试述影响沥青混合料配合比设计的因素

试述影响沥青混合料配合比设计的因素（精选8篇）

1.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇一

胶粉及胶粉复合改性沥青混合料的配合比设计研究

胶粉及胶粉复合改性沥青混合料宜采用S型嵌挤级配.本文结合<公路沥青路面施工技术规范>(JTG F40-)有关要求,明确给出了S型嵌挤级配的定义,并对其进行了验证.室内试验结果表明:采用S型嵌挤级配的胶粉及胶粉复合改性沥青混合料具有适宜的.体积参数,良好的高低温性能和水稳定性能.

作 者：张文佳 李玉梅 田莉 汪德才 作者单位：张文佳(新疆建设职业技术学院,新疆乌鲁木齐,830011)

李玉梅,田莉,汪德才(河南省交通科学技术研究院有限公司,河南郑州,450006)

刊 名：城市建设英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN年，卷(期)：“”(21)分类号：关键词：胶粉 改性沥青 S型 级配设计 性能测试

2.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇二

1目标配合比设计

目标配合比设计是沥青混合料设计的第一步,即先在试验室内进行试验。忠垫高速公路沥青表面层设计为AC-13C型沥青混合料。首先要明白AC-13C的含义,它的全称解释为:粗型密级配沥青混合料,最大粒径16 mm,最大公称粒径为13 mm。

1)材料的选择和试验。沥青:根据气候分区忠垫高速公路选择的沥青标号为A级90号改性沥青。粗集料:选定以华莹山产玄武岩碎石作为上面层粗集料。细集料:忠垫高速公路采用重庆涪陵产石灰岩机砂作为细集料。填料:采用了由垫江当地产的石灰岩加工成的矿粉。

2)根据设计文件的级配范围确定各种矿料的合成比例,见表1。根据各种矿料的筛分级配曲线和级配范围,采用人机对话法,试配出按设计文件要求的接近上限、接近中值、靠近下限三种合成级配曲线。并分别得出不同级配曲线各种矿料的组成比例,见表2。

3)最佳沥青用量的确定。根据经验预估最佳沥青用量为4.9%,取3.9%,4.4%,4.9%,5.4%,5.9%的沥青用量分别与上限、中值、下限三个合成级配。成型马歇尔试件测定毛体积密度、计算空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度等体积参数,测定马歇尔稳定度和流值,采用计算法计算混合料的理论最大密度。本文以合成级配为中值作为例子,对最佳油石比的确定方法作出说明。

根据试验结果,求出相应密度最大值a1的沥青用量5.06%,稳定度最大值a2的沥青用量为4.90%,目标空隙率为5%时a3对应沥青用量为4.58%,沥青饱和度中值a4的沥青用量4.83%。据公式:OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=4.82%。

以密度、稳定度、流值、目标空隙率、沥青饱和度均符合要求的沥青用量范围,OACmin为4.50%,OACmax为5.05%计算:

在此基础上以OAC1和OAC2的中值计算最佳沥青用量OAC为:OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.8%。

用上述同样方法分别对接近上限和接近下限的另外两个掺配比例,成型不同沥青用量的马歇尔试件:获得上限合成级配的最佳沥青用量为5.1%,下限合成级配的最佳沥青用量4.6%。沥青用量为5.1%时,沥青用量偏大,且细集料所占比例较大,混合蠕动性能较差。当沥青用量为4.6%时,由于粗集料所占比例高,施工时易产生离析,平整度及压实质量无法保证。综上所述,最后选用4.8%沥青用量和合成级配曲线接近中值的掺配比例拌制沥青混合料及成型马歇尔试件。

结果表明:当沥青用量为4.8%时,各项技术指标满足现行施工技术规范和设计文件要求,从而确定目标配合比的最佳沥青用量为4.8%。

4)对沥青混合料性能的检验。高温稳定性检验:按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0719规定的方法与试验条件进行标准车辙试验测得的动稳定度为4 147次/min,满足施工技术规范和设计文件要求。水稳定性检验:按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0709,T0729规定的方法与试验条件进行残留稳定度及冻融劈裂试验测得的残留稳定度为97%,残留强度比为85.7%,满足现行施工技术规范和设计文件要求。渗水系数及低温抗裂性能均满足现行施工技术规范和设计文件要求。

5)目标配合比组成及合成级配。据以上各项试验结果得出了忠垫高速公路LM2合同段SBS改性沥青上面层AC-13C型目标配合比结果如表3,表4所示。

经过以上一系列过程,我们便完成了配合比设计的第一步工作,即目标配合比设计。

2生产配合比设计

在目标配合比确定之后,必须利用工地施工现场实际到位的沥青搅拌设备进行生产配合比设计。忠垫高速公路使用的是日本田中LMP-3000型间歇式沥青拌楼。生产配合比设计阶段主要解决的两个问题是:热料仓的配料比例和生产配合比的沥青用量。

2.1热料仓的配料比例确定

根据AC-13C的级配范围要求,选用19 mm,10 mm,5 mm,3 mm四层振动筛。按目标配合比的比例上料,反复调整各种冷料仓的流量,使热料仓的各种料比例大致接近目标配合比,使冷热料平衡不出现溢料和等料现象。并将除尘设备开到正常情况。在这两种状态下取热料进行试验。取料时宜按粒径从大到小放热料。每种热料放两次取第二次的,用装载机在下料口接后倒在平地上,从不同部位取有代表性样品经分料器缩分后送回试验室备用。根据各种热料的筛分级配曲线结果,按目标配合比的级配曲线,采用人机对话法,用EXCEL计算出各种热料仓的组成比例及合成级配(见表5)。

2.2生产配合比最佳沥青用量的确定

生产配合比最佳沥青用量确定和目标配合比最佳沥青用量确定的方法没有大的区别,只是用的是热料仓的材料。分别成型目标配合比的最佳沥青用量及±0.3%最佳沥青用量,得出各种参数后,取毛体积密度最大值a1、稳定度最大值a2及沥青饱和度中值所对应的油石比a3,取a1,a2,a3三个数值的平均值作为生产配合比的最佳沥青用量。通过上述方法得到了生产配合比最佳沥青用量。用已确定的最佳沥青用量和热料仓掺配比例试拌沥青混合料,进行各种相关试验,测参数是否满足设计,否则还应做相应的调整。生产配合比阶段得到的试验数据见表6。沥青用量与毛体积密度、稳定度及沥青饱和度关系如图1~图3所示。

