瀝青公路混合料的配合比設(shè)計分析

郭振耀

（中鐵四局集團第五工程有限公司 332000）

瀝青公路混合料的配合比設(shè)計分析

郭振耀

（中鐵四局集團第五工程有限公司 332000）

瀝青公路是現(xiàn)階段我國公路的主要形式，在瀝青公路建設(shè)過程中，瀝青混合料配合比設(shè)計質(zhì)量十分關(guān)鍵，對瀝青公路質(zhì)量、性能等都具有直接的關(guān)系。本文首先對瀝青公路混合料配合比設(shè)計原則，然后提出具體的瀝青混合料配合比設(shè)計方法，供有關(guān)人員參考。

瀝青公路混合料 配合比 設(shè)計

瀝青混合料原料主要包括碎石、砂、石油瀝青以及礦粉等礦質(zhì)，將這些原料按照適當(dāng)?shù)谋壤渲疲跒r青混合料具有一定粘度時將其均勻的攪拌，然后攤鋪、碾壓，就會形成高質(zhì)量的瀝青路面。現(xiàn)階段，我國公路交通事業(yè)正處于快速發(fā)展的新時期，加強對瀝青公路混合料配合比設(shè)計的研究具有十分現(xiàn)實的意義。

1 瀝青公路混合料配合比設(shè)計原則

瀝青混合料配合比設(shè)計關(guān)系到瀝青公路建設(shè)整體的質(zhì)量，為了保證瀝青路面滿足各項設(shè)計指標(biāo)，避免瀝青路面因各種病害而影響正常運行，在進行瀝青混合料配合比設(shè)計過程中必須遵循一定的設(shè)計原則。瀝青公路混合料配合比設(shè)計原則主要包括以下幾個方面：

1）首先，瀝青混合料配合比設(shè)計必須與國家、地區(qū)相關(guān)設(shè)計規(guī)范相符。在具體的配合比設(shè)計時，應(yīng)該嚴格的按照相關(guān)規(guī)范中制定的各項推薦值或標(biāo)準(zhǔn)，這是由于相關(guān)規(guī)范中制定的標(biāo)準(zhǔn)通常是基于對當(dāng)?shù)貧夂颉h(huán)境等實際情況綜合考慮，并經(jīng)過反復(fù)的實驗，參考價值較大。

2）在瀝青公路混合料配合比設(shè)計過程中，必須堅持用量原則。瀝青用量的合理性關(guān)系著混合料的使用性能（路用性能）。瀝青混合料使用性能主要指的是水穩(wěn)定性、抗低溫性、耐高溫性、抗疲勞性等等，只有保證混合料路用性能滿足具體要求，才能為瀝青公路工程整體的質(zhì)量以及運行功能提供基礎(chǔ)保障。

3）在進行瀝青混合料配合比室內(nèi)試驗設(shè)計過程中，要堅持數(shù)據(jù)精確原則。在室內(nèi)進行瀝青混合料配合比設(shè)計試驗時，必須以相關(guān)試驗規(guī)程為準(zhǔn)則，確保各項試驗數(shù)據(jù)的精確性，保證試驗數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確的反映混合料各項性能，為瀝青混合料配制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2 瀝青公路混合料配合比設(shè)計方法

瀝青混合料配合比設(shè)計一般指的是目標(biāo)配合比設(shè)計，主要包括礦質(zhì)混合料級配設(shè)計、瀝青最佳用量設(shè)計以及混合料路用性能驗證三個方面。

2.1 礦質(zhì)混合料級配設(shè)計

基于瀝青混合料類型，將粒徑各異的礦質(zhì)原料按照相應(yīng)比例進行混合，從而形成瀝青混合料主要結(jié)構(gòu)，然后在其中加入適量的瀝青，通過不同級配設(shè)計就能使混合料發(fā)揮不同的結(jié)構(gòu)功能。礦質(zhì)混合料級配設(shè)計主要步驟表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）對瀝青混合料設(shè)計類型進行確定；（2）確定礦質(zhì)原料粒徑的最大值；（3）確定礦質(zhì)混合料級配范圍；（4）進行相關(guān)的試驗，包括瀝青試驗、礦質(zhì)混合料試驗等；(5）調(diào)整礦質(zhì)混合料配合比。結(jié)合相關(guān)的試驗結(jié)果，利用數(shù)解、圖解等方式，得出礦質(zhì)混合料中礦粉、粗細集料之間的比例關(guān)系，然后按照級配要求進行調(diào)整。對礦質(zhì)混合料配合比調(diào)整需要遵從一定的原則：第一，要盡可能的使混合料合成級配曲線靠近設(shè)計級配中值，特別是盡可能使通過4.75毫米、2.36毫米、0.075毫米篩孔控制的級配靠近設(shè)計級配中限，這樣才能確保礦質(zhì)混合料級配設(shè)計的合理性；第二，如果瀝青公路的交通量較大，一般需要對級配下限進行調(diào)整；如果瀝青公路交通量較小，特別是對于人行道路，級配調(diào)整一般側(cè)重于對級配上限的調(diào)整；第三，通過一定規(guī)格的篩孔進行控制，對于超過兩個百分率控制超出級配范圍，需要對原材料進行調(diào)整，必要時需要更換原材料。

