瀝青混合料配合比設(shè)計中若干問題的試驗(yàn)探究

【摘要】瀝青混合料的配合比設(shè)計是否合理，對瀝青混凝土路面的路用性能具有決定性影響。本文主要以橡膠瀝青混合料的配合比設(shè)計試驗(yàn)研究為例，從影響瀝青混合料配合比設(shè)計的重要因素入手，重點(diǎn)對原材料、橡膠瀝青加工工藝及其混合料的配合比設(shè)計進(jìn)行了分析和闡述，希望給行業(yè)相關(guān)人士一定的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】橡膠瀝青；配合比；試驗(yàn)；設(shè)計

引言

當(dāng)前，國內(nèi)已建的高等級公路中，運(yùn)用瀝青混凝土進(jìn)行路面鋪裝的占據(jù)九成以上，然而經(jīng)過多年實(shí)踐證明，瀝青路面的耐久性具有明顯不足，且在早期極易被破壞。我國瀝青混凝土路面施工質(zhì)量一直落后于世界先進(jìn)水平，除了與我國瀝青混凝土施工水平低、設(shè)備落后以及原材料質(zhì)量較差等問題有關(guān)，瀝青混合料配合比設(shè)計的問題一直成為影響我國瀝青混凝土路面施工質(zhì)量的重要因素。所以，需要與大量的室內(nèi)試驗(yàn)和實(shí)際工程實(shí)踐相結(jié)合，對瀝青混合料的配比設(shè)計進(jìn)行全面分析和試驗(yàn)。本文就以橡膠瀝青混合料的配合比設(shè)計為例，進(jìn)行了相關(guān)的闡述。

1、影響因素

施工原材料的質(zhì)量對路面施工質(zhì)量以及使用壽命具有直接影響，具體包含礦料級配、堅固性、顆粒形狀、粘附性等級、瀝青質(zhì)量以及填料質(zhì)量等幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。其中，礦料加工的級配和分檔對瀝青混合料配合比的設(shè)計影響最大，并直接決定了瀝青混合料合成級配的高低。為此，要想提高瀝青混合料配合比設(shè)計水平，必須做到以下兩點(diǎn)：一是嚴(yán)把原材料選材關(guān)；二是嚴(yán)把礦質(zhì)材料備料的質(zhì)量關(guān)。

原材料取樣的正確與否對能夠真實(shí)反映原材料的質(zhì)量具有決定性作用。具體來說，在對原材料進(jìn)行取樣的過程中。需要做到以下幾個方面：第一，對堆腳等處無代表性的部分予以鏟除；第二，在料堆底部、中部以及頂部等部位進(jìn)行取樣。需要注意的是，從皮帶運(yùn)輸機(jī)上取樣時，應(yīng)選取其出料處位置，這樣獲取的抽樣具有一定的代表性。

2、原材料和橡膠瀝青加工工藝

2.1 橡膠粉。本次試驗(yàn)需要用到四十目的橡膠粉。所謂的目指的是在一平方英寸的范圍內(nèi)含有網(wǎng)孔的數(shù)量，即物料只要能通過該網(wǎng)孔即可定義為目。目的數(shù)量越大，說明物料力度越細(xì)，反之，則說明物料具有較大的粒度。

2.2 基質(zhì)瀝青指標(biāo)檢測。本文中主要選用新加坡殼牌90#-A級瀝青作為試驗(yàn)使用的基質(zhì)瀝青，具體技術(shù)指標(biāo)結(jié)果相見表2。

2.3 橡膠瀝青制備工藝。在對橡膠瀝青進(jìn)行加工的過程，應(yīng)具體注意以下內(nèi)容：第一，對基質(zhì)瀝青進(jìn)行加工前需要進(jìn)行脫水處理，且將膠粉的烘干溫度保持在110℃；第二，加入適量膠粉，當(dāng)基質(zhì)瀝青溫度達(dá)到160℃時，緩慢加入膠粉；第三，持續(xù)加熱并不斷進(jìn)行攪拌，此時需要將溫度控制在18-190℃；第四，將攪拌時間合理控制在一小時左右；第五，橡膠瀝青制備完成之后，需要及時取樣檢測，在具體測試和使用過程中，樣品不得超過兩個加熱循環(huán)。