这一阶段值得注意的几个问题是:1)在体积指标计算时应采用热料仓中的料重新测各种热料的密度。2)拌合楼在安装完成后必须经计量单位检定合格后才可使用。3)对检测沥青含量的各种设备应进行空白试验标定,提高检测的准确性。这一点对于沥青拌合楼油石比的控制很重要。

经过室内试拌最后得出了忠垫高速公路沥青上面层的生产配合比如表7所示。

到此完成生产配合比的设计过程。

3生产配合比验证

此阶段即为做试验段。通过铺筑试验段对生产配合比进行验证的同时,也是对全套施工设备的能力和施工组织工作进行全面的检验。首先选定了有代表性的施工路段作为试验段,试拌前通知了业主、监理单位和相关人员到场。拌合楼按选定的生产配合比进行了试拌,在场人员对混合料的级配和油石比发表了意见。大家都认为按生产配合比拌制出来的混合料均匀一致、色泽光鲜,具有很好的蠕动性能,可以用此混合料在试验路段上试铺。施工过程中进一步观察了混合料摊铺、碾压过程和成型后路面的状况,试验人员取有代表性混合料进行各种试验,并在施工次日进行了试验段验收。所有检测项目均满足设计要求,试验段所得到的各项数据可以指导大面积生产。忠垫高速公路通过试验段验证得出的标准配合比为:1号仓∶2号仓∶3号仓∶4号仓∶矿粉∶沥青=22%∶35%∶12%∶25%∶6%∶4.8%。

摘要：结合工程实例,从目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段,阐述了沥青混合料的配合比设计方法,并总结了配合比设计过程中的注意事项,使沥青混合料达到最佳的配比效果。

3.沥青混合料设计配合比调整浅析 篇三

【关键词】公路；沥青路面；配合比设计；马歇尔设计法

【Abstract】Road asphalt concrete is closely related with proportioning design. In this paper， aiming at the existing problem of asphalt concrete Marshall design method are analyzed， and improvement measures were put forward， and the principle of proportion of construction adjustment.

【Key words】Highway；Asphalt pavement；Mixture ratio design；Marshall design method

1. 沥青混合料设计任务及路用性能要求

沥青混合料设计任务主要是根据工程项目的实际需要，选择合适的沥青结合料及集料，并用合理的设计方法把这些材料组合起来，使完工的沥青路面满足交通流及当地气候需要。沥青混凝土设计一般是体积设计法和体积分析法。热拌沥青混合料设计的目标，应该达到如下路用性能：

1.1 耐久性。要求沥青混合料含有足够的沥青结合料，保证集料颗粒周围有足够的沥青薄膜，减少沥青混合料运行周期内的老化。经严格压实的沥青混合料不应该有较高的空隙率，高孔隙率会加速老化，难以达到使用寿命周期。

1.2 抗疲劳开裂能力。正常情况下的疲劳开裂（龟裂）是路面承受设计荷载的标志，是沥青路面结构设计的一项主要指标。沥青路面在设计寿命周期末才出现疲劳开裂，毫无疑问，这个设计配比是成功的；如果疲劳开裂出现比较早，刨去压实不密实和交通量远远大于预期等因素，那就是沥青混凝土配合比设计有问题。克服疲劳开裂的途径：路基边沟严格按照图纸施工并保持排水通畅，路基没有用不透水性材料包裹透水性材料，路基压实度确实达到设计压实度（不是试验检测弄虚作假），充分考虑远景交通量迅猛提高，采用较厚的路面结构（路面基层水泥稳定碎石配比适当养生充分没有裂纹）。

1.3 抵抗永久变形的能力。在路面交通荷载的反复作用下，沥青混合料内部结构不应被破坏。现在渠化交通普遍，车辙等病害普遍发生，这就要求沥青混合料级配设计精准。沥青混合料抗变形能力不足，通常要在级配组成、沥青等级及用量、孔隙率等方面找原因。事实证明，采用骨架嵌挤型级配和改性沥青，可最大程度上解决路面车辙病害。

1.4 水损害抗力。沥青混合料受到自然水浸泡的影响时，会导致集料表面和沥青结合料失去粘结力。此时应考虑掺加抗剥落剂。

1.5 低温开裂抗力。在北方寒冷季节，路用沥青混合料能够不开裂，将会大大延长路面使用寿命。这时就应该采用柔韧性好的沥青结合料。

1.6 抗滑性。这是对应路面上面层骨料设计问题。如果感觉到上面层骨料用石灰岩碎石满足不了实际抗滑需要，就要采用硬度高、抗滑性能好得多的玄武岩碎石。

2. 马歇尔设计方法存在的问题

2.1 采用接近最大密度线的配比。事实上，最接近最大密度线时，路面使用性能不一定是最好的，也就是说，用级配中值设计的配合比不一定是最好的。

2.2 关于体积计算体系。计算压实沥青混合料的方法一般用水重法，，测量的是视密度，这样可能导致计算出的空隙率偏小。另外，没有充分考虑集料空隙吸收沥青结合料，导致最终配比沥青结合料含量偏低，直接导致路面结构层耐久性差。

2.3 沥青老化因素。研究表明，即使是吸水率低于2%的集料，老化2h后吸收沥青的数量可达到0.5～1.0%，因此，不管集料吸水率是否小于2%，都应当考虑集料空隙吸收沥青的数量。

3. 马歇尔设计方法的改进

为了进一步提高沥青混合料设计质量，我国在现行马歇尔设计理念基础上，结合美国Superpave设计思想，引进集料有效比重概念及混合料短期老化的办法，对马歇尔设计方法最佳集料级配选择，从程序上和计算方法上进行改进和补充。

