浅论沥青混凝土配合比设计

　　摘要：随着我国公路建设的发展，沥青混凝土路面具有诸多优势特点，越来越多地被应用到高等级公路建设中，但是沥青混凝土路面的一些问题却不容忽视。在各种因素的影响下，不可避免的会出现很多病害，这给沥青路面的使用品质提出了愈来愈高的要求，文章结合沥青混凝土路面工程，论述了沥青混凝土配合比设计方法的几点重要因素，包括级配类型的选择、原材料的选择、选材原则、沥青混合料配合比设计的原则和意义。

　　关键词：沥青混凝土;配合比;级配类型;原材料;选材原则

　　Abstract: with the development of road construction in China, it has many advantages of asphalt concrete pavement characteristics, more and more application of high grade highway construction to be in, but some of the problems of asphalt concrete pavement is not allow to ignore. Affected by various factors, inevitably there will be a lot of diseases, the quality of the asphalt pavement to use put forward more and more high demand, combined with the project of asphalt concrete pavement, this paper discusses the method of asphalt concrete mixture ratio design of some important factors, including the choice of the gradation type, the choosing of raw materials, material selection principle, asphalt mixing ratio of the design principle and significance.

　　Keywords: asphalt concrete; Mix; The gradation type; Raw materials; Selection principle

　　一、级配类型的选择

　　选择合适的沥青混合料级配类型是确保沥青凝土路面面层质量的前提。沥青混凝土面层设计的一般依据是《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)(以下简称《规范》)、《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)和《公路工程集试验规程》(JTG E42-2005)。我国现行规范规定，对沥青混合料的压实厚度和集料公称最大粒径的关系作了明确的规定：各层沥青混合料应满足所在层位的若能要求，便于施工，不容易离析，各层应连续施工并连接成为一个整体;沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应于压实层厚度相匹配对热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5-3倍，对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的2-2.5倍，以减小离析，便于压实。实践证明我国通行的中下面层的层厚较薄的采用的公称最大集料粒径往往偏大，混合料离析严重，它不仅达不到增强抗车辙能力的目的，相反还会造成沥青层透水，导致局部早期水损坏。所以对于沥青路面厚度较薄时，为了满足层厚与集料粒径的要求，除选择粒径较细的混合料外最好考虑减少路面的层次。根据近年来晋中路面所用材料的情况，经调查、试验、分析、比较可知，一般二级公路均采用一层AC-16沥青混凝土，不仅满足路面的抗车辙能力要求同时也满足路面的抗滑、渗要求。

　　二、原材料的选择

　　要保证工程质量，必须对工程材料进行严格的选择和检验，这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。选择、确定原材料应根据设计文件对路面结构和使用品质的要求，按照《规范》的相关规定，结合地材的供应情况，按照相关试验规程的要求进行检验，然后择优选材，使材料的各项技术指标都符合规定的技术要求。

　　(一)选材原则

　　组成沥青混凝土的原材料主要有：不同规格的粗集料、细集料、填充料(矿粉)、胶结料(沥青)。选择原材料按以下原则：技术性好，经济性好，结合环保就地取材。

　　(二)沥青的选择

　　沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量的主要因素。因此选择沥青标号时，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型及所在结构上的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。近几年，我们晋中市根据当地环境、气候条件及交通状况，选择了AH-90广泛应用于农村公路的路网改造，对提高沥青路面的使用品质发挥了很大作用。

　　(三)粗集料的选择

　　粗集料在沥青混凝土面层中的作用是通过颗粒间的嵌锁作用提供稳定性，通过其摩擦作用抵抗位移。其形状和表面纹理都影响沥青混凝土的稳定性，所以选择粗集料时，要严格按照粗集料的技术要求选择。即压碎值、洛杉矶磨耗损失、表观相对密度、吸水率、坚固性、针偏状颗粒含量等均符合要求。

　　(四)细集料的选择

　　细集料一般是指天然砂、人工砂、石屑等，在沥青混合料中增加颗粒间嵌锁作用，减少粗集料间的孔隙，从而增加混合料的稳定性。选择细集料时，除考虑应满足规范规定的技术指标外，还应考虑级配情况、与沥青的粘结力以及耐磨性和对混合料的稳定性。

