不同密度集料最佳瀝青油石比的快速預(yù)估確定

安 平 寧致遠(yuǎn)

（1.日照市公路管理局工程處，山東 日照 276800；2.山東省日照市第一中學(xué)，山東 日照276800）

0 前言

瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時(shí)的最主要快速是確定瀝青混合料瀝青最佳油石比及瀝青混合料所用集料的級(jí)配比例。瀝青混合料確定最佳油石比：國(guó)內(nèi)外普遍采用體積設(shè)計(jì)法或體積分析法預(yù)估最佳瀝青油石比，選擇的瀝青油石比范圍必須涵蓋設(shè)計(jì)空隙率的全部范圍，并盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，并使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。如果沒(méi)有函蓋設(shè)計(jì)空隙率的全部范圍，試驗(yàn)必須擴(kuò)大瀝青用量范圍重新進(jìn)行。對(duì)所選擇試驗(yàn)的瀝青油石比范圍，毛體積相對(duì)密度或穩(wěn)定度沒(méi)有出現(xiàn)峰值(最大值經(jīng)常在曲線的兩端)時(shí)，可直接以目標(biāo)空隙率所對(duì)應(yīng)的瀝青油石比作為OAC1，但OAC1必須介于OACmin～OACmax的范圍內(nèi)，否則應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。瀝青油石比是影響空隙率、瀝青飽和度等馬歇爾技術(shù)指標(biāo)的主要因素，因此，在瀝青混合料設(shè)計(jì)中能否預(yù)估出最佳油石比值將對(duì)混合料的配合比工作量會(huì)產(chǎn)生很大影響，本文結(jié)合工程應(yīng)用情況，探討如何快速預(yù)估出不同集料的最佳油石比。

1 SMA瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，國(guó)際上采用成熟馬歇爾試驗(yàn)方法，最佳瀝青油石比的確定是瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，我國(guó)瀝青混合料現(xiàn)行的配合比設(shè)計(jì)方法是馬歇爾試驗(yàn)法，其目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段確定最佳瀝青油石比的過(guò)程：在礦料級(jí)配已確定的情況下，依據(jù)毛體積相對(duì)密度、穩(wěn)定度、空隙率、流值及瀝青飽和度等試驗(yàn)指標(biāo)及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)按規(guī)范的規(guī)定，SMA一般以0.5%的間隔擬定3個(gè)瀝青含量3個(gè)級(jí)配,然后制備馬歇爾試件依次測(cè)試上述指標(biāo)。通常情況下，盡管制作3組試件即可測(cè)得這些指標(biāo)，但由于每組試件個(gè)數(shù)一般不能少于4個(gè)，且需制作3個(gè)瀝青含量的試件，從而使得制件、測(cè)試的工作量很大；施工中經(jīng)常出現(xiàn)不同公路等級(jí)、不同厚度的結(jié)構(gòu)層對(duì)應(yīng)著不同類型的瀝青混合料，若不能及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)估出最佳瀝青油石比，還會(huì)使試驗(yàn)周期做得過(guò)長(zhǎng)，影響到工期。考慮到最佳瀝青油石比是較大瀝青油石比范圍內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)值。所以，如果先不通過(guò)馬歇爾試驗(yàn),而依據(jù)相關(guān)的技術(shù)要求，通過(guò)預(yù)估算的方法把這個(gè)點(diǎn)值所處的較小范圍找到，然后在此較小的范圍內(nèi)再進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),進(jìn)一步確定最佳瀝青含量，對(duì)瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)具有重要的意義。

2 不同集料SMA-16配合比設(shè)計(jì)

2.1 SMA-16型瀝青瑪蹄脂碎石合成級(jí)配

試件成型的毛體積相對(duì)密度不僅與錘擊次數(shù)有關(guān)，而且與成型時(shí)混合料的溫度也有關(guān)，在溫度偏高時(shí)，由于瑪蹄脂的潤(rùn)滑作用，在混合料級(jí)配相同的情況下，50次和75次錘擊次數(shù)都可使SMA達(dá)到石石接觸的效果，毛體積相對(duì)密度可達(dá)到最大值；但在長(zhǎng)大縱坡和重載交通的路段，溫度偏低時(shí)，錘擊50次和75次就有可能毛體積相對(duì)密度會(huì)明顯偏低，達(dá)不到石石接觸的狀態(tài)。在實(shí)際施工時(shí)，由于混合料拌和溫度的高低、運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近、施工現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪速度等因素，使混合料溫度偏高或偏低都是有可能的。在溫度偏低的情況下，試件的毛體積相對(duì)密度就偏小，路面壓實(shí)度易達(dá)到規(guī)范要求（由此測(cè)的壓實(shí)度會(huì)降低施工過(guò)程中的壓實(shí)功，易造成路面早期損壞）。通車后在重車壓實(shí)下就會(huì)出現(xiàn)再次壓密，進(jìn)而有出現(xiàn)輪碾的可能。依據(jù)JTGF40-2004《公路工程瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》不同密度集料進(jìn)行SMA-16配合比設(shè)計(jì)為（表 1）。

2.2 不同集料、級(jí)配最佳油石比馬歇爾及性能試驗(yàn)（表2）

表1 SMA-16合成級(jí)配

表2

2.3 不同集料對(duì)瀝青混合料最佳油石比的影響

在工程施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題，即對(duì)基本接近級(jí)配的瀝青混合料的油石比曾經(jīng)有過(guò)充分的、成功的經(jīng)驗(yàn)，換了一個(gè)工程以后，試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到的最佳油石比卻有不小的差別；其實(shí)，這主要有集料的毛體積密度、吸水率不同造成的。由此根據(jù)試驗(yàn)，根據(jù)不同集料的毛體積密度、吸水率、γsb制備的SMA-16的最佳油石比進(jìn)行線性回歸：

Y=a+bx,Y 為最佳油石比，a=10.57297，b=-1.680724，x為集料合成毛體積相對(duì)密度，進(jìn)行SMA-16配合比設(shè)計(jì)時(shí)可按此回歸方程進(jìn)行設(shè)計(jì)。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，做出材料密度、吸水率、級(jí)配后，按回歸方程及時(shí)預(yù)估出最佳瀝青油石比，可降低混合料配合比設(shè)計(jì)的工作量，可以為后續(xù)的瀝青混合料的設(shè)計(jì)便捷。

3 結(jié)論與建議

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，通過(guò)集料加工過(guò)程中的觀察和分析，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：

3.1 不同的集料對(duì)應(yīng)著不同的最佳瀝青含量，混合料初級(jí)配的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜起來(lái)。利用材料密度、吸水率進(jìn)行初級(jí)配的最佳瀝青油石比預(yù)估，可以為后續(xù)的瀝青混合料的設(shè)計(jì)帶來(lái)便利。

3.2 在配合比試驗(yàn)時(shí)，認(rèn)真細(xì)致的檢測(cè)集料密度、吸水率以保證估算最佳油石比的精確性。

3.3 在集料的開(kāi)采和加工過(guò)程中注意對(duì)風(fēng)化石的控制，以免風(fēng)化石在攤鋪和碾壓過(guò)程中會(huì)發(fā)生破碎、與瀝青膜剝落等現(xiàn)象，影響瀝青路面的路用性能和服務(wù)壽命。

［1］JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社.