3.1 根据拟设计的混合料类型，与各种集料及填料的颗粒組成，按试配组合成三种试验级配，一组级配位于规定范围的中值附近，另外两组级配接近级配范围的上、下限。按关键筛孔2.36mm、4.75mm与0.075mm的通过率进行控制。

3.2 选择混合料初始沥青含量，初始沥青含量应接近最佳沥青含量。用下式计算：

Pbt=1.18+0.982（VMA-Va）/Gsb；式中：

Pbt——初始沥青含量，按混合料质量百分率计，%；

VMA——压实混合料集料间隙率，可先用规定的最小值+0.5%估算，后按试验结果校正；

Va——压实混合料孔隙率，可取设计孔隙率4%；

Gab——混合料集料组合体积毛重。

3.3 将拌和好的试样放入烘箱，在拟定的压实温度平均值保持2h进行短期老化，然后进行制件。

3.4 制件被压实冷却后，将其脱模，测定试件毛体积重Mmb，并计算压实混合料的空隙率Va、VMA和VFA等体积指标，随后，根据试验结果计算组合集料的有效比重Gse，根据确定的Gse计算集料吸收沥青百分率Pba，进而获得有效沥青含量Pbe和粉油比DP。

3.5 试验结果分析。对三种试验级配混合料进行评价：其中VMA、VFA、粉油比、马歇尔稳定度与流值均符合设计要求，孔隙率又接近4%设计值的一种级配，被确定为最佳级配或设计级配。

4. 工程级配调整

4.1 《沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）在沥青混合料矿料级配选择与调整方面，根据“沥青混合料矿料级配和配合比设计方法的修订”课题研究成果，借鉴美、日等国的方法，提出工程设计级配的概念，对最常用的密级配沥青混合料分为粗型和细型，它与原规范根据孔隙率分为Ⅰ型和Ⅱ型的性质不同，粗型和细型都属于密级配，孔隙率都在3%～6%之间，之所以分成这两种型号，主要是供不同的气候条件和交通条件选择级配时作参考，并要求设计单位和业主单位针对所建设工程的气候条件、交通条件、公路等级以及所处层位确定和调整工程设计级配。相比原规范直接为工程确定一个级配范围，配合比设计尽可能接近中值有了很大改进。现行规范给出了几种类型沥青混合料与沥青碎石混合料矿料级配。

4.2 规范规定级配范围较宽，这样同一级配的上限和下限所拌混合料会有较大的差别。所以，在设计时可根据需要将目标级配线靠上一些，使混合料总的偏细一些，即成所谓的细型密级配（AC-F）；或将目标级配线靠下一些，使混合料总的偏粗一些，即成所谓的粗型密级配（AC-C）。在这种情况下，给施工单位的生产级配范围做必要的调整，而不能将规范原来的级配给施工单位。在级配设计时，尤其要注意控制几个关键筛孔的通过率，即4.75mm和2.36mm两个筛孔。规范给出了粗型和细型密级配沥青混合料的关键性筛孔通过率。

4.3 沥青混合料的设计级配应处于规范规定的级配范围内，根据气候条件、交通条件、公路等级、材料品种，通过条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定，必要时允许超过规范的级配范围。工程设计级配范围应遵循以下原则：

4.3.1 首先按规范确定采用粗型（C型）或细型（F型）的混合料，对夏季温度高、高温持续时间长、重载交通量大的路段，宜采用粗型密级配沥青混合料（AC-C型），并取较高的设计空隙率。對冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通量小的路段，宜采用细型密级配沥青混合料（AC-F型），并取较低的设计空隙率。

4.3.2 为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能要求，配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径较多，形成S型级配曲线，并取中等偏高水平的设计空隙率。

4.3.3 确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑的要求。

4.3.4 根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范级配范围要窄，其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%。

4.3.5 沥青混合料的配合比设计应当充分考虑施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实，避免造成不必要的离析。

4.3.6 在多雨潮湿地区，重交通或渠化交通情况下，一般多采用粗型密级配并配置成S型级配曲线。同时，尽量避免级配曲线穿越级配禁区（0.3～2.36间的三角区）。

5. 结束语

4.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇四

SBS改性沥青混凝土路面上面层混合料配合比设计探讨

文章结合陕西省西安至汉中高速公路施工实践,介绍了SBS改性沥青混凝土路面上面层混合料配合比设计方法及过程,提出操作过程中应注意的事项,以供同类工程施工参考.

作 者：张大伟 ZHANG Da-wei 作者单位：广西壮族自治区航务工程处,广西,南宁,530021刊 名：企业科技与发展英文刊名：ENTERPRISE SCIENCE AND TECHNOLOGY & DEVELOPMENT年，卷(期)：2009“”(16)分类号：U415.6关键词：SBS改性沥青混凝土 上面层 配合比设计

5.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇五

废旧轮胎中含有天然橡胶、合成橡胶、硫磺和碳黑等成分, 是道路沥青良好的改性剂。国内外研究表明, 废旧橡胶粉可明显提高基质沥青的使用性能, 橡胶沥青混合料具有优良的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力, 其抗老化性能和抗疲劳性能更优于其他改性沥青混合料, 橡胶沥青混合料摊铺成高油石比的高弹性低噪音路面, 可有效地阻止水对路面的破坏, 提高行车的舒适性, 降低噪声污染, 减薄路面层的厚度, 抵抗重交通荷载和不良气候的影响, 适宜于高等级公路沥青路面工程。

2 项目概况

某高速公路第25标段试验路段, 沥青面层采用4cm厚AR-AC13橡胶沥青混合料, 并设置平均厚度为1cm的橡胶沥青SAMI应力吸收层, 以防止沥青路面的反射裂缝并起到防水的作用。

3 AR-AC13橡胶沥青混合料配合比设计

3.1 原材料选择

3.1.1 基质沥青

本项目采用AH-70基质沥青, 其主要技术指标经测定满足规范要求, 技术要求主要参照JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》。

