談市政道路瀝青混凝土路面下面層配合比設計

馬 麗 萍

(晉城市市政工程總公司，山西 晉城 048000)

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談市政道路瀝青混凝土路面下面層配合比設計

馬 麗 萍

(晉城市市政工程總公司，山西 晉城 048000)

介紹了市政道路瀝青混凝土路面對原材料的要求，分析了某項目AC-25I瀝青混合集料的設計指標，闡述了瀝青混合料目標配合比與生產配合比的設計方法，有利于提高瀝青混凝土路面的工程質量。

市政道路，路面，瀝青混合料，配合比

0 引言

關于熱拌瀝青混合料的配合比設計方面的課題研究在國內外已經有幾十年的歷史，隨著市政道路對面層及下面層要求的不斷提高，關于新型瀝青混合料的配合比設計研究也越來越熱門。其配合比設計重點包括目標配合比設計階段和生產配合比設計階段兩部分，能夠有效確保路面符合基本功能和耐久性的需求。當前我國市政道路中采取半剛性基層瀝青混凝土結構路面的占有很大部分，其結構分層由上層、中層以及下層構成。其中下面層在其結構層的最下部，跟半剛性基層直接相互接觸，能夠較好地對荷載進行傳遞。關于該層的配合比設計直接關系到瀝青路面結構的耐久性、安全性和適用性，因此，必須做好其配合比設計和施工。

1 原材料及相關要求

1.1 瀝青膠結料及其要求

該工程所在地，夏季比較多雨、冬季比較寒冷，其路面結構受到氣候的嚴峻考驗。根據其下面層設計要求和該項目的材料供應情況，下面層選取中國臺灣國光品牌的AH-70重交瀝青進行施工，根據該材料的具體配置參考技術規程進行配制。

1.2 石料及其要求

該項目下面層所用的石料為花崗巖，其具有硬度高、紋理粗糙等特性。具體集料各項物理參數應參考技術規程要求進行配制。對其高溫測試要求，能夠避免其在熱拌施工時發生結構性變化。在石料加工中，可以采取干法聯合除塵等措施，保證石料滿足級配為0.075 mm的設計要求。

1.3 天然砂及其要求

考慮到與石料的配合，該項目選用天然砂進行組合，其使用能夠有效改善混合料的特性。但是由于天然砂跟瀝青相互粘結性較差，如果過量摻入，將會造成混合料的不良性能。另外考慮到天然砂資源供應不穩定影響因素，該項目施工過程要求盡量少用或不使用天然砂作為細骨料。該項目具體天然砂技術標準必須滿足配合比技術規程的要求。

1.4 礦粉及其要求

該項目的下面層瀝青混合集料運用石灰巖礦粉作為摻料，滿足潔凈度等指標如表1所示，在混合集料攪拌中要嚴禁拌和回收的粉塵繼續使用。

表1 礦粉原材料主要技術指標控制

1.5 水泥及其要求

該項目選用的水泥級別是P.O32.5，其摻入能有效改善集料與瀝青的粘結性能，根據以往項目經驗和該項目試驗結果要求水泥原料的殘留穩定度要不小于0.85，同時其凍融劈裂后的殘留強度要不小于0.8。

2 AC-25Ⅰ瀝青混合集料設計技術要求

2.1 主要指標規定

關于該項目的瀝青拌和要求如表2所示。

表2 瀝青混合集料的拌和技術控制

2.2 科學合理的級配配置

科學的級配選取是確保材料性能的關鍵條件之一，該項目的級配等級屬于懸浮密實型，其結構方面存在缺陷，為了更好地獲取較好的配合比,本文依據以往市政道路項目中的相關經驗,制定了該項目的級配標準,進行0.45次方圖級配進行對比分析,具體見圖1。通過曲線能夠發現該項目配備等級均在Superpave控制范圍之內,該瀝青混合集料的目標級配比較相似于S型，從而能夠運用大量的粗集料構成結構骨架,進而保證瀝青混合集料的適用性和耐久性,同時還能夠確保其能滿足空隙率的基本要求。

此外，國內規范要求在實施馬歇爾實驗時，并為考慮級配選擇過程的影響，當確定了混合料類型之后，對其配合比進行設計時必須合理地調整各構成成分的比重，同時對各組分的級配比例進行調整，使其滿足設計和規范要求。當前，美國地區使用比較多的方法為Superpave混合料設計法，不但要求原材料試驗情況，還要盡可能劃定級配的范圍，同時要參考體積指標對其級配進行選擇。

