瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計(jì)分析

曹忠剛

(陽(yáng)新縣公路管理局,湖北黃石, 435200)

瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計(jì)分析

曹忠剛

(陽(yáng)新縣公路管理局,湖北黃石, 435200)

我國(guó)公路建設(shè)的發(fā)展，對(duì)高等公路施工要求也提出了新的要求，同時(shí)又推動(dòng)了公路建設(shè)的發(fā)展。高等公路建設(shè)為我國(guó)的汽車交通提供了安全便利的環(huán)境，而且其對(duì)自然因素和荷載的承受力也較高。在高等公路的施工中，瀝青混凝土是目前主要使用的材料，但是我國(guó)在瀝青混凝土混合料組成設(shè)計(jì)上的經(jīng)驗(yàn)還不足，早期路面采用的瀝青混凝土還有諸多不合理問(wèn)題的存在，對(duì)路面產(chǎn)生各種損壞。對(duì)此，文章對(duì)如何提高混凝土路面質(zhì)量分析瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計(jì)，為公路路面材料使用提供有效參考。

瀝青混凝土；混合材料；組成設(shè)計(jì)

引言

瀝青混凝土混合離屬于復(fù)合材料，主要是由瀝青、粗集料和礦粉等組成，其中還參入了一些外摻劑[1]。這些質(zhì)量不同而且數(shù)量不同材料進(jìn)行混合組成的瀝青混凝土有著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)。瀝青混凝土混合料需要有比例適當(dāng)?shù)倪@些材料組成，同時(shí)選用符合規(guī)定的級(jí)配的礦料才能夠組成符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混凝土混合料。在對(duì)瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)從多個(gè)角度進(jìn)行考慮，諸如高溫穩(wěn)定性、耐久性以及抗滑穩(wěn)定性等等。

在該材料的組成設(shè)計(jì)中，主要是指材料的配比設(shè)計(jì)。對(duì)于瀝青混合料的配比設(shè)計(jì)要求在相關(guān)的規(guī)范中也有一定的規(guī)定。優(yōu)化混合料的組合設(shè)計(jì)，是為了使得混合料結(jié)果更加的符合生產(chǎn)要求，以至在施工中更好的運(yùn)用。瀝青混合材料應(yīng)該基于公路配合比設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)的使用情況調(diào)查，借鑒成功的經(jīng)驗(yàn)。選擇符合要求的材料進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計(jì)是否合理對(duì)于我國(guó)當(dāng)前的公路行業(yè)有著重要的意義。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)該使用正確合理的施工方法，基于科學(xué)的建設(shè)理念，實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)的設(shè)計(jì)要求。

1.材料要求及混合料組成設(shè)計(jì)影響因素

混凝土混合料的材料要求：材料中的瀝青應(yīng)該滿足一下要求。第一，稠度要適當(dāng)；第二，塑性較大；第三，有足夠的溫度穩(wěn)定性；第四，大氣穩(wěn)定性較好；第五，有著較好的水穩(wěn)定性。石料要求：混合料中的石料應(yīng)該有著較強(qiáng)的強(qiáng)度和耐磨性；其次，同瀝青有著良好的粘附性；此外，還應(yīng)該有較好的透水性；選擇的石料應(yīng)當(dāng)是清潔、無(wú)雜質(zhì)的；最后，石料要有良好的顆粒形，砂的含泥量控制在3%到5%左右。填充料的選擇要干燥且清潔，其細(xì)度應(yīng)達(dá)到要求。

為實(shí)現(xiàn)路面性能，混合料應(yīng)該滿足以下性能。首先，要有較高的強(qiáng)度，能夠承受車輛反復(fù)荷載影響。其次，要能夠抵抗高溫變形，其高溫和低溫穩(wěn)定性較好。另外，有一定的粗糙度，而且其抗滑性能也較好。最后，要具備一定的耐久性和抗疲勞性。

2. 混合料組成設(shè)計(jì)分析

2.1.目標(biāo)組成設(shè)計(jì)

所謂目標(biāo)組成設(shè)計(jì)是指，對(duì)目標(biāo)的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。基于設(shè)計(jì)的文件結(jié)構(gòu)要求，選擇合適的材料。首先，要計(jì)算礦料級(jí)配，尋找出在最好狀態(tài)中的礦料配合比。通常情況下，配比的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合規(guī)定的要求，確保其高溫穩(wěn)定性，而且還能滿足低溫抗裂的性能。在設(shè)計(jì)配合比時(shí)應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)臏p少粒徑較大和小于0.6毫米細(xì)粉的用量，多采用一些中等粒徑的集料來(lái)形成S型的級(jí)配曲線，并且選擇中等水平的設(shè)計(jì)空隙率。在以前經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)最佳的瀝青用油量的值進(jìn)行固定，同時(shí)以0.5%間隔的油量配置5組試件，然后進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，對(duì)其的穩(wěn)定度以及流值、密度等相關(guān)因素進(jìn)行測(cè)定，以得出配合比最佳的用油量，根據(jù)用油量進(jìn)行制件，同時(shí)對(duì)其的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂等性能要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。然后根據(jù)檢驗(yàn)的結(jié)果確定目標(biāo)配合比。如果結(jié)構(gòu)沒(méi)有達(dá)到要求，則重新選擇材料進(jìn)行調(diào)配，也可以采用其他方法重新進(jìn)行試驗(yàn)，直到結(jié)果同要求一致即可。對(duì)于材料高溫穩(wěn)定性的測(cè)定可以進(jìn)行車轍試驗(yàn)，采用此種試驗(yàn)是對(duì)瀝青混合料性能檢驗(yàn)最為重要的一個(gè)指標(biāo)的測(cè)試。車轍的大小不僅受到混合料的影響，而且同荷載以及溫度間有著緊密的聯(lián)系。車轍試驗(yàn)應(yīng)該根據(jù)規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行，以確保試驗(yàn)效果。對(duì)于瀝青混凝土的抗車轍能力來(lái)講，瀝青的用量是主要的影響高溫穩(wěn)定性的一個(gè)因素。瀝青的用量情況事實(shí)上也是瀝青膜厚度的反映，而且除了用量對(duì)其厚度產(chǎn)生影響之外，礦粉的用量對(duì)瀝青膜厚度的影響也很大。在瀝青數(shù)量一定的情況下，礦粉比的表面是最大的，對(duì)于瀝青的膜厚度所產(chǎn)生的影響也是最為直接的。礦料間的滑動(dòng)變形也會(huì)因?yàn)榉勰z比加大而變少。因而，要確保瀝青混凝土混合料的高溫穩(wěn)定性，就應(yīng)該確保礦粉數(shù)量足夠一保證其瀝青的比例，較薄的瀝青膜往往以保證混合料更加的堅(jiān)實(shí)。