3.1.2 集料

AR-AC13橡胶沥青混合料中, 粗集料多, 细集料少, 所以必须采用坚固、针片状含量少, 同时有较好黏附性能的石料。本试验路采用本地碎石, 填料采用P.O.32.5缓凝水泥, 以增强沥青与石料的黏附性。经验证, 所采用集料的主要技术指标均能满足规范要求。

3.1.3 橡胶粉

废旧轮胎生成的橡胶粉颗粒表面呈羽絮状, 表面呈毛刺状, 比表面积较大, 这样的结构利于橡胶与沥青的吸附。本试验路采用某橡胶粉厂生产的20目胶粉。

3.2 橡胶沥青混合料配合比设计

项目根据地区的气候条件以及橡胶沥青混合料的技术特点, 取5.4%作为AR-AC13橡胶沥青混合料的设计空隙率。

橡胶沥青混合料级配, 参考国外的级配范围, 本试验路的混合料配合比要求较高的粗集料含量, 粗集料骨架结构的形成, 将有效避免橡胶颗粒干涉压实作用;这种混合料的细集料较少, 形成类似于SMA的断级配形式, 混合料的设计油石比为8.4%。

4 橡胶沥青路面施工技术

4.1 橡胶沥青的制备

橡胶沥青制备采用现场改性方法, 在生产工艺中, 搅拌速度、反应时间及温度等因素影响橡胶沥青品质, 需根据实际情况确定。其中, 反应温度尤其重要, 橡胶沥青的生产温度宜控制在180℃~195℃, 反应时间一般为45~60min。

本次试验段基质沥青采用AH-70沥青, 橡胶粉采用某橡胶粉厂20目胶粉, 80%基质沥青与20%的橡胶粉。由于橡胶粉与沥青的反应过程较慢, 橡胶沥青采用间歇式方式加工, 先将AH-70基质沥青加热到170℃左右, 再将基质沥青和橡胶粉按确定的比例同时加入橡胶沥青混融罐中, 通过快速升温罐将混合料升温至190℃~200℃, 再泵入反应釜中反应45min, 使橡胶粉与沥青的反应充分, 同时也可减小橡胶沥青离析的问题。橡胶沥青的出料温度控制在200℃左右。

橡胶沥青的性质有多项指标表示, 其中黏度指标对于橡胶沥青特别重要, 高温黏度能够反应橡胶沥青的可施工性能, 而且对胶粉掺量敏感、与混合料性质相关性好。所以在橡胶沥青拌制混合料之前, 进行了黏度等指标检测。

4.2 橡胶沥青混合料的搅和

本工程采用LB2000型沥青混凝土拌和, 筛网设置决定了混合料级配的稳定性和生产经济性, 根据本试验路所用矿料的级配情况, 热料仓选择的筛网孔径为18.0、11.0、6.0、3.0mm, 混合料中粗集料用量比例较大, 生产过程中需要严格控制好拌和楼冷料上料速度与热料仓的料位平衡。

加工好的橡胶沥青成品罐直接与拌和楼对接, 由于橡胶粉能吸收沥青中的油分, 使稠度增加, 橡胶沥青裹敷在碎石表面的沥青膜大为增厚, 为了增强辉绿岩集料与橡胶沥青的粘结性能, 特掺入2.5%的缓凝水泥作为抗剥落剂, 水泥从矿粉仓进入拌和锅。生产过程中, 拌和周期约为60s, 其中干拌约8s, 湿拌约40s, 要求拌出的沥青混合料沥青裹覆得均匀, 无花白料。沥青加热温度为180℃~190℃, 矿料加热温度为190℃~200℃, 混合料出厂温度控制在185℃左右。

4.3 橡胶沥青混合料运输

为了确保摊铺时混合料的温度保持在175℃左右, 混合料应采用大吨位自卸车运输, 运料时所有车辆采取加盖双层棉被等保温措施。开始摊铺时, 现场待卸料车辆不得少于5辆, 以保证连续摊铺。卸车时需做到不掀开棉被, 直接卸料。

4.4 橡胶沥青混合料摊铺

橡胶沥青混合料温度一旦下降, 混合料将难以碾压, 为了保证压实度和平整度, 需要采取措施保证摊铺机的连续运作。本试验路采用2台摊铺机联合摊铺:1台ABG423摊铺机, 摊铺宽度为6.25m, 摊铺主车道和路肩一侧;1台ABG325摊铺机, 摊铺宽度为4.25m, 摊铺超车道一侧, 摊铺速度约2.5m~m·min-1。由于混合料的级配较粗, 摊铺时在搭接位置和路缘带附近容易出现集料离析带, 为防止横向离析, 在ABG325摊铺机加装了一个螺旋叶片及前挡板, 并适当调整了搭接宽度。此外, 为防止摊铺过程中出现温度离析, 导致碾压不足的现象, 应保证摊铺作业的连续性, 协调好运输车与摊铺机的衔接, 切勿出现停机待料的情况。

4.5 橡胶沥青混合料碾压

橡胶沥青级配混合料级配粗, 胶结料黏稠, 相比普通动压实功。橡胶沥青级配混合料不推挤, 初压就可以采用振动方式紧跟摊铺机进行碾压。为了防止黏轮和泛油现象, 本试验路采用了4台双钢轮压路机在全宽范围内分别紧跟2台摊铺机负责约半个摊铺路面的压实。碾压遍数为:先初压2遍, 前进时静压后退时振压, 复压3遍, 前后开振, 最后终 (静) 压2遍, 碾压速度控制在4km·h-1以下。

5 路面检测与施工效果分析评价

试验路完工后, 实验室按照验收评定相关要求, 组织了对部分验评项目的现场检测, 检测项目包括渗水系数、构造深度和压实度。

为检验路面的密水效果和表面抗滑性能, 对完工路面的6个位置进行了检测, 每个位置取3个测点进行渗水系数和构造深度试验, 测试结果取均值。检测点路面渗水系数均符合设计要求 (渗水系数设计值要求不大于120m L.min-1) ;表面构造深度均值大都控制在1.1mm左右, 表明设计的混合料具有较好的抗滑性, 施工均匀性也较为理想。

