瀝青混合料配合比設計分析

陳金龍

（匯通路橋建設集團有限公司，河北 高碑店 074099）

0 引言

瀝青混合料路面作為一種路面結構形式，以其行車舒適、噪聲低、易于維護等優點，被廣泛應用于公路建設中。但是國內的瀝青路面普遍存在工程的耐久性和早期損壞兩大突出問題。造成這種情況有各個方面的原因，其中很重要的一個原因就是瀝青混合料的配合比設計不合理。而作為面層，它是為行車提供安全、經濟、舒適的服務，并直接承受汽車荷載作用和自然因素的影響，因此在瀝青面層施工中非常重要的一個環節是搞好混合料的組成設計，要綜合考慮其高溫穩定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲勞性、及施工的難易程度等問題。

隨著當前經濟的高速發展，帶來的交通量迅速增長，車輛軸載也顯著增加，局部地區超載現象依然不斷，給瀝青路面帶來了嚴重的早期質量破壞，主要體現兩個方面一是裂縫，二是車轍。因此，這給瀝青路面的使用品質提出了愈來愈高的要求，如何做好瀝青混合料配合比設計成為擺在國內外技術人員面前亟待解決的一項重要課題。

1 原材料的標準與選擇

要保證工程質量，必須對工程材料進行嚴格的選擇和檢驗，這也是在瀝青混合料配合比設計前必不可少的一個重要環節。選擇、確定原材料應根據設計文件對路面結構和使用品質的要求，按照《公路工程集料試驗規程》（JTJ 058—2000）的相關規定，結合地材的供應情況，按照相關試驗規程的要求進行檢驗，然后擇優選材，使材料的各項技術指標都符合規定的技術要求。

礦料的級配組成是影響瀝青混合料高溫穩定性的主要因素之一，國內外研究資料表明，瀝青混合料的高溫抗車轍能力有60%依賴于礦料級配的嵌擠作用，瀝青混合料的粘結性能只有40%的貢獻。因此，通過目標配合比設計優選礦料的合理級配，確定最佳瀝青用量至關重要。

1.1 瀝青的選擇

瀝青混凝土中的瀝青結合料應有較高的粘度，以保證有足夠的高溫穩定性和低溫韌性，因此應選用有良好粘結性能和感溫性能的重交通道路石油瀝青或改性瀝青作為瀝青混凝土的瀝青結合料。[6]按我國現行國標規定：對高速公路、一級公路、城市快速路、主干路用瀝青混合料的瀝青，應采用符合《重交通道路石油瀝青質量要求》規定的瀝青（如AH—50～AH—130等），對于其他道路用瀝青混合料的瀝青，應采用符合《中、輕交通道路石油瀝青質量要求》規定的瀝青（如A—60～A—100）。本項目考慮到滄州地區滄州的氣候概況是：四季分明，溫度適中，光照充足，雨熱同季，降水集中，災害性天氣常有發生，春旱、夏澇、秋爽、冬干，選用東營供應的A級70＃道路石油瀝青，AH—70＃廣泛應用于路面表層的道路施工中，對提高瀝青路面的品質有極大提高。

1.2 集料的選擇

組成瀝青混凝土的原材料主要有：不同規格的粗集料、細集料、填充料（礦粉）、膠結料（瀝青）。選擇原材料按以下原則：技術性好（滿足技術指標要求），經濟性好，結合環保就地取材。

1.2.1 粗集料的選擇

粗集料在瀝青混凝土面層中的作用是通過顆粒間的嵌鎖作用提供穩定性，通過其摩擦作用抵抗位移。其形狀和表面紋理都影響瀝青混凝土的穩定性，所以選擇粗集料時，要嚴格按照粗集料的技術要求選擇。粗集料的粒徑應按國標要求規定的《瀝青面層用的粗集料規格》的規定選用。即壓碎值、磨光值、吸水率、粘附性針偏狀顆粒含量等均符合要求。

1.2.2 細集料的選擇

用于拌制瀝青混合料的細集料，可以采用天然砂、人工砂或屑。細集料對粗集料形成骨架起嵌擠填充作用，同時受瀝青粘結性能影響很大。因此，應嚴格控制集料的含泥量、無風化和無雜質，保證干燥、潔凈。

1.2.3 填料的選擇

瀝青混合料中必須采用石灰巖或巖漿中的強基性巖石等增水性石料需磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈，礦粉應干燥潔凈能自由地從礦粉倉流出，其填料表觀密度不小于2.45t／m3，含水量不大于1%，水系數小于1，其各粒徑的粒度范圍一定要滿足規范要求。