該工程中沒有設定嚴格的配合比設計固定比例，也未提出級配必須趨于中值，這就要求在設計配合比時要盡可能選用合適的原材，進而促使級配趨于最佳。

3 市政道路項目下面層配合比的設計

3.1 瀝青混合料目標配合比設計

1)選擇合理的級配。

依據以往市政建設的大量配合比目標設計經驗，初步必須確定油石比，通常其比值為0.042，并進行試驗確定最優級配。調整各組成材料的級配、比例等，觀察試驗曲線，得出最佳級配。本工程項目中由于選用的級配空隙率比較大，造成飽和度跟規范和設計不符。

鑒于上述問題，該項目又通過合理的級配摻入試驗，分別選用8%與10%的級配，制作了4組級配，結果向著未摻砂的級配靠近。通過四組級配進行對比選出最佳的瀝青設計級配組成,同時要對級配曲線進行觀察，避免其超出控制曲線范圍。

2)適當油量的選定。

a.最佳油石比的確定。依據該瀝青混合料的比例設計5種油石比例，分別為0.047，0.052，0.057，0.042，0.037。并將其進行試驗，通過試驗對比五種比例的試件密度情況、穩定度情況、流值情況等參數內容。通過對比發現最大密度、穩定度最佳和空隙率最佳的油石比分別為：0.047，0.042與0.046三種，對其取均值可得0.045，并將其定為初始最佳油石比。同時結合工程環境等實際經驗值情況，取0.044為最終值。b.對其進行水穩定性和高溫穩定性試驗驗證。通過實施最佳油石比配置的混合集料在浸水馬歇爾、凍融劈裂、高溫車轍等試驗作用下，分別對其強度、穩定性等多項指標進行對比研究。

經過混合料級配對比試驗以及該項目對AC-25I型瀝青混合料進行的各項指標研究發現，其穩定性、劈裂強度、水穩定性、高溫穩定性等均滿足工程設計和規范的要求。

3.2 瀝青混合料生產配合比設計

1)瀝青混合料生產級配的確定。

依據目標配合比所設計出的各組分比例情況，對礦料實施干拌，并通過二次篩之后實施篩分試驗，分別對不同材料重量比例進行記錄。依據各熱料倉材料及其篩分結果，全面對目標配合比進行分析和研究。制備5組配合比進行試驗，通過試驗分析該配合比滿足要求。

2)生產用配合比用油量比例設計。

選定其用油量。根據目標配合比中選定的0.044±0.3%等三類油石比進行試驗驗證，具體實驗包括馬氏體積指標試驗和馬歇爾試驗兩種，通過試驗數據與曲線對比確定最佳油石比為4.4%，用油量達到4.2%，試驗結果發現各項指標良好。

4 結語

根據本文對某市政道路工程項目中所用的瀝青混凝土路面下面層配合比設計研究，主要結論包括如下：

1)在當前正在建設的工程項目中，合理的級配對下面層瀝青混合料配合比設計至關重要，要根據工程實際適當放寬級配要求，根據經驗值、試驗等步驟確定最佳級配。此外，更要加強在技術條件方面的支持，如在進行最佳級配選取的過程中選取能夠體現當地材料性能，并參考大量的工程實踐數據，為推動市政道路瀝青混合料配合比提供指導。

2)通過摻砂量和油石比的相關試驗研究發現，砂的摻入能夠較好地提高混合料的擊實性能，合理地摻加天然砂能夠確保路面施工過程具有較好的和易性，同時還能確保其施工的質量。

[1] 盧雄強.舊瀝青混凝土路面瀝青罩面改造研究[J].湖南力學，2012(4)：123-124.

[2] 職雨風，張肖寧.利用FWD對瀝青混凝土路面質量進行評價[J].道路，2014(7)：167-168.

Discussion on bottom asphalt concrete pavement layer mixing proportion design of municipal road

Ma Liping

(Jincheng Municipal Engineering Corporation, Jincheng 048000, China)

The paper introduces raw material demands of municipal road asphalt concrete pavement, analyzes the design indicators of the project AC-25I asphalt mixture aggregate, and describes design methods of asphalt mixture targeting mixing proportion and producing mixing proportion, which will be good for improving asphalt concrete pavement engineering quality.

municipal road, pavement, asphalt mixture, mixing proportion

1009-6825(2017)12-0131-02

2017-02-20

馬麗萍(1979- )，女，工程師，一級建造師

U416.2

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