为了检验路面的压实效果, 对路面压实度进行了检测。芯样厚度、马氏压实度和理论压实度均满足技术要求, 路面现场空隙率为5.3%, 与配合比设计空隙率基本吻合, 表明采用的碾压工艺合理, 取得了预期效果。本工程通车一年后检测, 未发现大的反射裂缝现象发生, 说明采用路面橡胶沥青混合料施工取得了良好的实际效果。

结语

综上所述, 橡胶沥青混凝土能全面提高路用性能, 能很好迎合道路路面工程对高性能沥青混凝土不断增长的需求, 同时实现低污染回收利用废旧轮胎, 应用前景远大。室内的初步试验表明, 橡胶粉能同时显著改善沥青混合料的高温稳定性、抗水损坏性能和低温性能, 使公路路面综合性能得到较大范围的提高。

此外, 橡胶沥青混合料施工工作性很好, 施工温度的要求不超过其他改性沥青, 运卸铺离析减少, 施工工艺只须在现有机械设备基础上稍作调整, 技术指标和手段进行少量的补充, 就可以更好控制施工质量。可以预见, 未来几年橡胶沥青混合料在我国沥青路面工程中具有广阔的应用前景。

摘要：本文结合工程实例, 阐述了高速公路沥青路面采用橡胶沥青混合料的配合比设计要点, 实践证明, 沥青路面采用橡胶沥青混合料对防治路面反射裂缝效果良好。

关键词：橡胶沥青混合料,配合比设计,施工技术

参考文献

[1]王伟.橡胶沥青混合料高温性能研究[D].上海:同济大学, 2008.

6.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇六

1 沥青混合料配合比设计与优化

1.1 重视原材料产地的考察

选择适宜的石料厂,应从几方面进行考察:运距、价格能否满足施工需要,石料的物理化学性质、各项技术指标是否合格。综合考虑各种因素,才能选择最为合适的石料厂。

1.2 取样进行原材料试验

在石料厂选取有代表性的石料,在试验室首先进行原材料筛分试验,然后进行其他技术指标试验。粗集料质量技术指标主要有:压碎值、视密度、吸水率,对沥青的粘附性、坚固性和细长扁平颗粒含量;细集料的质量技术要求主要有:视密度和砂当量;矿粉应检测:视密度、颗粒范围、含水量和亲水系数;沥青应检测三大指标:延度、针入度和软化点。

1.3 进行沥青混合料配合比设计与优化

根据原材料的筛分结果,在计算机上进行配合比设计。计算机可以对拌合机调试生产配合比很快做出反应,使沥青混合料的配合比更加准确、快捷,并可直接打印出计算结果和级配曲线。可以根据筛分结果,利用计算机设计出几种不同的配合比方案供参考,混合料的粗细在级配曲线范围内可以根据需要调整,并通过对比优化,找出最易理解的、经济适用的配合比方案。如果原材料的级配太差,根本无解,计算机会通知更换原材料。

1.4 进行室内马歇尔试验

1.4.1 成型马歇尔试件

根据电算法所采用的最佳配合比方案,室内成型马歇尔试件。

1.4.2 最大(或理论)密度

沥青混合料的最大(或理论)密度是确定沥青混合料孔隙率或空隙率的依据,也是一些国家确定沥青混凝土现场压实度(以空隙率表示)的依据。

有三种方法用于确定沥青混合料的最大(或理论)密度。第一种方法是利用不同粒级矿料的密度以及它们各自在沥青混合料中所占的比例通过计算确定沥青混合料的理论密度。第二种方法是真空法。第三种方法是溶剂法。最常用的是第一种方法。

在计算沥青矿料混合料的理论密度时,除矿粉只能采用视密度外,对于其他粗细集料都应采用其毛体积密度与视密度的平均值。即使对于吸水率小于1%的矿料,也应采用其毛体积密度与视密度的平均值。比较计算表明,即使粗细碎石的吸度的平均值大,随毛体积密度的变化,视密度从2.750 g/cm3增加到2.900 g/cm3,它将使沥青混合料的理论密度产生0.02 g/cm3的差异,并使计算所得的马歇尔试件的空隙率产生0.7%的差异。

至于马歇尔试件中矿料之间的孔隙率,显然应该用矿料的毛体积密度(但矿粉只能用视密度)计算。

1.4.3 实验说明

1)基本数据。

a.沥青混凝土的配合比(沥青用量用油石比表示),粗集料∶细集料∶矿粉∶沥青=55.30∶36.80∶7.90∶7.48。

b.各种材料的相对密度(见表1)。

c.按ASTM D2041测定的沥青混合料的最大相对密度Gmax=2.438。

d.压实沥青混凝土(马歇尔试件)的毛体积相对密度为Gb=2.344。

2)计算。

a.按基本数据计算所得的沥青混凝土试件的空隙率为3.86%。

b.粗集料和细集料的毛体积相对密度与表观相对密度的平均值分别为2.682 5 g/cm3和2.808 0 g/cm3。

c.沥青混凝土的最大相对密度:

$G{}_{\max }=\frac{100+7.48}{\frac{55.30}{2.6825}+\frac{36.80}{2.8080}+\frac{7.90}{2.697}+\frac{7.418}{1.010}}=2.4396$。

由此可见,计算所得的最大相对密度仅比实测最大相对密度大0.001 6,相当于大0.066%。

d.沥青混凝土试件的空隙率:

$\gamma {}_a=1-\frac{2.344}{2.4396}=3.92\%$。

计算所得的空隙率3.92%仅较前述3.86%大0.06%。

上述最大相对密度之差0.001 6和空隙率之差0.06%,实际上都位于最大相对密度的平行试验误差范围内。

如直接用矿料的表现相对密度计算,则沥青混凝土的最大相对密度是2.496 8,沥青混凝土试件的空隙体积率是6.12%,比最大相对密度实测结果大0.058 8,相应的试件空隙率为6.12%,较3.86%大2.26%。