2 瀝青混合料配合比設計

瀝青混合料馬歇爾目標配合比設計分為礦料配合比設計和瀝青最佳用量確定兩部分，第一步，根據道路等級、路面類型、所處的結構層位和規范確定瀝青混合料的類型和礦料的級配類型，然后進行現場取樣對粗集料、細集料和礦粉進行篩析試驗并分別繪出各組成材料的篩分曲線，同時測定各組成部分的相對密度，最后根據篩分試驗資料計算和調整礦料配合比；第二步，為了確定瀝青混合料的最佳瀝青用量，先制作五個或五個以上試樣，并測定其物理指標：毛體積密度、理論最大密度、空隙率、瀝青體積百分比、礦料百分率、礦料間隙率瀝青飽和度，然后測定力學指標：穩定度、流值和馬歇爾模數；最后對馬歇爾試驗結果進行分析，進行水穩定性和抗車轍能力檢驗。根據驗證結果，若達不到相關規定則另選材料、調整級配或采取其他措施重做試驗，直到符合要求，確定出較理想的目標配合比。

2.1 礦料級配組成

選擇合適的瀝青混合料級配類型是確保瀝青凝土路面面層質量的前提。厚度一定的瀝青面層，若按《公路瀝青路面施工技術規范》最低要求選擇級配類型，則瀝青混合料集料的粒徑普遍偏大，何況還有0～5%的顆粒超過最大粒徑，這樣勢必對瀝青混凝土路面的施工帶來難以解決的施工難度，如攤鋪機的熨平板易拉動大粒徑的骨料，尤其比最大粒徑大0～5%的超粒徑骨料；若采用細料彌補，易破壞瀝青混凝土混合料的級配，使局部部位的面層壓實度難以控制，或使瀝青混凝土面層空隙率偏大，滲水嚴重等。這使我們在選材上有了很大的局限性，要實現這一配合比的合理選擇，必須通過兩種渠道來把關：一是盡量多地考察集料資源；二是拌和機的振動篩一定要根據不同級配類型要求的篩孔專門定做。通過試驗和規范規定確定礦料的最佳級配為10～20mm為25%，5～15mm為28%，3～5mm為25%，0～5mm為12%，中砂為10%，礦粉為0。

2.2 高溫性能檢驗

按最佳瀝青用量OAC制作車轍試驗試件，按試驗規程方法，在60℃條件下用車轍試驗機對設計的瀝青用量檢驗其動穩定度。當最佳瀝青用量OAC與兩個初始值OAC1和OAC2相差甚大時，宜將OAC與OAC1或OAC2分別制作試件進行車轍試驗。根據試驗結果對OAC作適當調整，如不符合要求，應重新進行配合比設計。

抗車轍能力校核檢驗，按我國現行規范規定，用于上面層和中面層的瀝青混合料，在60℃是車轍實驗的動穩定度，對高速公路、城市快速路宜不小于800次／mm；對一級公路及城市干路宜不小于600次／mm.如不符合要求，應對礦料級配或瀝青用量進行調整，重新進行配合比設計。

3 結語

要做好一組瀝青混合料配合比設計，首先應保證原材料的質量，其次要提高試驗人員的操作技能，保證試驗儀器精度，嚴格按試驗規程操作，將試驗誤差減少到最小程度。目標配合比設計是瀝青混合料三階段中最重要的階段，也是實現后兩個階段（生產配合比設計階段和生產配合比驗證階段）從理論到實際的關鍵一個階段，只有這樣，瀝青路面的質量才能得到有效的保障。

[1]侯子義，宋長柏.道路建筑材料[M].天津：天津大學出版社，2004.

[2]周曉軍.探索瀝青路面的組成[J].民營科技，2008，（1）：117.

[3]張鈺.瀝青混合料配比設計試驗分析[J].公路交通科技：應用技術版，2009，（8）：69-71.

[4]邵艷梅.關于瀝青混凝土配合比設計的探討[J].中國高新技術企業，2009，（17）：161-162.

[5]蘇燕鳴.AC—16C熱拌瀝青混合料目標配合比設計在山區市政道路改造中的應用[J].廣東交通職業技術學院學報，2009，8（1）：14-20.

[6]鄭昆.國道G324線惠博大道瀝青上面層配合比設計[J].山西建筑，2008，34（24）：289-290.

[7]盧飛宇.對改善公路瀝青路面質量問題的探討[J].廣東科技，2008，（8）：179-180

[8]于紀淼，溫明君.瀝青混合料最佳油石比的確定[J].森林工程，2008，24（3）：69-72.

[9]趙文波.瀝青路面AC—16上面層配合比設計[J].科技信息，2007，（1）：86-87.

[10]高迎俊.瀝青混合料配合比設計注意事項研究[J].交通世界，2007，（5）：68-69.

[11]JTG 052—2000，公路工程瀝青基瀝青混合料試驗規程[S].

[12]JTJ 058—2000，公路工程集料試驗規程[S].

[13]JTJ 032—94，公路瀝青路面施工技術規范[S].