2.2.生產(chǎn)組成設(shè)計(jì)

生產(chǎn)組成設(shè)計(jì)其實(shí)就是生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)，當(dāng)確定好目標(biāo)配合比之后，使用施工中使用的混合料拌和設(shè)備實(shí)施生產(chǎn)組成設(shè)計(jì)[3]。在試驗(yàn)當(dāng)中，礦料要根據(jù)目標(biāo)配比設(shè)計(jì)的比例對(duì)其各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，使得其合成級(jí)配在規(guī)定范圍內(nèi)，然后根據(jù)配比拌和，使用熱拌合料進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的油石比使用進(jìn)行目標(biāo)配合比確定的油石比進(jìn)行。根據(jù)類似目標(biāo)配合比的實(shí)驗(yàn)方法確定最佳的用油量，最終的結(jié)果則為生產(chǎn)配合比。

2.3 驗(yàn)證生產(chǎn)配合比

進(jìn)行生產(chǎn)配合比之后要對(duì)其結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證方法是基于實(shí)際施工對(duì)預(yù)期結(jié)果的嚴(yán)重，這個(gè)過(guò)程水必須要進(jìn)行的。可以說(shuō)，驗(yàn)證生產(chǎn)配合比直接關(guān)系到混合料組合設(shè)計(jì)的成敗，因此在施工之前要在試驗(yàn)段鋪筑設(shè)計(jì)的混合料來(lái)確定是否合適。如果不經(jīng)過(guò)試驗(yàn)直接鋪設(shè)，就很可能造成巨大的損失。在對(duì)生產(chǎn)配合比進(jìn)行驗(yàn)證的時(shí)候，應(yīng)該從感性的角度對(duì)其配合比的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，這也是對(duì)施工單位施工方案的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的內(nèi)容主要包括拌和、運(yùn)輸以及攤鋪和設(shè)備匹配等[4]。判斷是可依據(jù)混合料的顏色、均勻度以及被碾壓后的表面情況進(jìn)行，另外，還應(yīng)該組織相關(guān)人員到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)計(jì)的混合料取樣后進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)要全程監(jiān)控生產(chǎn)的情況。對(duì)于試驗(yàn)路段的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，作對(duì)比分析。一旦出現(xiàn)指標(biāo)不符的現(xiàn)象，要對(duì)生產(chǎn)配合比的相關(guān)工藝進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。重新確定的配合比還應(yīng)該再次進(jìn)行試驗(yàn)|：車轍和水穩(wěn)定性試驗(yàn)。必要的情況下還應(yīng)該重新設(shè)計(jì)配合比。

2.4 確定級(jí)配允許波動(dòng)的范圍

在設(shè)計(jì)好標(biāo)準(zhǔn)的配合比后，基于配合比和規(guī)范要求，對(duì)各個(gè)篩孔可允許的波動(dòng)范圍加以確定，同時(shí)制定施工時(shí)級(jí)配的控制范圍，以此檢測(cè)混合料的質(zhì)量[5]。

3.結(jié)論

在公路工程實(shí)踐當(dāng)中，選擇不同性能的材料，發(fā)揮材料的優(yōu)點(diǎn)，最大程度的消除不良特點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)材料設(shè)計(jì)。這是道路建設(shè)追求的一個(gè)主要目標(biāo)。在文章中對(duì)混凝土混合料的主要材料進(jìn)行分析，對(duì)影響瀝青混凝土混合料組成設(shè)計(jì)的主要因素做了簡(jiǎn)單的闡述，最后提出具體的混合料組成設(shè)計(jì)的方法。通過(guò)實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土混合料的最有組成設(shè)計(jì)，能夠提高路面的質(zhì)量，完善瀝青路面，以更好的為我國(guó)路面交通服務(wù)，促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)發(fā)展。

[1]楊修義. 瀝青混凝土混合料的組成設(shè)計(jì)[J]. 中華建設(shè),2014,06∶162-163.

[2]商海燕. 基于除冰性能的橡膠顆粒瀝青混合料組成設(shè)計(jì)研究[D].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

[3]劉澔. 高模量瀝青混凝土橋面鋪裝材料性能研究及在甘肅高速公路中的應(yīng)用[D].重慶交通大學(xué),2012.

[4]付建紅,馮學(xué)達(dá),王金財(cái),崔培強(qiáng). 集熱融冰用瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)[J]. 建材世界,2013,01∶57-61.

[5]關(guān)博文,邢明亮,陳拴發(fā). 排水瀝青混合料的礦料組成設(shè)計(jì)方法研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2013,08∶45-49

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1007-6344（2015）06-0091-01