2 沥青混凝土面层压实标准的讨论

2.1 国外对压实度的要求

一些国家对磨耗层(表面层)和中面层的压实度要求较底面层的要求高,前两者为最小97%～98.5%,后者为最小96%或98%。它们同时规定了现场压实后沥青混合料的空隙体积率要求。磨耗层的空隙体积率,多数国家要求不大于7%(包括美国),中面层和底面层的空隙体积率,有的国家允许大于7%,后者取决于所采用的沥青混合料马歇尔试验的空隙率。德国规定SMA的现场空隙体积率小于6%。

2.2 增加空隙体积率作为现场控制压实的指标

用压实度评定沥青混凝土是否碾压到规定要求,确定沥青混凝土的标准密度是个很重要的问题。JTJ 40-2004公路沥青路面施工技术规范明确规定用拌合厂每日提供的马歇尔试验密度作为标准密度。

用上述方法确定沥青混凝土的标准密度应有个前提,即生产过程中的矿料级配与生产配合比确定的级配无显著差异,从而能保证沥青混凝土的主要物理力学性质无明显变化。

当前,我国高等级公路沥青混凝土面层的施工难以达到上述前提要求。由于大小不同规格的碎石本身的变异性太大,使得各个热料仓中热料的颗粒组成发生显著变化。

沥青混凝土的现场空隙体积率(指碾压结束后的空隙体积率)是十分重要的指标。空隙体积率大,沥青容易老化,水容易进入沥青混凝土内部,容易使沥青剥落。空隙体积率较大的沥青混凝土在高温抗车辙能力、耐疲劳性能和低温抗裂性能等方面均不如空隙体积率小的沥青混凝土。此外,水较容易透过空隙体积率大的沥青面层并滞留在面层与基层的交界面上,导致路面冲刷、唧浆等早期损坏现象。所以,在施工现场控制沥青混凝土的空隙体积率十分重要。因此,建议除压实度外,再增加空隙体积率作为沥青混凝土路面现场控制的指标。如表面层的空隙体积率小于6%,中、底面层的空隙体积率小于7%。

2.3 提高沥青混凝土压实度要求的必要性

沥青混凝土的压实度对其稳定度有着巨大影响。压实度为96%时,稳定度约降低50%;压实度为95%时,稳定度只有原来的41%。在行车荷载,特别是重车荷载作用下,稳定度这样小的沥青混凝土很容易产生剪切形变,轮迹带的沥青混凝土向两侧挤去和鼓起,剪切形变与压密形变相结合,形成较严重的车辙。沥青混凝土的压实度愈小,可能产生的车辙愈严重。因此,应尽可能提高沥青混凝土的压实度。

2.4 提高压实度要求的可行性

在我国,沥青面层通常铺筑在强度高和承载能力大的半刚性材料层上。后者为碾压沥青混合料层提供了很好的下承层,使沥青混合料较易达到高的压实度。

当前,我国高等级公路的路面施工,通常具有能量大的现代化光面钢轮压路机、振动压路机和轮胎压路机。只要在规定温度范围内,保持必要的碾压遍数也较易达到高压实度。

不同施工工地的生产实践证明,高速公路和一级公路的沥青面层的压实度容易达到规定的要求,也能达到更高的要求。

3 结语

如果切实做好沥青混合料的配合比设计与优化,对于提高沥青路面的使用性能来说无疑是有益的。正确确定理论密度与压实度标准对于真实反映沥青混合料的各项技术指标的数值是重要的,直接关系到能否客观、公正地反映出沥青混合料的真实情况和满足规范要求。

摘要：为了提高沥青路面的使用性能,对沥青混合料配合比设计与优化进行了介绍,着重讨论了沥青混合料最大(理论)密度的计算与压实度标准,指出正确确定理论密度与压实度标准对于真实反映沥青混合料的各项技术指标具有重要意义。

关键词：沥青路面,配合比设计,理论密度,压实度

参考文献

[1]JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

7.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇七

温拌沥青混合料是一类拌和温度介于热拌沥青混合料(150℃～180℃)和冷拌(常温)沥青混合料之间，性能达到(或接近)热拌沥青混合料的新型沥青混合料。此混合料引入了表面活性剂的作用来对沥青起到润滑作用，从而可以降低沥青混合料的摊铺温度，节能减排。

由于温拌沥青种类的多样性以及在生产温拌沥青时由于机理和生产工艺的不同造成的温拌沥青的品质不同，所以温拌沥青混合料的配合比设计方法也不尽相同。

美国各州普遍采用的设计方法与热拌沥青混合料的配合比设计方法基本相同，即以热拌沥青混合料的最佳油石比作为温拌沥青混合料的最佳油石比，在不同温度下成型试件，以空隙率为设计参数来确定最佳压实温度。

本文也采用此方法进行了温拌沥青混合料的配合比设计，同时将温拌沥青混合料与相同级配、相同油石比的热拌混合料进行性能对比来对配合比设计方法进行验证。

1 原材料指标

沥青采用SBS改性沥青，指标试验检测值见表1，温拌剂为美国产Evotherm DAT H-5型;粗集料采用普通石灰岩，试验检测值见表2，细集料采用石灰岩石屑，填料采用石灰岩磨细矿粉。

2 温拌沥青混合料级配及最佳沥青用量的确定

2.1 矿料级配

根据对粗集料、细集料和矿粉的筛分试验结果，试算调整各种材料用量比例，得出AC-13C型混合料合成矿料级配比例为:1号料(10 mm～15 mm)∶2号料(5 mm～10 mm)∶3号料(3 mm～5 mm)∶4号料(0 mm～3 mm)∶矿粉=18∶38∶16∶24∶4，合成级配结果见表3，级配符合规范要求。

2.2 最佳沥青用量的确定

分别以4.5%,5.0%,5.5%的油石比进行热拌SBS改性AC-13C沥青混合料的马歇尔击实试验，根据试验结果确定出SBS改性AC-13C沥青混合料的最佳油石比及体积指标，试验结果见表4。

