瀝青混凝土配合比設(shè)計改進之淺見

1、<p>　　瀝青混凝土配合比設(shè)計改進之淺見</p><p>　　摘要：瀝青砼具有良好的級配和足夠的瀝青用量是瀝青路面穩(wěn)定耐久的保證，用體積分析法論述了如何確定混凝土最佳級配和最佳設(shè)計瀝青用量，同時對現(xiàn)行設(shè)計標準的改進提出粗淺的見解。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：配合比設(shè)計；體積分析法；級配；瀝青用量；砼理論最大密度。 </p><p>　　中圖分類號：S

2、611文獻標識碼： A </p><p>　　隨著高速公路的快速發(fā)展和路面等級的不斷提高，密實型瀝青砼路面逐漸被廣泛采用。在高速公路建設(shè)中瀝青路面發(fā)生早期破壞的情況屢見不鮮，象雨季出現(xiàn)的水損害如剝落、松散、坑洞等，高溫季節(jié)出現(xiàn)的車轍。路面發(fā)生早期破壞不排除施工工藝和質(zhì)量控制的影響，但材料選擇不當和混合料設(shè)計方法不合理是首先要考慮的問題。 </p><p>　　根據(jù)多年積累的試驗數(shù)據(jù)及工程經(jīng)

3、驗。發(fā)現(xiàn)壓實混合料的空隙率VV大小與路面損壞有直接的關(guān)系。①當VV7%~8%時路面滲水嚴重，易導致早期水損害。③當VV=8%~12%時，雖孔隙較多，但尚未連通，故滲進的水處于飽和狀態(tài)難以排除，在外荷載作用下很容易發(fā)生水損害。④VV>15%時，混合料中孔隙已連通，滲水后不僅能及時排隙，而且能起抗滑和降音功能。 </p><p>　　現(xiàn)行規(guī)范采用體積設(shè)計法，但通過多年的總結(jié)和積累有不少地方有待商榷；本文將對混合

4、料級配及壓實混合料體積參數(shù)提出粗淺的見解。 </p><p><b>　　混凝土設(shè)計標準 </b></p><p>　　設(shè)計空隙率一般固定為4%，特殊情況可上下波動1%； </p><p>　　瀝青飽和度控制在65%~75%范圍內(nèi)； </p><p>　　粉膠比PP控制在0.6~1.2；級配較粗的砼控制在0.8~1.6；

5、 </p><p>　　其余指標仍按現(xiàn)行規(guī)范不變。 </p><p>　　瀝青混凝土配比設(shè)計程序 </p><p>　　1、三條級配曲線的選定。以現(xiàn)行規(guī)范的級配范圍為依據(jù)，初步選定三條級配曲線：一條為接近規(guī)范級配范圍的中值，尤其是4.75、2.36、0.075三個關(guān)鍵篩孔應非常接近中值；另外二條曲線分別以4.75、2.36、0.075級配范圍中值的±4%、

6、±3%和±1%進行控制，這樣就形成了上線、中線、下線三條級配曲線的礦料配合比例。 </p><p>　　2、確定初試瀝青用量。要保證瀝青路面具有抗裂、抗變形和耐久性，混合料應具有合適的瀝青用量。經(jīng)過研究和經(jīng)驗總結(jié)，瀝青含量與礦料間隙率VMA成正比，VMA越大，瀝青用量也越大，同時還與組合集料的毛體積密度成反比，經(jīng)大量試驗研究分析得出以下估算瀝青用量的關(guān)系式： Pb= </p>&

7、lt;p>　　式中Pb為瀝青用量，%；VMA為礦料間隙率，%，可直接采用現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的最小值。VV為設(shè)計空隙率一般定為4%；Gsb為組合集料的毛體積比重： Gsb=；其中p1、p2、 p3、…… pn為各種規(guī)格料的比例，p1 + p2 + p3 +……+ pn=100， Gb1、Gb2、Gb3、……、Gbn為對應各種規(guī)格料的比重。 </p><p>　　3、最佳級配曲線的確定 </p><

8、;p>　?、贀魧?。分別利用選定的三條級配曲線和對應的初試瀝青用量分別進行混合料的拌和與馬歇爾擊實試驗，擊實溫度依據(jù)瀝青粘溫曲線來進行確定；在試驗操作中發(fā)現(xiàn)實測溫度不太好控制，因此建議將混合料放置烘箱中老化二個小時，烘箱溫度應比擊實溫度高3℃左右，擊實時，從裝模到擊實成型應控制在1min之內(nèi)，通過試驗比較認為這樣操作比較合理。 </p><p>　?、隈R歇爾試件的體積參數(shù)分析。為了使混合料各項指標均滿足要求，

