瀝青混合料優化設計在工程中的應用研究

王 輝

（南京交通工程檢測有限責任公司， 江蘇 南京 210000）

0 引言

瀝青路面擁有著行車舒適、道路平整、施工工期短以及材料可再生等優點，所以瀝青路面的范圍十分龐大，甚至在全國領先。然而傳統的瀝青混合料其耐溫性和耐久性較差，當道橋開通后，經過車輛長時間的碾壓下，容易造成路面開裂等問題發生。而本文將以某高速公路6cm 厚中面層AC-20 瀝青混凝土配合比為主要對象，整合溫度、水穩和疲勞性的問題，進行進一步的試驗，從而確定混合料的比例范圍。

1 原材料具體概念

1.1 瀝青性質

該高速公路以90 號SBS 成品改性瀝青為原材料，從針入度、延度、軟化度等方面對瀝青的性質進行測定，數據結果顯示，其符合公路瀝青路面施工技術規范和PG70—28 Superpave 瀝青膠結料中的具體條件。該瀝青的在25℃下彈性恢復的結果十分突出，因此該公路不易開裂，擁有較長的使用壽命。

1.2 礦料性質

礦料是由集料和礦粉結合而成，集料的種類直接決定了礦料的基本性質，而工程項目集料的采集主要來源于石灰巖，石灰巖的層狀分布可以更好的挑選集料的大小，以此來鞏固混合料的結構。而礦粉主要由石灰石粉末為原材料，石灰石粉末密度較小，可以對結構之間的空隙進行有效的填充，從而使結構不易塌陷[1]。材料采集完成后，需對各材料的主要性質進行試驗測定。首先，對于粗集料密度所使用的為網籃法測定，該試驗主要適用于體積較大的粗集料，其所運用的工具較為便捷，因此在工程中是一項常用的試驗技術。而后，對于細集料密度通常運用李氏比重瓶發進行測定，該方法主要采用煤油作為介質。由此，可以測出其密度為2.704g/cm3。礦料的性質及密度請參照以下表格。

2 配合比優化設計

瀝青混合料的優化離不開對原材料的控制，礦料級配優質的混合料其粗集料緊密貼合形成基本骨架，從而為混合料提供結構基礎。而大部分細集料在基本骨架周圍分散，形成次級骨架。密度更小的集料則會將骨架之間的縫隙填滿，使物質更加緊湊，逐步形成穩定的嵌擠密實結構[2]。合適的混合料配比率，所有的材料都會發揮其特性，從而保持混合料的結構穩定，確保礦料間隙率在準確的范圍內。因此，在特殊的溫度條件下，分別擁有良好的穩定性和抗裂性。在對混合料配合比進行優化時，需要按照高性能瀝青路面技術手冊的標準，確立正確的工作目標，對集料篩網的尺寸進行調整，將體積過大的細集料充分過篩，使瀝青混合料中各材料的比例符合相關標準，并根據瀝青混合料的級配組成測定，采取正確的改進措施，其測定結果如下圖。

而為了確保試驗結論的真實性，配合比的計算工作采用Superpave 旋轉搓揉壓實成型方法和馬歇爾擊試驗方法，以此來對混合料比例的范圍進行細化，從而確定材料的使用參數。而通過對優化的瀝青混合料的基本性質進行測定，可以準確的計算出，該種優質混合料所需要的瀝青用量為4.1，并要求其結構空隙率達到4%。綜上所述，擁有最佳性能的瀝青混合料所需要的瀝青用量為3.86%。詳細數據請參照以下的表格。

3 試驗數據

根據以上內容，其結構空隙率和礦料間隙率則為特殊的控制點，說明瀝青混合料的優質性能與結構特點息息相關，但該結果仍舊需要試驗來進行證實，以此更加具有說服力。瀝青混合料動態穩定性的測定，采用輪碾成型法，在高溫的條件下使用車輪對混合料進行反復的碾壓，以此來模擬路面的壓實工作，碾壓次數足夠時，需要對混合料的表面進行仔細觀察，查驗是否有開裂之處。以此可以證實優化后的混合料具有高強度和耐熱性的特點。而后，在采用馬歇爾擊實法，制備完整的馬歇爾試件，經過浸水稱量等環節后，對混合料的水穩性進一步的測定。在試驗的過程中，需經過反復試驗，盡量減少試驗的誤差，從而使測定出的數據更加精確[3]。以上兩種方法都是十分傳統的試驗項目，具有操作方便，測量準確的

特點，下圖為得到的試驗數據。

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試驗數據指明，混合料結構之間需要存在合適比例的空隙，只有在正確的范圍內對混合料進行配比，才能過使混合料擁有一定的耐高溫和水穩性，從而使施工質量提高。

4 結束語

本文以某公路工程為例，將使用材料性質進行完整體現，使得瀝青混合料的生產前景更加廣泛，其主要參照我國瀝青混合料技術標準，并以美國Superpave20s設計為支持進行試驗。研究證實，空隙率和礦料間隙率的大小直接決定了混合料的性能。瀝青混合物優化后在高溫或低溫等條件的影響下，仍然可以保持其根本結構，使間隙率一直處在合格的范圍內，從而在進行施工時，能過保證道路工程的質量，不再需要考慮溫度、壓力等問題，從而推動道路工程的發展。