浅析热拌沥青混合料配合比设计胡广升

浅析热拌沥青混合料配合比设计胡广升

梅州市公路局公路工程质量监测站广东梅州514011

摘要:热拌沥青混合料目标配合比设计是施工过程中关键重要的一项工作,目标配合比设计的结果直接影响到沥青路面的施工质量和使用寿命。本文对AC-20C热拌沥青混合料质量进行检验,结合具体试验得出相应设计结果,旨在帮助相关单位做好目标配合比设计,更好地保证沥青混合料的质量。

关键词:热拌沥青混合料;配合比;设计

引言

随着我国公路建设事业有了突飞猛进的发展,公路通车里程的增加,在国、省、县道公路通车运行中,目前的水泥混凝土路面经常会出现断板、下沉、裂缝等现象,严重影响了道路路面使用的舒适度和安全性,势必会对当地经济和人们的日常生活造成一定的影响,这成为目前困扰我国交通公路建设发展的难点和热点问题。根据相关资料介召,现今可以在水泥混凝土路面上加铺热拌沥青混合料改善行车舒适度和安全性,但沥青混合料配合比组成设计是否合理,直接影响了沥青路面的路用性能和使用寿命。

本项目为本地国道206线,二级公路,属于重载交通,是在旧水泥混凝土板上加铺AC-20C粗型密级配热拌沥青混合料,所用集料均采用白牙山的碎石,蕉岒矿粉,厦门华特集团有限公司的SBS(I-D)改性沥青,依据设计要求进行集料和沥青等材料性能检验.

1.原材料质量检验

(1)沥青:采用SBS(I-D)改性沥青,所检各项指标均符合有关规范、设计规定要求,实测指标与技术要求见表1。

对于集料的选用,应根据<<公路沥青路面施工技术规范>>JTGF40-2004要求,结合本项目所在地的实际情况,优先考虑就地取材,综合考虑进行优选。通常,石灰岩等碱性集料与沥青的粘附性较好,但耐磨性差是其弊端,故无法很好地形成集料间的挤嵌作用。而作为偏酸性的花岗岩、砂岩、石英岩等则较为坚硬耐磨,压碎值、磨光值、磨耗值指标较理想,集料之间能够形成较好的相互挤嵌作用。但与沥青的黏附性是其不足之处。因此,为了避免沥青混合料在水分、车轮等作用下发生沥青膜脱落的问题,应当考虑掺入抗剥落剂或消石灰(水泥)以提高黏附性等级,以利于避免发生掉粒、松散、坑槽等病害。通过实践比较发现,评定黏附性等级时,最好的方法就是采用一次性品质好纸杯盛水观测,清澈的水中矿料颗粒上沥青膜非常清楚,采用纸杯比其他容器更容易辨别黏附性等级。

(3)填料:矿粉,所检各项指标均符合规范及有关规定要求;详见表4。

(4)抗剥落剂:通过反复试验确定掺量为沥青用量的0.3%,掺配后粗集料与SBS(I-D)改性沥青黏附性为5级。


2.沥青混合料三种掺配级配情况

对各档矿料进行掺配合成,在设计级配范围内掺配合成3组粗细不同的配合比曲线,绘制设计级配曲线,级配B线为基本接近设计中线,级配A线(0-5mm石屑)在中线的上方,级配C线(15-20mm碎石)在中线的下方。

对初试级配以4.5%的经验数据油石比进行马歇尔试验,分析各组级配混合料指标如表5。

4.设计结果


根据上述资料并结合多年实践经验确定目标配合比:
矿料的配合比比例:10~20mm∶10~15mm∶5~10mm∶0~5mm∶矿粉=33.0∶16.0∶13∶37.0∶1.0。最佳油石比为4.6%,即沥青含量为4.4%。

通过矿料级配设计优化、马歇尔试验体积指标设计、配合比设计验证,表明所设计的AC-20C型热拌沥青混合料满足要求,且具有相对优越性,可作为生产配合比调试的基础依据。

沥青混合料目标配合比设计是整个配合比设计的基础阶段,如果矿料级配曲线最大粒径远离级配中线(下方),饱和度和空隙率就不满足要求;如果矿料级配曲线细集料远离级配中线(上方),流值和饱和度就不满足要求;因此矿料掺配级配曲线接近中线在热拌沥青混合料目标配合比设计中起到基础性的关键作用。工程实践中,应当以目标配合比设计为基础依据,进一步进行生产配合比设计、生产配合比验证。

生产配合比阶段的矿料级配应尽可能接近目标配合比设计的级配,确定矿料级配后分别以目标配合比设计的最佳油石比OAC、OAC±0.3%等3个油石比进行马歇尔试验和试拌,通过室内马歇尔试验及从拌和机取样试验后综合确定生产配合比的最佳油石比。生产配合比确定的最佳油石比与目标配合比设计的最佳油石比差值不宜大于±0.2%。

为保证工程质量,提高配合比的优越性,应当根据生产配合比进行试拌试铺,铺筑大约200m长度的试验路段。试拌试铺过程中,应当对所拌混合料进行沥青用量检验、级配分析、马歇尔试验、车辙试验等,检验确定所设计配合比的优越性。并对试铺路面钻取芯样分析,确定碾压工艺。


5.结束语

热拌沥青混合料的配合比设计是施工过程中一件十分重要的工作,一个好的设计应该具有良好的使用性能,施工操作性好及变异性小、容易压实,尤其是经得起实践考验,确保沥青路面不产生损坏,而且这种路面结构维护较容易,广泛应用在新建、扩建、大中修公路工程建设中.因此,从业人员应该充分认识到这三阶段沥青混合料配合比设计是一个完整的整体,必须通过设计找到一个平衡点,材料、性能、经济各方面都满意,然后得出一个标准配合比,方可在生产中使用。

参考文献

【1】<<沥青混合料设计及质量控制原理>>2008-01

【2】杨泉华,王丽丽,吕锡坤.温拌与热拌沥青混合料性能比较[J].现代交通技术.2011(01)

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