3、橡膠瀝青混合料配合比設(shè)計

3.1 礦質(zhì)混合料設(shè)計。礦料的合成比例對礦質(zhì)混合料的合成級配具有決定性影響。規(guī)范對普通瀝青混合料礦料的合成級配做了明確規(guī)定，這就使得包含0.075mm、2.36mm、4.75mm篩孔在內(nèi)的較多篩孔通過量接近設(shè)計級配范圍的中限。然而在實(shí)際操作過程中，還應(yīng)與當(dāng)?shù)貙?shí)際氣候、溫度變化情況相結(jié)合，對篩孔的通過量加以控制，對瀝青混合料的配合比進(jìn)行合理設(shè)計。當(dāng)前，大部分試驗(yàn)單位在初算過程中采用的都是傳統(tǒng)的圖解法，然后運(yùn)用計算機(jī)或者人機(jī)對話等方式進(jìn)行試算調(diào)整，在這一過程中，工作人員專業(yè)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對試驗(yàn)結(jié)果影響較大。

3.2 制備瀝青試樣。經(jīng)過加熱處理后，瀝青試樣會發(fā)生老化現(xiàn)象。為此。在實(shí)際操作過程中，工作人員不能將瀝青試樣直接放在明火或者電爐上加熱，且試樣不能超過兩個熱循環(huán)，以免瀝青老化導(dǎo)致其混合料性能改變的情況發(fā)生。

3.3 對試驗(yàn)儀器進(jìn)行檢定。試驗(yàn)儀器的精度對試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性具有重要影響。在具體設(shè)計過程中，通常會用到馬歇爾穩(wěn)定度測定儀、稱量儀、烘箱以及恒溫水浴等。其中，在瀝青混合料配合比設(shè)計過程中使用最多也是最關(guān)鍵的試驗(yàn)項(xiàng)目就是馬歇爾試驗(yàn)。同時，為確保試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度，還需要對使用儀器進(jìn)行嚴(yán)格檢定，合格后方可予以使用。

3.4 馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)以及瀝青用量的最佳范圍。馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)的選定范圍對瀝青最佳用量的選定具有決定性作用。在具體混合料配合比的設(shè)計過程中，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，對孔隙率進(jìn)行合理設(shè)置，從而滿足不同油面的要求。同時，在確定最佳瀝青用量的過程中，還需要與試驗(yàn)數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，并通過拌和樓試拌、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證、試驗(yàn)段鋪筑等手段進(jìn)行選定。

3.5 采取措施。具體來說，可以采取如下措施：第一，對原材料質(zhì)量予以嚴(yán)格把控，力爭從生產(chǎn)源頭上把好原材料的質(zhì)量關(guān)；第二，加大對工作人員的教育、培訓(xùn)力度，提升其綜合素養(yǎng)和專業(yè)技能，規(guī)范試驗(yàn)操作程序；第三，對試驗(yàn)結(jié)果的精度予以嚴(yán)格要求，尤其是在馬歇爾試驗(yàn)過程總，應(yīng)剔除超過標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)據(jù)，盡可能降低實(shí)驗(yàn)中偶然誤差的出現(xiàn)頻率；第四，嚴(yán)格依照目標(biāo)、生產(chǎn)以及驗(yàn)證配合比三個步驟進(jìn)行操作，為全面推廣使用打下良好基礎(chǔ)。

4、結(jié)語

總而言之，使用橡膠瀝青混凝土不僅能夠有效提高路用性能，還能夠?qū)U舊輪胎的回收利用，具有廣闊的市場空間。經(jīng)過大量室內(nèi)混合料的配合比試驗(yàn)表明，在瀝青混合料中摻入一定比例的橡膠粉能夠?qū)φ麄€混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫性能以及抗水損壞性具有明顯的改善作用，大大提升了公路路面的施工質(zhì)量和使用壽命。

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