根据试验结果，配合比设计中以热拌沥青混合料的矿料级配和最佳油石比作为温拌沥青混合料的矿料级配和最佳油石比。

3 温拌沥青混合料击实温度和试件成型方法的确定

对于温拌沥青混合料的击实温度，本文首先采用马歇尔试验方法进行击实试验。

以5.1%的油石比，SBS改性沥青的温度为165℃，集料温度分别为140℃，150℃，160℃，170℃，同时掺入Evotherm DAT H-5型温拌剂(沥青∶温拌剂质量比9∶1)进行试验，结果如表5，图1所示。

由表5和图1可看出，运用马歇尔击实成型法来确定温拌沥青混合料的击实温度，需要混合料温度为152℃、集料温度为175℃时，才能达到设计空隙率4.5%的要求，这对于温拌沥青混合料来说与热拌沥青混合料成型温度基本相同，起不到节能的效果，以马歇尔试验方法来确定温拌沥青混合料的成型温度不合适。

本文通过试验发现，车辙成型试验与沥青混合料实际压实的情况较为符合，轮碾法成型试件方法作为温拌沥青混合料的成型方法比较适合。试验分别运用集料温度130℃，140℃，150℃，160℃，SBS改性沥青温度160℃，并掺入Evotherm DAT H-5型温拌剂(沥青∶温拌剂质量比9∶1)运用轮碾法成型试件，并钻芯与热拌沥青混合料车辙成型试件进行压实度对比，以确定温拌沥青混合料的击实温度。碾压次数与热拌沥青混合料相同，均为16次，试验结果见表6。

由表6可以看出，温拌沥青混合料的温度达到136℃时，在相同的车辙压实功下基本能达到热拌沥青混合料车辙试件压实度的要求，并且温拌沥青混合料温度越高越能辗压密实。所以135℃～140℃的压实温度即可满足试验要求，也即集料温度加热到150℃～155℃即可满足要求。

4 温拌沥青混合料的性能验证及其与热拌沥青混合料的性能对比

根据以上试验结果，以5.1%的油石比，成型温拌SBS改性AC-13C沥青混合料试件，进行混合料高温稳定性、水稳定性、低温性能等的验证。同时与相同级配、相同油石比的热拌沥青混合料进行对比，结果见表7。

从表7中可以看出，WMA冻融劈裂强度比和残留稳定度比HMA略有下降，但下降幅度不大，能够满足HMA的指标。其原因是试验时采用的并不适用于温拌沥青混合料成型的马歇尔击实仪进行成型，试件的空隙率在6%～10%左右，而热拌沥青混合料试件的空隙率在4%～7%左右，所以WMA冻融劈裂强度比和残留稳定度较低，但是在这种试验条件下WMA也能满足技术要求。考虑到温拌沥青较低的热老化程度，如果试件空隙率能达到设计要求，温拌沥青混合料完全有可能达到甚至超过热拌沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂性能。

另外，从表7中还可以看出，温拌沥青混合料的动稳定度、低温弯曲破坏应变却有所增长，其原因是较低的混合料温度对沥青的老化作用较小，而且采用轮碾法成型试件，试件的空隙率较小，所以温拌沥青混合料的动稳定度略大于热拌沥青混合料;对于低温弯曲破坏应变指标也是由于沥青老化程度较小，所以温拌沥青混合料的低温性能得到提高。

5 结语

1)温拌沥青混合料的配合比设计方法与热拌沥青混合料基本相同，热拌沥青混合料的最佳油石比能作为温拌沥青混合料的最佳油石比，以空隙率为设计参数来设计温拌沥青混合料;

2)马歇尔试验方法来确定温拌沥青混合料的成型温度并不合适，车辙成型试验与沥青混合料压实的实际情况较为符合，轮碾法成型试件方法作为温拌沥青混合料的成型方法比较适合;

3)温拌沥青混合料性能试验结果表明温拌沥青混合料可以达到甚至超过热拌沥青混合料的相关性能;

4)对于温拌沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度性能，由于马歇尔击实仪不适用于成型以上两种试验的试件，有待于提出更有效的评价方法。

摘要：通过试验进行温拌沥青混合料的配合比设计研究,同时将温拌沥青混合料与相同级配、相同油石比的热拌混合料进行了性能对比,据此确定了温拌沥青混合料配合比设计方法。

关键词：温拌沥青混合料,配合比设计,性能

参考文献

[1]张镇,周和庆,花付南,等.EVOTHERM温拌混合料温度控制研究[J].上海公路,2009(1):74-75.

[2]江苏省交通科学研究院有限公司.台全高速公路苍岭隧道温拌沥青试验总结[Z].2008.

[3]陈东.沥青混合料高温抗剪强度指标与动稳定度相关性研究[J].湖南交通科技,2006,32(4):36-37.

8.试述影响沥青混合料配合比设计的因素 篇八

某道路改造工程, 工程起点为和桂路路口, 终点为太艮路交叉口, 桩号范围为K0+030~K1+907.475。路线总长约为1 877.475 m, 标准路宽为30 m。路面结构采用4 cm沥青玛蹄脂碎石混合料 (改性沥青) SMA-13 (黑色玄武岩骨料) , 热熔沥青粘层 (0.6~0.8 kg/㎡) 以及5 cm密级配沥青混合料AC-20C, 。热熔沥青粘层 (0.6~0.8 kg/㎡) , 密级配沥青混合料AC-20C调平层, 热熔沥青粘层 (0.8~1.2 kg/㎡) , 满铺自粘式玻璃纤维土工格栅。

二、SMA配合比设计

我国目前还处于高速公路的新建时期, 气候情况与欧洲国家也有较大差异。同时, 受拌合设备、生产率和材料品种等因素的影响, 我国对于SMA沥青混合料的设计不可以直接引用国外的方法。由于我国与美国的传统路面形式均采取密级配, 而且气候条件相似。因此, 我国的SMA设计方法可参照美国的方法。同时, 针对当前我国公路实际情况, 制定了相应的SMA沥青混合料配合比设计流程。