　　(五)填料的选择

　　沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细的矿粉;粉煤灰作为填料时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%。高速、一级公路不宜采用粉煤灰作填料。

　　三、沥青混合料配合比设计

　　《规范》规定对沥青混合料的配合比设计采用三阶段配合比设计法。这一方法的目的是为了使设计程序化和深入化，使设计结果更加符合生产实际，以充分起到指导施工的作用。

　　(一)目标配合比设计

　　确定各矿料的组成比例。从施工现场分别取各类矿料进行筛分，用计算机或图解计算各矿料的用量，优选计算1～3组不同的矿料级配，使合成的矿质混合料级配位于表一范围的上方、中值及下方。本计算应反复进行，使矿质混合料级配曲线应接近一条顺滑的曲线，其中特别注意使0.075mm、2.36mm、4.75mm的筛孔通过量控制接近标准级配的中值。根据设计文件结构层的要求，选择相应的合格材料，先进行矿料级配比计算，找出最佳状态的配合比。一般情况下应使试配结果尽量靠近级配范围的中值。根据以往经验固定一个最佳沥青含量的范围，以0.5%间隔的不同油石比配置5～6组试件，分别进行马歇尔稳定度、孔隙率、试件密度、流值、沥青最佳沥青用量OAC，然后再按最佳沥青用量OAC制件，做水稳定性检验和高温稳定性检验。根据验证结果，若达不到相关规定则另选材料、调整级配或采取其他措施重做试验，直到符合要求，确定出较理想的目标配合比。

　　(二)生产配合比设计

　　目标配合比确定以后，要使实际施工中所采用的沥青混合料拌和设备进行生产配合设计。试验前，首先根据路面结构的级配类型，选择适当尺寸的振动筛。选择时要遵循：

　　1.动筛的最大筛孔应使超粒径的矿料排出，保证最大粒径筛孔的通过量在要求的级配范围内。

　　2.振动分档应使各热料仓的材料保持均衡，以提高生产效率。

　　3.应注意振动筛的孔径要与室内试验方孔筛尺寸的对应关系。试验时，矿料按目标配合比设计的比例由冷料仓取样进行各项指标试验，使其合成级配在要求范围内并大致接近中值，按此配比进行拌和，用热拌合料进行马歇尔试验，此试验的油石比采用目标配合比确定的油石比±0.3%进行试验。按照与目标配合比相同的试验方法确定最佳用油量，所得结果为生产配合比。据此结果根据拌和设备的拌和能力确定每盘料所需各热仓的矿料数量和沥青的数量。

　　(三)生产配合比的验证

　　生产配合比的验证是通过实际施工对预期结果的验证，也是从感性的角度对沥青混合料配合比设计的评估，同时也是对施工单位制定的施工方案的检验，检验期拌和、运输、摊铺、碾压工艺等的可行性和设备的匹配情况。这可从混合料的颜色、拌和均匀度、离析情况、碾压后的表面状况等方面做出判断;同时可组织试验人员对拌和摊铺后的混合料及时取样，进行抽提(如马歇尔试验)，对碾压段进行钻芯取样等各种检验，并对生产的全过程监控，检查各种设备参数材料投放是否准确。整理出该阶段的所有数据，进行对比分析，若有指标达不到规范要求，应对生产配合比或有关工艺做出调整，直至达到设计要求，据此写出总结报告，报监理及业主批准实施。

　　四、沥青混合料三阶配合比设计的意义

　　沥青混合料的配合比采用三阶段设计，对施工具有非常大的指导意义，其真正使室内试验与施工生产联系在一起。但是，在实际施工中还应注意以下几点：

　　1.必须克服以往只对混合料配合比设计采用目标配合比，而忽视生产配合比和验证配合比。特别应注意在生产配合比设计阶段，要严格控制冷料仓和热料仓的配比;当材料发生变化时，要及时调整配合比。

　　2.在进行配合比设计时，要具体问题具体分析，在不脱离《规范》的情况下，根据不同的材料，灵活地进行配比设计。

　　3.在配合比设计过程中，要和施工生产的实际情况相结合，不能脱离现有的技术条件;同时要严格施工管理，使混合料的生产始终控制在设计的最佳状态。

　　参考文献：

　　[1]中华人民共和国行业标准，公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)北京：人民交通出版社，2004。