谈市政道路沥青混凝土路面下面层配合比设计

马 丽 萍

(晋城市市政工程总公司，山西 晋城 048000)



谈市政道路沥青混凝土路面下面层配合比设计

马 丽 萍

(晋城市市政工程总公司，山西 晋城 048000)

介绍了市政道路沥青混凝土路面对原材料的要求，分析了某项目AC-25I沥青混合集料的设计指标，阐述了沥青混合料目标配合比与生产配合比的设计方法，有利于提高沥青混凝土路面的工程质量。

市政道路，路面，沥青混合料，配合比

0 引言

关于热拌沥青混合料的配合比设计方面的课题研究在国内外已经有几十年的历史，随着市政道路对面层及下面层要求的不断提高，关于新型沥青混合料的配合比设计研究也越来越热门。其配合比设计重点包括目标配合比设计阶段和生产配合比设计阶段两部分，能够有效确保路面符合基本功能和耐久性的需求。当前我国市政道路中采取半刚性基层沥青混凝土结构路面的占有很大部分，其结构分层由上层、中层以及下层构成。其中下面层在其结构层的最下部，跟半刚性基层直接相互接触，能够较好地对荷载进行传递。关于该层的配合比设计直接关系到沥青路面结构的耐久性、安全性和适用性，因此，必须做好其配合比设计和施工。

1 原材料及相关要求

1.1 沥青胶结料及其要求

该工程所在地，夏季比较多雨、冬季比较寒冷，其路面结构受到气候的严峻考验。根据其下面层设计要求和该项目的材料供应情况，下面层选取中国台湾国光品牌的AH-70重交沥青进行施工，根据该材料的具体配置参考技术规程进行配制。

1.2 石料及其要求

该项目下面层所用的石料为花岗岩，其具有硬度高、纹理粗糙等特性。具体集料各项物理参数应参考技术规程要求进行配制。对其高温测试要求，能够避免其在热拌施工时发生结构性变化。在石料加工中，可以采取干法联合除尘等措施，保证石料满足级配为0.075 mm的设计要求。

1.3 天然砂及其要求

考虑到与石料的配合，该项目选用天然砂进行组合，其使用能够有效改善混合料的特性。但是由于天然砂跟沥青相互粘结性较差，如果过量掺入，将会造成混合料的不良性能。另外考虑到天然砂资源供应不稳定影响因素，该项目施工过程要求尽量少用或不使用天然砂作为细骨料。该项目具体天然砂技术标准必须满足配合比技术规程的要求。

1.4 矿粉及其要求

该项目的下面层沥青混合集料运用石灰岩矿粉作为掺料，满足洁净度等指标如表1所示，在混合集料搅拌中要严禁拌和回收的粉尘继续使用。

表1 矿粉原材料主要技术指标控制

1.5 水泥及其要求

该项目选用的水泥级别是P.O32.5，其掺入能有效改善集料与沥青的粘结性能，根据以往项目经验和该项目试验结果要求水泥原料的残留稳定度要不小于0.85，同时其冻融劈裂后的残留强度要不小于0.8。

2 AC-25Ⅰ沥青混合集料设计技术要求

2.1 主要指标规定

关于该项目的沥青拌和要求如表2所示。

表2 沥青混合集料的拌和技术控制

2.2 科学合理的级配配置

科学的级配选取是确保材料性能的关键条件之一，该项目的级配等级属于悬浮密实型，其结构方面存在缺陷，为了更好地获取较好的配合比,本文依据以往市政道路项目中的相关经验,制定了该项目的级配标准,进行0.45次方图级配进行对比分析,具体见图1。通过曲线能够发现该项目配备等级均在Superpave控制范围之内,该沥青混合集料的目标级配比较相似于S型，从而能够运用大量的粗集料构成结构骨架,进而保证沥青混合集料的适用性和耐久性,同时还能够确保其能满足空隙率的基本要求。

