公路沥青混合料配比设计及实践探讨

康倩

摘要：配比设计严重影响沥青混合料的应用效果，同时关乎沥青公路的可持续通行能力。改进沥青混合料的配比设计是延长沥青道路行驶期限的重中之重，也是保证其路用性的关键。本文基于公路沥青混合料配比设计及实践过程中的一些问题，从工程设计级配范围的确定、原材料选择与准备、矿料配合比设计等方面进行深入研究，并结合工程实例，从工程建设实际情况出发，分析了沥青混合料配比及其相关问题，为日后相关工作提供借鉴。

关键词：公路沥青；混合料配比；设计

1工程设计级配范围的确定

要想保证沥青路表面的质量，首先要确定与之相适应的沥青混合料级配种类。所谓密级配沥青混合料，指的是设计级配之前先对工程的相关情况进行考察，如工程性质、交通条件、道路等级、气候原因、材料种类等方面，研究工程对沥青混合料的大体使用要求后，然后修改设计级配。粗型密级配沥青混合料（AC-C型）适用于炎热、高温期长的夏季和交通量较大的路段，选择高设计空隙率与之相匹配。细型密级配沥青混合料（AF-C型）使用于寒冷、低温期长的冬季和车流量较小的道路工程，选择低设计空隙率与之相匹配。沥青混凝土面层建筑材料从下往上依次减小，越接近地面的集料颗粒越小，一般是细粒式或中粒式，规定上层集料的最大颗粒必须小于一半层面厚度，中层及下层集料小于层面三分之二厚度。为避免积水侵蚀沥青公路，凡是两层或三层构造的沥青混凝土面层中的混合料至少一层是Ⅰ型密级配。假使顶层采用的混合料是Ⅱ型，则中间层必须使用Ⅰ型混合料，AM型开级配沥青碎石只用作层面联结，不可用作层面混合料。

2原材料控制

原材料是保证沥青混凝土路面施工质量的第一步，也是最重要的一个控制环节。不同的料源、不同的批次，施工使用的材料与配合比设计使用的材料的不一致性，都直接影响着沥青混合料的配合比设计在施工控制中的实用性。所以要完成一个好的配合比设计，控制好原材料质量是首要条件，这就要求施工单位要把控好原材料的质量保证“三关”：首先是招标及订货关，供货单位必须提供各种原材料的质量检测报告；其次是进货关，供货单位供应的原材料有可能违背投标时的承诺，进货时必须重新检验；最后是使用及保管关，材料进场后的存贮、堆放、管理是保证材料质量必须重视的第三关。

2.1沥青

沥青是沥青混合料中最关键的材料，沥青使用性能的好坏直接决定沥青路面的使用寿命。在本工程中，根据设计文件要求，使用的沥青为SBS改性沥青（I-D），该沥青的高温、低温性能都较好，且有良好的弹性恢复性能。按照合同要求，沥青作为关键的材料被列为甲供，是业主通过招标直接从生产厂家订购的，且供应商提供了该型材料的基质沥青的质量检测报告；在沥青材料进场时，施工单位的工地试验室按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的方法要求严格进行了抽检，检测各项技术指标符合设计及《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中对聚合物改性沥青SBS（I-D）的技术要求。进场的合格沥青被贮备在专用贮备罐中，并在贮备罐中加设了搅拌设备来保证使用时的均匀性。进场聚合物改性沥青SBS（I-D）主要指标如表1。

2.2集料

集料是沥青混合料配合比设计中矿料级配的主要组成部分，也是主要受力支撑材料，是沥青混凝土路面的骨架，其均匀程度、颗粒形状和表面粗糙度决定着沥青混合料的嵌挤力及摩阻力。矿料级配的好坏直接影响着沥青混合料的各项性能指标，要想配出较理想的合成矿料级配，施工单位把控好集料的质量保证三关至关重要。在本工程中，集料是施工单位通过招标选定符合条件的大型采石场供应，且要求采石场所用的振动筛与生产拌和设备所用的热仓振动筛筛孔尺寸一致。为加强进料关的管理，除工地试验室对进场材料逐批检验外，工程单位还在采石场派驻监理和材料员，对生产供应的材料进行监督。为保证进场后的各种规格集料不相互混杂和弄脏，工地沥青混凝土拌和站对进站道路及贮料场地进行了硬化，并在不同規格的料堆间设置了隔离墙、搭设了防雨棚。进场集料按《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）检测，其主要指标见表2：

3矿料配合比设计

优质的混合料必须应用恰当的级配。在高速和一级公路工程设计级配范围中根据级配范围计算至少一种配比，并画出相应的设计级配曲线，标注其在范围上的显示位置。设计级配不能忽高忽低，0.3mm～0.6mm范围内不产生抛物线。多次设计仍然不满足要求时，考虑替换其中的材料。通常最佳的试配结果是级配范围的中间值。

依据上述规程的内容，参考实践情况确定沥青使用比例的合适范围，共调配出5～6组实验，并将0.5%作为实验对象的间距，从流值、理论最大密度、马歇尔稳定度、密度等方面进行对比。国内外一般应用毛体积相对密度来对比实验对象，实际测试中的方法有许多，常见的有水中重法、体积法、表干法、蜡封法。《实验工程沥青及沥青混合料实验规程》中指出表干法适用于实验中吸水率低于2%的全部沥青混合料试件；水中重法更适用于吸水性极差的Ⅰ型沥青混合料试件，蜡封法更适用于吸水率高于2%的沥青混凝土或碎石混合料试件，表干法和蜡封法不适合较多空隙的碎石混合料；体积法更适用于空隙大透水性高的级配试件。两种方法可以测算出混合料的最大理论相对密度，它们应用于不同的情况，当混合料是非改性时，可使用真空法实测出成型马歇尔试件中混合料的最大相对密度；当混合料是改性或SMA时，可通过公式得出每个混合料的最大理论相对密度。

确定最佳沥青用量，建立平面坐标轴，横坐标是沥青使用量或者油石比例，纵坐标是其他实验数据，参考马歇尔实验数据画出曲线图。使用密度和稳定度最大值、空隙率和沥青饱和度中值得出沥青用量的均值OAC1，另外再将规定中满足技术要求的沥青使用量中值记作OAC2，最后求出OAC1与OACZ的中值，这个中值即为最优沥青使用量。实际工程建设中还应考虑工程标准、环境原因、交通情况等因素，最终确定最适合的用量。

沥青的最优用量明确之后，成型混合料试件，逐一检测它的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、渗水性等，另外高速及一级公路的配合料还要增加使用性能的测试，针对不达标的混合料可采取替换材料或者再次进行配合比设计的方法来完成检验。

4生产配合比验证

按生产配合比进行试拌，沥青混合料级配、沥青用量、再生混合料技术指标满足控制要求后，铺筑试铺段。取试铺用的沥青混合料进行马歇尔试验检验和沥青含量试验，检验标准配合比矿料合成级配，经过试铺阶段的试验和调整，确定生产配合比，作为施工质量控制的标准。

5结语

总而言之，能够干扰沥青公路使用性的原因方方面面，我们需要努力的方向是确保提供优质的原材料、杜绝源头危害、改善沥青混合料配合比设计。只有改进沥青混合料配合比设计方案，我们才能提升道路的使用性能，进一步推进公路工程建设的发展。

参考文献

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