瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)改進(jìn)之淺見(jiàn)

1、<p>　　瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)改進(jìn)之淺見(jiàn)</p><p>　　摘要：瀝青砼具有良好的級(jí)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(jí)配和最佳設(shè)計(jì)瀝青用量，同時(shí)對(duì)現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)提出粗淺的見(jiàn)解。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：配合比設(shè)計(jì)；體積分析法；級(jí)配；瀝青用量；砼理論最大密度。 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：S

2、611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　隨著高速公路的快速發(fā)展和路面等級(jí)的不斷提高，密實(shí)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(jiàn)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(chē)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(dāng)和混合料設(shè)計(jì)方法不合理是首先要考慮的問(wèn)題。 </p><p>　　根據(jù)多年積累的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及工程經(jīng)

3、驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)壓實(shí)混合料的空隙率VV大小與路面損壞有直接的關(guān)系。①當(dāng)VV7%~8%時(shí)路面滲水嚴(yán)重，易導(dǎo)致早期水損害。③當(dāng)VV=8%~12%時(shí)，雖孔隙較多，但尚未連通，故滲進(jìn)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(shí)，混合料中孔隙已連通，滲水后不僅能及時(shí)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(jì)法，但通過(guò)多年的總結(jié)和積累有不少地方有待商榷；本文將對(duì)混合

4、料級(jí)配及壓實(shí)混合料體積參數(shù)提出粗淺的見(jiàn)解。 </p><p><b>　　混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) </b></p><p>　　設(shè)計(jì)空隙率一般固定為4%，特殊情況可上下波動(dòng)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(jí)配較粗的砼控制在0.8~1.6；

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

6、±3%和±1%進(jìn)行控制，這樣就形成了上線(xiàn)、中線(xiàn)、下線(xiàn)三條級(jí)配曲線(xiàn)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(yīng)具有合適的瀝青用量。經(jīng)過(guò)研究和經(jīng)驗(yàn)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(shí)還與組合集料的毛體積密度成反比，經(jīng)大量試驗(yàn)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(jì)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(duì)應(yīng)各種規(guī)格料的比重。 </p><p>　　3、最佳級(jí)配曲線(xiàn)的確定 </p><

8、;p>　?、贀魧?shí)。分別利用選定的三條級(jí)配曲線(xiàn)和對(duì)應(yīng)的初試瀝青用量分別進(jìn)行混合料的拌和與馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，擊實(shí)溫度依據(jù)瀝青粘溫曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行確定；在試驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)溫度不太好控制，因此建議將混合料放置烘箱中老化二個(gè)小時(shí)，烘箱溫度應(yīng)比擊實(shí)溫度高3℃左右，擊實(shí)時(shí)，從裝模到擊實(shí)成型應(yīng)控制在1min之內(nèi)，通過(guò)試驗(yàn)比較認(rèn)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(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求，

9、首先要進(jìn)行體積分析。若體積分析方法有誤，必然使體積出錯(cuò)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)結(jié)果。以前我們常常根據(jù)集料的密度來(lái)計(jì)算混合料的理論最大密度，由于未考慮集料對(duì)瀝青的吸收，因此導(dǎo)致空隙率有誤，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)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(huì)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(jì)算表

11、觀比重Gsa、毛體積比重Gsb和有效比重Gsc時(shí)，質(zhì)量均不變，而體積在變化，Gsa不計(jì)入可滲透孔隙體積，Gsb全部計(jì)入，而Gsc部分計(jì)入。若采用上述三種比重來(lái)計(jì)算理論最大比重均不能成立。因?yàn)閹缀跛屑蠈?duì)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(yàn)方法才能正確確定。集料的有效密度Gsc由所得的Gmm進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　

12、　a.空隙率VV=；Gmb為壓實(shí)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(yīng)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(shí)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(yīng)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(guò)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?jí)配曲線(xiàn)的確定：利用上面的體積參數(shù)計(jì)算公式，分別對(duì)三組馬歇爾試件進(jìn)行分析測(cè)定。其中空隙率VV最接近設(shè)計(jì)值的一條為最佳級(jí)配曲線(xiàn)。 </p><p>　　4、最佳瀝青用量的確定。利用已確定的級(jí)配曲線(xiàn)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(jìn)行拌和擊實(shí)試驗(yàn)，試驗(yàn)方法同上。利用體積參數(shù)公式分別對(duì)各組進(jìn)行計(jì)算和馬歇爾試驗(yàn)，然后繪制瀝青用量與空隙率、飽和度、間隙率等關(guān)系曲線(xiàn)圖，

15、從空隙率圖上找出空隙率為4%時(shí)對(duì)應(yīng)的瀝青用量即為最佳瀝青用量，再利用此瀝青用量對(duì)應(yīng)核實(shí)其它指標(biāo)是否滿(mǎn)足要求，若不符合要分析原因，重新試驗(yàn)。 </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(biāo)，若要保證竣工后的瀝青砼路面空隙率控制在3%~7%。把密實(shí)型瀝青砼設(shè)計(jì)空隙率定為4%很有必要。因?yàn)榭⒐r(shí)的空隙率一般

16、比設(shè)計(jì)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(guó)現(xiàn)行規(guī)范所要求的空隙率是一個(gè)范圍。因此，很難對(duì)路面原位空隙率起到控制作用。另外還要強(qiáng)調(diào)的是不能把級(jí)配曲線(xiàn)接近級(jí)配范圍中值的那條線(xiàn)認(rèn)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(guò)試驗(yàn)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(jí)配曲線(xiàn)為下線(xiàn)，混合料各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足要求。本人認(rèn)為這種設(shè)計(jì)方法對(duì)原材料的質(zhì)量規(guī)格要求很?chē)?yán)，一旦材料比重、粒徑有變化，直接導(dǎo)致

17、混合料指標(biāo)的變化，因此進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)要強(qiáng)調(diào)材料的穩(wěn)定性、代表性，同時(shí)要采用先進(jìn)的施工工藝和嚴(yán)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(xiàn)：[1]余叔藩《瀝青混合料設(shè)計(jì)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(yàn)規(guī)程《JTG E20-2011》 </p><p>　　[ 3] 嚴(yán)家亻及. 道路建