此外，国内规范要求在实施马歇尔实验时，并为考虑级配选择过程的影响，当确定了混合料类型之后，对其配合比进行设计时必须合理地调整各构成成分的比重，同时对各组分的级配比例进行调整，使其满足设计和规范要求。当前，美国地区使用比较多的方法为Superpave混合料设计法，不但要求原材料试验情况，还要尽可能划定级配的范围，同时要参考体积指标对其级配进行选择。

该工程中没有设定严格的配合比设计固定比例，也未提出级配必须趋于中值，这就要求在设计配合比时要尽可能选用合适的原材，进而促使级配趋于最佳。

3 市政道路项目下面层配合比的设计

3.1 沥青混合料目标配合比设计

1)选择合理的级配。

依据以往市政建设的大量配合比目标设计经验，初步必须确定油石比，通常其比值为0.042，并进行试验确定最优级配。调整各组成材料的级配、比例等，观察试验曲线，得出最佳级配。本工程项目中由于选用的级配空隙率比较大，造成饱和度跟规范和设计不符。

鉴于上述问题，该项目又通过合理的级配掺入试验，分别选用8%与10%的级配，制作了4组级配，结果向着未掺砂的级配靠近。通过四组级配进行对比选出最佳的沥青设计级配组成,同时要对级配曲线进行观察，避免其超出控制曲线范围。

2)适当油量的选定。

a.最佳油石比的确定。依据该沥青混合料的比例设计5种油石比例，分别为0.047，0.052，0.057，0.042，0.037。并将其进行试验，通过试验对比五种比例的试件密度情况、稳定度情况、流值情况等参数内容。通过对比发现最大密度、稳定度最佳和空隙率最佳的油石比分别为：0.047，0.042与0.046三种，对其取均值可得0.045，并将其定为初始最佳油石比。同时结合工程环境等实际经验值情况，取0.044为最终值。b.对其进行水稳定性和高温稳定性试验验证。通过实施最佳油石比配置的混合集料在浸水马歇尔、冻融劈裂、高温车辙等试验作用下，分别对其强度、稳定性等多项指标进行对比研究。

经过混合料级配对比试验以及该项目对AC-25I型沥青混合料进行的各项指标研究发现，其稳定性、劈裂强度、水稳定性、高温稳定性等均满足工程设计和规范的要求。

3.2 沥青混合料生产配合比设计

1)沥青混合料生产级配的确定。

依据目标配合比所设计出的各组分比例情况，对矿料实施干拌，并通过二次筛之后实施筛分试验，分别对不同材料重量比例进行记录。依据各热料仓材料及其筛分结果，全面对目标配合比进行分析和研究。制备5组配合比进行试验，通过试验分析该配合比满足要求。

2)生产用配合比用油量比例设计。

选定其用油量。根据目标配合比中选定的0.044±0.3%等三类油石比进行试验验证，具体实验包括马氏体积指标试验和马歇尔试验两种，通过试验数据与曲线对比确定最佳油石比为4.4%，用油量达到4.2%，试验结果发现各项指标良好。

4 结语

根据本文对某市政道路工程项目中所用的沥青混凝土路面下面层配合比设计研究，主要结论包括如下：

1)在当前正在建设的工程项目中，合理的级配对下面层沥青混合料配合比设计至关重要，要根据工程实际适当放宽级配要求，根据经验值、试验等步骤确定最佳级配。此外，更要加强在技术条件方面的支持，如在进行最佳级配选取的过程中选取能够体现当地材料性能，并参考大量的工程实践数据，为推动市政道路沥青混合料配合比提供指导。

2)通过掺砂量和油石比的相关试验研究发现，砂的掺入能够较好地提高混合料的击实性能，合理地掺加天然砂能够确保路面施工过程具有较好的和易性，同时还能确保其施工的质量。

[1] 卢雄强.旧沥青混凝土路面沥青罩面改造研究[J].湖南力学，2012(4)：123-124.

[2] 职雨风，张肖宁.利用FWD对沥青混凝土路面质量进行评价[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

马丽萍(1979- )，女，工程师，一级建造师

U416.2

A