石屑棱角性近50秒AC-25C目標(biāo)配比設(shè)計(jì)

王文波

（中鐵十六局集團(tuán)有限公司，北京 100018）

1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)招標(biāo)文件技術(shù)規(guī)范[1]和新疆地區(qū)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時(shí)采用連續(xù)密實(shí)型級(jí)配，見(jiàn)表1。技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表1 AC-25C型瀝青混合料礦料級(jí)配范圍

表2 瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)

1.1 原材料

原材料檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表3。

1.2 瀝青混合料試拌油石比計(jì)算

根據(jù)材料密度預(yù)估油石比為4.0%時(shí)計(jì)算得到最大理論相對(duì)密度為2.480，目標(biāo)空隙率為4.0%，馬歇爾試件毛體積相對(duì)密度為2.380，此時(shí)礦料間隙率為12.4%，有效瀝青飽和度為67.7%。各體積指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

表3 原材料部分檢測(cè)指標(biāo)

1.3 ABC三組級(jí)配瀝青混合料馬歇爾試件體積指標(biāo)試驗(yàn)[2]

在進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，所有集料的篩分均為水洗篩分，石油瀝青A級(jí)-90號(hào)，油石比4.0%，瀝青混合料理論密度用實(shí)測(cè)法所得，混合料拌和溫度為140～160℃，擊實(shí)溫度為145～150℃。

試驗(yàn)后體積指標(biāo)與目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，毛體積相對(duì)密度太小，分析發(fā)現(xiàn)主要因素有二：

1）瀝青混合料填充不足，導(dǎo)致試件吸水率偏大；

2）配合比C增加了石屑用量，但針片狀多，棱角性大，不能填充空隙而難擊實(shí)，馬歇爾試件密度低。

2 配合比D級(jí)配瀝青混合料體積指標(biāo)試驗(yàn)

表4 四組配合比級(jí)配15-2610-155-103-5石屑礦粉消石灰合成A合成B合成C合成D上限下限31.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100100 26.593.2100.0100.0100.0100.0100.0100.097.898.098.297.610090 1934.1100.0100.0100.0100.0100.0100.078.380.282.976.39073 169.393.8100.0100.0100.0100.0100.068.771.474.965.98065 13.20.264.8100.0100.0100.0100.0100.059.362.065.655.67354 9.50.223.098.0100.0100.0100.0100.049.852.155.445.46245 4.750.20.514.375.0100.0100.0100.030.735.340.030.04528 2.360.20.51.020.080.0100.0100.022.426.430.422.83518 1.180.20.50.55.052.0100.0100.015.618.220.816.62712 0.60.20.50.51.024.4100.0100.09.310.511.710.8218 0.30.20.50.51.013.495.298.66.77.48.08.3155 0.150.20.50.51.07.590.596.65.35.66.06.9104 0.0750.20.50.51.03.983.690.24.24.44.65.862配合比A33.022.016.03.022.51.52.0100.0配合比B30.023.013.03.027.51.52.0100.0配合比C26.024.011.03.032.51.52.0100.0配合比D36.024.011.03.020.53.52.0100.0

表5 四組配合比試驗(yàn)匯總

增加填料，提高毛體積相對(duì)密度，提高幅度據(jù)試驗(yàn)確定；提高瀝青用量，考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高幅度在0.3%以內(nèi)；級(jí)配按工程級(jí)配的下限。據(jù)此“兩高一底”的設(shè)計(jì)方法再次試驗(yàn)，所有集料的篩分均為水洗篩分，石油瀝青A級(jí)-90號(hào)，油石比4.1%，瀝青混合料理論密度用實(shí)測(cè)法所得，混合料拌和溫度為140～160℃，擊實(shí)溫度為145～150℃，實(shí)測(cè)最大理論相對(duì)密度為2.466，目標(biāo)空隙率為4.1%，馬歇爾試件毛體積相對(duì)密度為2.365，此時(shí)礦料間隙率為13.0%，有效瀝青飽和度為68.4%，各體積指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

為檢驗(yàn)其配合比D級(jí)配施工現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪效果，特取車(chē)轍試件芯樣，芯樣粗集料分布均勻，嵌擠較好。見(jiàn)圖1。

圖1 馬歇爾試件及車(chē)轍試件芯樣

3 試驗(yàn)及施工注意事項(xiàng)

1）級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)，按工程級(jí)配的下限貼邊而行，2.36篩余盡可能少，因此米粒大小料起不了骨架作用，也起不了填充作用，多用針片狀多的此石屑對(duì)室內(nèi)馬歇爾擊實(shí)影響更大，不便于擊實(shí)。

2）級(jí)配按下限貼邊，形成骨架密實(shí)型瀝青混合料，制件裝料時(shí)方法如下：將拌和好的瀝青混合料分兩次入試模，第一次三分之二，以粗料為主，第二次所剩料全部裝入，插搗要輕入，不能有振動(dòng)，使細(xì)料均布于粗料間。

3）測(cè)試毛體積密度時(shí)，在毛巾上輕拍吸走連通孔隙內(nèi)和表面的可見(jiàn)水，以便較準(zhǔn)確測(cè)量毛體積和計(jì)算體積指標(biāo)。

4）此混合料因其棱角性大不便于室內(nèi)擊實(shí)，但在施工中增加膠輪碾壓次數(shù)，壓實(shí)性能還是較好的。施工瀝青用量據(jù)芯樣的原位空隙率可走下限。

4 結(jié)語(yǔ)

高速公路瀝青面層原材母巖材質(zhì)特殊，三級(jí)破碎和一級(jí)整形后針片狀滿足規(guī)范，但粒形較差，石粉含量少，在目標(biāo)配比設(shè)計(jì)有困難、不便于兩級(jí)整形和摻部分機(jī)制砂的情況下，可按“兩高一底”的方法設(shè)計(jì)目標(biāo)配比，并建議在棱角性大于30秒的基礎(chǔ)上增加上限指標(biāo)，以方便目標(biāo)設(shè)計(jì)和施工控制。