9、首先要進行體積分析。若體積分析方法有誤，必然使體積出錯，從而導致錯誤的設(shè)計結(jié)果。以前我們常常根據(jù)集料的密度來計算混合料的理論最大密度，由于未考慮集料對瀝青的吸收，因此導致空隙率有誤，從而導致設(shè)計結(jié)果有誤。由于集料表面具有孔隙，因而有吸水性，同樣也會吸收瀝青。 </p><p><b>　　如圖所示： </b></p><p><b>　　水可滲透的孔隙 &l

10、t;/b></p><p><b>　　有效瀝青結(jié)合料 </b></p><p><b>　　閉口孔隙 </b></p><p><b>　　瀝青可滲透的孔隙 </b></p><p>　　瀝青未填充的水可滲透的孔隙 </p><p>　　在計算表

11、觀比重Gsa、毛體積比重Gsb和有效比重Gsc時，質(zhì)量均不變，而體積在變化，Gsa不計入可滲透孔隙體積，Gsb全部計入，而Gsc部分計入。若采用上述三種比重來計算理論最大比重均不能成立。因為幾乎所有集料對瀝青吸收的程度不同，瀝青結(jié)合料被集料吸收的數(shù)量取決于集料的吸水率和瀝青結(jié)合料的粘度。因此，混合料的理論最大密度只有用真空飽水試驗方法才能正確確定。集料的有效密度Gsc由所得的Gmm進行計算。 </p><p>　

12、　a.空隙率VV=；Gmb為壓實混合料毛體積比重；Gmm為混合料理論最大比重。 </p><p>　　b.礦料間隙率VMA=；Gmb同上；Gsb同上；Ps 為混合料中集料含量，%。若采用VMA=VA+W，這里的VA應為有效瀝青體積，否則算出結(jié)果偏大。 </p><p>　　c.瀝青飽和度VFA=；VV為壓實混合料空隙率，%；VMA為礦料間隙率，%；VFA為瀝青飽和度，%。若采用VFA=這里

13、的VA應為有效瀝青體積，否則算出的結(jié)果偏大。 </p><p>　　d.粉膠比PP=；Pbc =Pb-Pba； Pba =； Gsc =；式中：Ps 同上；Gmm同上； Gsb同上；PP粉膠比：P0.075為組合集料中0.075欄的質(zhì)量通過率，%；Pbc為有效瀝青含量，%；Pb為瀝青含量，%；Pba為被集料吸收的瀝青量，%；Gsc為集料有效比重；Gb 為瀝青混合料比重。 </p><p>

14、　?、圩罴鸭壟淝€的確定：利用上面的體積參數(shù)計算公式，分別對三組馬歇爾試件進行分析測定。其中空隙率VV最接近設(shè)計值的一條為最佳級配曲線。 </p><p>　　4、最佳瀝青用量的確定。利用已確定的級配曲線按初試瀝青含量及初試瀝青用量±1%和初試瀝青用量±0.5%進行拌和擊實試驗，試驗方法同上。利用體積參數(shù)公式分別對各組進行計算和馬歇爾試驗，然后繪制瀝青用量與空隙率、飽和度、間隙率等關(guān)系曲線圖，

15、從空隙率圖上找出空隙率為4%時對應的瀝青用量即為最佳瀝青用量，再利用此瀝青用量對應核實其它指標是否滿足要求，若不符合要分析原因，重新試驗。 </p><p><b>　　三、結(jié)論 </b></p><p>　　如前所述，空隙率是熱拌瀝青混合料最關(guān)鍵的指標，若要保證竣工后的瀝青砼路面空隙率控制在3%~7%。把密實型瀝青砼設(shè)計空隙率定為4%很有必要。因為竣工時的空隙率一般

16、比設(shè)計空隙率大3%左右，只有這樣才能控制原位空隙率不大于7%。我國現(xiàn)行規(guī)范所要求的空隙率是一個范圍。因此，很難對路面原位空隙率起到控制作用。另外還要強調(diào)的是不能把級配曲線接近級配范圍中值的那條線認為是最合理的，不同的材料性質(zhì)不一樣，顆粒形狀不一樣，只能通過試驗確定。本人參加的高速公路建設(shè)中，經(jīng)常遇到瀝青砼所采用的級配曲線為下線，混合料各項指標均能滿足要求。本人認為這種設(shè)計方法對原材料的質(zhì)量規(guī)格要求很嚴，一旦材料比重、粒徑有變化，直接導致

17、混合料指標的變化，因此進行配合比設(shè)計要強調(diào)材料的穩(wěn)定性、代表性，同時要采用先進的施工工藝和嚴格的質(zhì)量控制，才能修建出舒適、穩(wěn)定、耐久的瀝青砼路面。 </p><p>　　參考文獻：[1]余叔藩《瀝青混合料設(shè)計的瀝青用量的確定》 </p><p>　　[2]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程《JTG E20-2011》 </p><p>　　[ 3] 嚴家亻及. 道路建