笔者结合工程实践经验, 提出了SMA配合比设计流程应分为5个阶段:SMA材料选择;根据粗集料骨架确定具有良好嵌挤的矿料级配;确认所选择的最小的VMA及最小沥青用量;选择最佳沥青用量OAC, 确认混合料的空隙率;评价SMA的水稳定性和析漏情况。结合当前美国的SMA马歇尔设计方法过程可以发现, 对于SMA混合料配合比设计来说, 粗集料骨架设计是核心环节。粗集料骨架性质决定了细集料含量的多少, 决定了混合料的级配组成。从某种意义上, 也决定了沥青用量大小和沥青玛蹄脂的组成。

三、目标配合比设计

环氧沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法进行, 同时必须综合考虑混合料的抗疲劳性能、水稳定性、高温稳定件、低温抗裂性等路用性能。通过确定沥青混合料的结构参数, 如沥青用量和与级配相关的空隙率。使混合料具有良好的结构特点, 从而达到要求的性能指标。本道路工程SMA混合料目标配合比设计, 按SMA目标配合比设计流程图的步骤进行, 可按试验规程规定的方法精确测定各种原材料的相对密度。其中, 粗集料为毛体积相对密度, 小于4.75 mm的集料、石屑、砂、矿粉为表观相对密度。各种材料的筛分及小于0.075 mm的含量必须按照现行试验规程, 采用水洗法筛分测定。

1. SMA的矿料级配采用间断级配, 其级配范围应符合表1中SMA-13的要求。

2. SMA的配合比设计, 应符合技术要求

对本道路工程高温稳定性要求较高的重交通路段或炎热地区, 设计孔隙率取高限, 且允许放宽到4.5%。析漏试验与飞散试验是衡量SMA沥有用量的有效指标。对沥青混合料采取析漏试验, 主要是检测SMA混合料有无多余的游离沥青或沥青玛蹄脂, 飞散试验则用以评价小于沥青用量过多或者黏结性不足。在交通荷载下, 路面表面集料达到脱落而散失的程度。

3. 标准级配设计

从当前关于SMA沥青混合料的研究成果表明, 影响SMA材料性能的因素较多, 国内外SMA的级配范围存在很大差异。几种典型的SMA混合料级配范围表明, 对于同类型的混合料结构, 美国的SMA偏粗, 德国的SMA偏细。研究表明, 4.75 mm与2.36 mm筛孔通过率对SMA的组成结构与性能有着重要影响。因此, 当公路工程选用SMA混合料时, 必须对4.75 mm和2.36 mm筛孔的通过率采取严格控制。

四、生产配合比设计

SMA混合料应根据目标配合比设计的结果, 结合《公路沥青路面施工技术规范》要求, 设计本道路工程的生产配合比设计以及对混合料的试拌试验。生产配合比应当与目标配合比设计一致。比如, 对小于0.075 mm的细粉含量采用水洗测定等方面。矿料级配与沥青用量应力求与目标配合比设计相近, 以减少试验工作量。经生产配合比设计确定的油石比必须经过配合比设计检验及试验段铺筑认定。试拌试铺必须由建设单位、施工单位、监理等有关各方共同实施。由此确定的标准配合比必须得到监理工程师的批准。批准后的标准配合比在生产过程中不得随意变更, 如有疑义需要对标准配合比作调整时, 必须重新得到监理及建设单位的批准。

结合工程实践经验, 笔者认为对SMA混合料的生产配合比设计和试拌试铺验证与普通的热拌沥青混合料没有什么区别, 可参照通用的办法进行。但应该注意校验掺加纤维的数量是否符合要求。这里应该特别强调的是, 配合比设计的三个阶段是一个完整的整体, 不能忽视某一个阶段。而且应该特别重视已有工程的成功经验, 充分参考这样公路的矿料级配和油石比。就目前的水平来说, 任何一个配合比设计方法都有其局限性。最终检验的标准是实际铺筑的路面的质量, 是由使用效果来说明配合比设计方法的准确性的。从这个意义上讲, 试拌试铺阶段即铺筑试验段是非常重要的环节。对室内试验的结果, 既要十分重视, 又不能盲目迷信。

五、目标配合比设计检验实施

SMA在经过配合比设计以后, 必须进行使用性能的检验。对配合比优劣的评价还需要进行系列的室内试验验证, 以下, 就从施工和易性高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能等几个方面对混合料进行验证。

1. SMA混合料应进行谢伦堡沥青分析漏试验, 析漏损失不得超过上表《SMA配合比设计检验指标》所要求的允许范围。同时, 还需要确保沥青混合料的试验温度与生产的最高出料温度保持相同。结合工程实践经验, 非改性沥青混料的试验温度可以选取170℃, 而对于改性沥青混合料的试验稳定温度则可选取185℃。

2. SMA混合料应进行肯塔飞散试验检验, 飞散损失不得超过上表《SMA配合比设计检验指标》的规定的容许值。试验方法按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的规定进行, 标准的试验温度为20℃, 水中养护时间为20 h。在多雨潮湿地区, 也可进行浸水飞散试验。试验温度为60℃, 水中养生时间为48 h。

3. SMA混合料必须进行车辙试验

对混合料的高温抗车辙能力进行验证, 其试验温度为60℃, 荷载压强为0.7 Mpa, 动稳定度必须符合上表《SMA配合比设计检验指标》的规定。如有特别需要, 可根据情况提高试验温度或荷载强度。

4. SMA混合料的水稳定性应进行48 h浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验强度比检验, 且符合上表《SMA配合比设计检验指标》的规定。当掺加除消石灰、水泥外的抗剥落剂时, 必须按试验规程要求对混合料进行老化处理。

5. SMA混合料应采用轮碾成型的试件进行表面的渗水系数和构造深度检验, 且要符合上表《SMA配合比设计检验指标》的规定。

六、结语

文章通过结合某道路路面工程实践, 结合改性沥青在路面上面层SMA-13目标配合比设计, 提出了详细的配合比设计思路。同时, 总结出了相应的技术要点, 为沥青路面实际施工前的沥青混凝土目标配合比设计提供了借鉴。

参考文献

[1]曹武安.热再生改性沥青SMA混合料配合比设计研究[J].北方交通, 2012.

[2]张巨英.SMA配合比设计中沥青胶结料的适用性评判[J].江苏建筑职业技术学院学报, 2011.