論路面施工中瀝青混凝土集料組成

金傳生

(雷山縣公路管理段)

1 瀝青混凝土集料

瀝青混凝土集料組成直接影響瀝青混凝土的質量，控制著整個路的工程質量。它的組成主要有三部分，分別是粗集料、細集料、填料。其中粗集料反映了各石料場的產品質量，通過它可以發現生產能力的差異，因此，在實際施工中，首先要了解石料場的生產規模和石料質量，再簽訂供應合同。由于堿性巖石一般強度較低，因此在選用石料時，選用中性巖石，這種巖石的強度大于120 MPa，能夠滿足施工要求。碎石的生產過程中，根據多年的路面施工經驗，選擇日產量超過1 500 m的碎石機，同時選用配備石料整形機生產的碎石，產量高，可以確保產量，并可防止因碎石機變化而導致的集料級配變化，保證碎石的級配均勻性。細集料應采用有適當級配的機制砂，它具有堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質等特點，同時制砂機振動篩皮帶下應設有防風裝置，這樣不僅可以確保0.075 mm的通過率，還可以使填料能自由地從礦粉倉流出，還可以保證加工出的礦粉干燥、清潔、粒徑范圍穩定。

2 配合比的評價與優化

在實際施工中瀝青混凝土集料組成的計算過程中，對滿足級配范圍要求的配合比，用以下兩種方法進行評價。(1)最小離差法。這種方法計算的離差平方和最小的配合比就是滿足級配要求的最優配合比。(2)評分法。這種方法是評分配合比，滿分為100 分，如果評分結果是100 分，則表明合成的級配等于級配范圍中值，如果評分結果是0 分，則表明合成的級配等于級配范圍上限或下限。下面介紹的是依照試驗室設計來確定配合比參數，從感觀確立最終的配合比，做好試驗路段瀝青混凝土的鋪裝。粗集料檢測各項指標均符合要求;材料選擇和原材料試驗:瀝青選擇標號為AH－90;10 ～20 mm 碎石的表觀密度為2.8364 g/cm3、10 ～30 mm碎石的表觀密度為2.8 181 g/cm3。不同規格原粗集料的篩分結果見表1。

表1 不同規格原粗集料的篩分結果

由于在進行目標配合比的設計時，采用的細集料是某地的河砂，屬中砂偏粗，細度模數為3.02，表觀密度為2.622 7 g/cm3，表2就是其通過篩孔的百分率。

用最小離差法和評分法時，用戶可根據具體情況選擇一個使用，可選出兩個最優配合比，從而科學評價配合比。

表2 河砂指標

3 瀝青混凝土集料合理組成計算公式

3.1 I 法

20 世紀70年代，國際上經過大量的研究，在瀝青混凝土集料合理組成上面提出I 法，其計算公式為

式中:I 為通過率系數;P 為不同粒徑d 處的通過率，%;P0為最大公稱粒徑D 處的通過率，%;x 為級數，x =3.32lgD/d，即粒徑每遞減1/2 為一級。

3.2 貝雷法

貝雷法主要是按CA 比控制，嚴格控制級配和粗集料部分組成，這樣既可以約束粗集料部分的離析現象，還能避免出現壓實不穩定的現象。此外，在運用貝雷法進行計算時，還需要采用FAC 比和FAF 比，嚴格約束級配的細集料部分的嵌擠，才能確保第二級和第三級逐漸形成嵌擠狀態。貝雷法的具體計算公式見下

式中:F1為第一級分界點;F2為第二級分界點，為F1的0.22 倍處;F3為第三級分界點，為F2的0.22 倍處;D 為公稱最大粒徑處;D/2 為公稱最大粒徑處的1/2 處。

3.3 Superpave 設計法

Superpave 設計法問世，其集料組成法提出細集料應離開最大密度線，這是一個很有意義的觀點。用理論結合經驗，提出了Superpave 集料組成范圍值，經實踐應用，取得良好的效果，只是設計過程復雜，試驗工作量太大，瀝青混凝土集料組成中各級不同粒徑d 處的通過率可用下式計算

式中:P0為最大公稱粒徑D 處的通過率，以90% ～100%控制;x 為級數，x = 3. 32lgD/d;I 為通過率遞減系數，I =0.64 ～0.70。借助于Superpave 的集料組成設計法和貝雷法的檢驗標準，確定I =0.64 ～0.70，Superpave 法是I 法與貝雷法的綜合，總結了兩大先進方法的精華，使用方便，是瀝青混凝土集料合理組成的計算公式。

4 應用實例

通過上述的計算公式，現欲用五種集料，分別是碎石、砂、礦粉，其中碎石的等級有10 ～20 mm、5 ～10 mm、3 ～5 mm三種，用這些集料配制出來的細粒式瀝青混凝土，其中各集料的篩分結果見表3。

使用“礦質集料配合比優化設計程序”進行計算，經計算:滿足規范要求的配合比有很多，用最小離差法、評分法，選出的兩種最優配合比見表4。

表3 各集料的篩分

表4 用最小離差法、評分法選出的兩種最優配合比

續表4

5 結 語

在實際施工中，加強對瀝青混凝土集料組成的研究具有非常大的意義。正確認識其組成的涵義，科學評價與優化配合比，通過三種計算方法，I 法、貝雷法、Superpave 設計法得出合理的瀝青混凝土集料組成，選出最優的配合比，加速了施工工期，保證了施工質量，也避免了在施工中可能出現的各種質量隱患。

［1］何昌軒，陸陽，黃晚清.集料顆粒形狀對骨架結構體積指標及SGC 壓實特性影響研究［J］.公路，2007，(3).

［2］尹劍輝.富瀝青混合料的體積設計方法研究［J］. 中外公路，2007，(1).

［3］趙永利. 瀝青混合料的結構組成機理研究［J］. 東南大學，2005.

［4］羅立紅.高性能瀝青混合料設計與路用性能研究［D］.河北工業大學，2006.