沥青混合料的配合比设计

中南公路工程CentralSouthHighwayEngineering

Vol.28,No.3Sep.,2003

沥青混合料的配合比设计

李文虹

(海南路面工程有限公司,海南海口󰀁570206)

[摘󰀁要]结合海南地区气候特点,通过对海南环岛高速公路进行的各种试验,详细介绍了沥青混合料级配的设计。[关键词]沥青混合料;配合比;设计

[中图分类号]U416.03󰀁󰀁󰀁[文献标识码]B󰀁󰀁󰀁[文章编号]1002-1205(2003)03-0086-02

DesignofAsphaltMixturesinHainanRegion

LIWen󰀁hong

(HainanPavementEngineeringCorporationLimited,Haikou,Hainan570206,China)

󰀁󰀁[Keywords]asphaltmixture;proportioning;design󰀁󰀁沥青路面具有噪音低、行车舒适、施工期短、养护维修简便等优点,海南省东线、环岛西线高速公路,海榆东线、西线、中线公路等均采用沥青路面,取得一定的效益,同时也出现了一些问题。本文就海南特点针对沥青混合料配合比的设计进行探讨。

行,即控制好击实温度、击实功和密度的测试方法。

2󰀁混合料级配确定

根据海南地区的气候特点,就沥青混凝土配合比设计而言,要解决由此带来的高温抗车辙和抗水损害问题,必须合理地选定混合料的矿料级配。混合料的矿料级配对于混合料的体积指标和性能影响较大,其所选择的混合料矿料级配应能有效地提高动稳定度和降低空隙率,减少水损害的发生,同时要考虑混合料的压实以及现场铺筑的和易性。混合料级配设计常用的方法是图解法,以关键指标为主导,根据现场的原材料状况调整进行级配设计。首先,矿料中的粗集料部分是混合料影响路面压实和离析的主要原因,集料的最大粒径与路面

[1]

厚度比例,应根据规范规定,中下面层的集料最大粒径不宜超过层厚的2󰀁3;或参考美国的Superpave施工指南建议,沥青路面结构层厚度至少应为集料最大公称尺寸的3倍。粗集料的适量增加能够有效地提高动稳定度,使颗粒与颗粒之间互相嵌挤;另外细集料和填料对沥青混合料的体积指标相当敏感,把粗集料颗粒间的空隙充分填充,这样成型的沥青路面才会有较小的空隙率,能减少水损害的发生。结合海南的气候特点,应合理地选择与控制0.075mm,2.36mm,4.75mm三个筛孔的通过率。为了保证行车的安全舒适,4.75mm的通过率要接近下限

1󰀁沥青混合料配合比设计原则

良好的沥青混合料配合比设计能够有效地减少沥青路面辙槽、泛油等病害。只有结合海南地区气温高,雨水多的气候及水文地质特点,选择最佳的矿料级配与沥青用量,准确地把握混合料的体积指标,同时对沥青混合料的成型条件和测试方法按照实际情况统一规定,才能使设计出的配合比既满足规范的技术要求,又满足海南气候特点,保证沥青混合料的可比性和统一性。沥青混合料配合比必须掌握的原则:󰀂通过合理的级配与沥青用量保证其耐久性; 路面压实要符合空隙率要求,这样可以减少泛油现象的出现,减少水损害的发生和老化问题;!保证合理的构造深度和硬度;∀保证良好的施工和易性,即保证生产施工过程中的稳定性;#保证足够的稳定性,以满足交通荷载的作用。

沥青混合料的空隙率作为重要指标,在标准成型条件下,马歇尔试件的空隙率最好控制在4%左右,为了在配合比设计时能正确地反映出混合料的这些指标,试验必须严格按规范要求的成型条件进

[收稿日期]2003-04-28

[作者简介]李文虹(1968-),女,工程师。主要从事公路设计与施工管理工作。第3期李文虹:沥青混合料的配合比设计87

才能保证有足够的粗骨架,有较好的构造深度,并能有效的降低噪音;海南的气温高,为了能有效地提高混合料的动稳定度,选择0.075~2.36mm段要偏中值以下,特别是2.36mm的量应尽可能的少,这样可避免混合料软弱;胶粉比,指0.075mm的通过率与有效沥青用量之比,应控制在0.6~1.2之间,最大不能超过1.6,可用少量的消石灰来提高沥青混合料的高温稳定性。以海榆中线新序至屯昌段、海南环岛西线高速公路儋州出口路的AC-16I沥青混合料配合比设计为例,这两段路的碎石为同一石场生产,其检测值,见表1。

