比設計，生產配合比設計以及路面施工試鋪對配合比設計的調整。通常所說的瀝青混合料配合比設計一般是指目標配合比的設計。目標配合比的設計包括礦質混合料的級配設計，最佳瀝青用量以及路用性能的驗證三部分。

2.1 礦質混合料的級配設計

礦質混合料的級配設計是指，根據瀝青混合料的設計類型，將各種粒徑不同的礦料以一定的比例混合，從而使瀝青混合料的結構得以形成，在瀝青加入之后，使不同類型瀝青混合料通過不同的級配設計發揮不同的結構功能。

(1)確定瀝青混合料的類型。

(2)確定集料的最大粒徑。

(3)礦質混合料級配范圍的確定。

(4)礦質混合料以及瀝青試驗。

(5)礦質混合料的配合比調整。根據上述的篩分試驗結果，利用圖解法或數解法，求出已知級配的粗集料、細集料和礦粉之間的比例關系，并將合成級配應進行適當的配合比調整，配合比調整原則主要有:一般情況下，礦質混合料的合成級配曲線應盡可能的接近設計級配中值，尤其對于0.075mm、 2.36mm以及4.75mm篩孔通過百分率的控制，盡可能的使其接近設計級配范圍中限，以保證級配設計的可靠性;對于交通量較大或者交通軸載繁重的公路，應該稍偏向級配范圍的下限調整，對于中小交通荷載或人行道路等宜偏向級配范圍的上限進行調整;對于設計的合成級配曲線應該避免使其連續成直線，或者調整使其具有合理的間斷級配，以利瀝青混合料具有一定的骨架;如果級配設計中有兩個或者兩個以上以上的篩孔通過百分率超出級配范圍時，必須對原材料進行適當的調整或更換原材料重新進行設計。

2.2 瀝青最佳用量的確定

最佳瀝青用量的確定可以根據計算法或者試驗的方法求取，目前我國最佳瀝青用量確定的試驗方法主要有馬歇爾試驗以及superpave兩種方式。

(1)對于馬歇爾試驗方法。首先按照設計的礦料配合比配制幾組礦質混合料，每組按規范推薦的瀝青用量范圍，按照瀝青用量間隔0.5％遞增的趨勢，拌制瀝青混合料并經擊實，制備馬歇爾試件。然后根據《公路工程瀝青以及瀝青混合料試驗規程》規定的試驗方法確定試件的實測毛體積密度以及最大理論密度，并根據原材料的各項密度計算空隙率，礦料間隙率以及瀝青飽和度等物理體積指標，之后測定瀝青混合料試件的穩定度與流值這二個力學指標。

將試驗數據匯總，并以實測密度、空隙率、飽和度、穩定度、流值作為為縱坐標，以瀝青用量作為橫坐標，做出關系曲線圖。從曲線圖上找出毛體積密度最大值對應瀝青用量，穩定度最大值對應瀝青用量，目標空隙率(或中值)對應瀝青用量以及瀝青飽和度范圍內的中值對應瀝青用量，以其平均值作為最佳初始瀝青用量OAC1。繼續在曲線圖上找出符合規范要求的各物理指標的瀝青用量，并確定滿足所有性能指標的瀝青用量范圍，確定最大值和最小值，并以二者的平均值確定OAC2，則最佳瀝青用量最佳瀝青用量:OAC=(OAC1+OAC2)／2。

(2)瀝青混合料的路用性能試驗。根據確定的最佳瀝青用量，按照相關規程規定的試驗方法，進行瀝青混合料的路用性能的試驗驗證，具體實驗方法如表1所示。

2.3 瀝青混合料配合比設計Superpave設計法

Superpave混合料設計方法是由美國提出的一種將路用性能作為設計指標的新型設計方法，將氣候和設計交通量作為材料選擇以及混合料設計的重要標準，

Superpave混合料設計方法對于集料的要求與馬歇爾設計方法相同，在礦質混合料的級配設計上，Superpave設計方法采用了0.45次方的級配圖，并通過級配控制點以及級配限制區來確定混合料骨料的結構。利用Superpave設計瀝青混合料必須通過級配控制點并壁面涉入級配限制區。這種設計的目的主要是為了保證骨料形成足夠的石料骨架，從而有效地增強瀝青混合料抵抗永久變形的能力，并通過適當的空隙保證瀝青混合料的耐久性。Superpave混合料設計方法根據體積指標選擇瀝青用量，通過其確定的最佳瀝青用量往往比馬歇爾設計方法低0.3%左右，且更符合路面的實際需求。

3 結語

在進行瀝青混合料的配合比設計時，必須考慮到各項控制指標是否滿足規范要求，是否符合工程的實際需要。只有綜合考慮工程實際情況，合理的確定瀝青混合料的類型，確定適當的級配曲線以及最佳的瀝青用量，才能確保瀝青混合料的各項性能，降低工程造價，提高瀝青路面施工項目的社會以及經濟效益。

參考文獻

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