2.2 確定瀝青最佳用量

對于瀝青最佳用量的確定一般通過相關(guān)的試驗進行，現(xiàn)階段主要的確定瀝青最佳用量的試驗方法包括馬歇爾試驗、superpave方法等。

1）馬歇爾試驗確定瀝青最佳用量。第一，根據(jù)礦質(zhì)混合料配合比進行配制，配制成幾組混合料備用，然后在規(guī)范推薦的瀝青用量范圍內(nèi)，每隔0.5%為一組瀝青用量，與礦質(zhì)混合料混合攪拌，制成馬歇爾試件；第二，根據(jù)相關(guān)的試驗規(guī)范、方法，確定試件的理論最大密度以及毛體積體積值，在原材料密度基礎(chǔ)上對各組試件空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率等進行計算；第三，對各組馬歇爾試件的流值、穩(wěn)定度進行測定；第四，將上述測定或計算的數(shù)據(jù)進行匯總，將流值、穩(wěn)定度、飽和度、實測密度當(dāng)做縱坐標(biāo)，將瀝青用量當(dāng)做橫坐標(biāo)制成瀝青用量與各項指標(biāo)的關(guān)系曲線圖；第五，通過關(guān)系曲線圖確定瀝青最佳用量。具體的方法為，從曲線圖上找出毛體積密度最大值對應(yīng)瀝青用量,穩(wěn)定度最大值對應(yīng)瀝青用量,目標(biāo)空

隙率(或中值)對應(yīng)瀝青用量以及瀝青飽和度范圍內(nèi)的中值對應(yīng)瀝青用量,以其平均值作為最佳初始瀝青用量A0，繼續(xù)在曲線圖上找出符合規(guī)范要求的各物理指標(biāo)的瀝青用量,并確定滿足所有性能指標(biāo)的瀝青用量范圍,確定最大值和最小值,并以二者的平均值確定A1,則最佳瀝青用量最佳瀝青用量A=A0/2+A1/2。

2）Superpave方法確定瀝青最佳用量。這種方法與馬歇爾設(shè)計方法在一定程度上具有相似性，在礦質(zhì)混合料級配設(shè)計過程中，采用Superpave方法利用0.45次方級配圖，在混合料骨料結(jié)構(gòu)主要是基于級配限制區(qū)以及級配控制點來確定。這種設(shè)計方法能夠確保骨料質(zhì)量，提高瀝青混合料的抗變形性能，從而增加混合料的耐久性。在確定瀝青用量方面，采用Superpave方法主要基于對體積指標(biāo)的分析，瀝青最佳用量更加精確，與瀝青路面要求更加符合。

2.3 混合料路用性能驗證試驗

在確定最佳的瀝青用量后，將礦質(zhì)混合料與瀝青進行混合，并通過相關(guān)的試驗對瀝青混合料路用性能進行驗證，具體的驗證方法主要包括以下幾種：（1）通過漢堡試驗、車轍試驗對混合料高溫穩(wěn)定性進行驗證；（2）通過凍融劈裂試驗、侵水馬歇爾試驗驗證瀝青混合料的水穩(wěn)定性；（3）通過低溫彎曲試驗驗證瀝青混合料的低溫抗裂性；（4）通過滲水試驗驗證瀝青混合料的滲水性能；（5）通過四點彎曲小梁試驗驗證瀝青混合料的抗疲勞性能。

3 總結(jié)

通過上述分析可知，瀝青混合料配合比設(shè)計質(zhì)量關(guān)系著瀝青公路工程整體的質(zhì)量，與瀝青路面運行質(zhì)量有直接的關(guān)系。因此，在進行設(shè)計瀝青混合料配合比過程中需要遵從一定的設(shè)計原則，嚴格的按照相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，結(jié)合具體的情況與要求，經(jīng)過大量的計算、分析與試驗，確定最佳的瀝青混合料配合比，為瀝青公路工程提供基礎(chǔ)保障。

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TU75

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1007-6344（2015）04-0135-01