表1󰀁碎石检测值

筛孔󰀁mm

编

号1234

路线

4.7551.935.449.836.0

2.36通过率󰀁%

海榆中线

44.722.634.727.3

4.75.74.54.44~8

58910118951052∃800

7.85.5

0.075

动稳定度󰀁路面空隙

(次󰀁mm)率󰀁%

保与规范控制指标的可比性。

4󰀁最佳沥青用量体积指标测试方法

现行规范里提到的沥青混合料试件密度的测试方法有表干法、水中重法、蜡封法和体积法四种,对

于同一种沥青混合料,每一种试验方法测出的试件密度都会有差异,这些差异会导致空隙率、矿料间隙率、饱和度产生较大的变化,见表3。

表3󰀁四种测试方法简单比较

方法水重法表干法腊封法体积法

计算用试件重量试件的空中质量试件的空中质量试件的空中质量试件的空中质量

计算用的试件体积

混合料体积+试件内部的闭空隙(开

空隙几乎可忽略)

混合料体积+试件内部的闭空隙+连通表面的开空隙

混合料体积+试件内部的闭空隙+连通表面的开空隙

混合料体积+试件内部的闭空隙+连通表面的开空隙+表面凹陷

海榆西线规范要求

5.86.5%8

42~6332~50

󰀁󰀁对于I型密级配混合料来说,规范规定可以采用水中重法、表干法、腊封法来测定混合料的毛体积密度。在海南环岛西线高速公路儋州出口路工程中,由于选定了粗骨料多的级配,使试件连通表面的开空隙增加,做配合比设计时就不能采用水中重法,因为,水中重法只适合于几乎不吸水(相当密实)的试件;另外两种测定试件毛体积密度的方法都能准确测定试件的密度,但表干法在具体做法上,&从水中取出试件,用拧干的湿毛巾轻轻擦去试件的表面水(不得吸走空隙内的水)∋,不容易把握,也不够准确;腊封法由于采用石腊将试件整个封住,能够准确的换算出混合料的毛体积密度,所以在实际工作中多采用腊封法。腊封前最好将试件放入4~5∗的冰箱中冷冻35min,测定时一定要严格控制蜡的温度为55∗(0.5∗,石腊的密度要尽可能的准确。

󰀁󰀁从表1可知:编号1的配比满足规范要求的中值,但不能满足海南的气候特点,编号2、3、4有较高的动稳定度和较小的空隙率都能满足要求;编号2、4由于其粗集料较多使混合料的温度下降很快,若不及时摊铺和碾压,成型路面空隙率就难控制,容易产生水破坏;编号3既能满足海南的气候特点,又具有施工和易性,故在海南地区较多的被使用。

3󰀁试验温度控制

规程规定,由&沥青结合料的粘温曲线∋来确定沥青混合料的拌和温度和碾压温度(击实温度),以(0.17(0.02)Pa)s作为拌和温度,以(0.28(0.03)Pa)s作为碾压温度(击实温度)。海南环岛西线高速公路儋州出口路为例,其AH-70沥青布氏旋转粘度试验结果,见表2。

表2󰀁沥青布氏旋转粘度

检测项目检测方法布氏粘度

检测温度󰀁∗135175

单位0.4300.086

[2]

5󰀁结语

在进行沥青混合料的配合比设计时,设计出的

混合料要求不能因过密而引起压实过程的超密现象,同时混合料压实后不能透水,路面压实既要满足压实度的要求,也要满足路面空隙率的要求。在确定混合料级配时,要结合施工现场的实际情况,尽可能选择适合本地区的级配曲线。

[参考文献]

[1]󰀁JTJ032-94,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]󰀁JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

Pa)s

试验检测结果T0625-2000

󰀁󰀁根据&沥青结合料的粘温曲线∋得出,其拌和温度为155~165∗,碾压温度为145~155∗,碾压温度比规范的要求高,在这个温度范围内击实试件的空隙率应为4%左右。由于粗骨料增加,混合料的温度损失较快,只有严格控制标准击实温度,才能确