沥青混凝土配合比设计

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摘要：沥青混凝土的配合比设计与公路的质量有着直接关系，同时与其原材料的使用情况也密切相关，所以，在工程施工中，一定要重视沥青混凝土的配合比设计，为公路施工质量提供保障。

关键词：沥青；混凝土；配合比；设计

中图分类号： U416 文献标识码： A

引言

长期以来，混凝土配合比设计总是以确保其安全性能为目标，忽略了混凝土组分多元化、混凝土工艺性能、混凝土强度发育历程等客观变化带来的负面作用，在混凝土配合比设计思路与现代混凝土内在的规律性上产生了偏离，从而导致混凝土性能呈快速劣化的总体态势。本文简要分析了沥青混凝土的级配种类、原材料的选择、设计方法进行了分析，以便为沥青路面的有效建设提供强有力参考依据。

一、沥青混凝土级配种类的选择

为了确保沥青混凝土路面的整体质量，一定要选择合理的沥青混凝土混合料的级配种类。根据沥青混凝土面层规定的设计标准，其上面层选用的混合料最大粒径应低于该层实际厚度的50%，其中面层选用的混合料集料最大粒径应低于该层实际厚度的66.7%，其结构层选用的混合料集料最大公称尺寸应不高于该层实际厚度的33.3%，如果混合料是粗体，那么还应将其比例适当的缩小。沥青混合料与水泥混凝土一样，其技术性质不但与组成材料质量相关，还与沥青混合料中每个组成材料的实际数量相关。设计沥青混凝土的配合比，主要是为了对沥青、砾石、矿粉与砂等材料的最佳配合比加以确定，其混合料的组成结构主要有骨架密实结构、悬浮密实结构与骨架空隙结构。骨架密实结构属于间断式的连续级配混合料，主要特征是截断核心尺寸的集料，以便粗集料在一定程度上可以形成分列统一的密排骨架，保证数量有限的细集料能够完全填充各骨架之间存在的空隙，该结构的耐久性、稳定性和抗裂能力非常好。悬浮密实结构属于密式的连续级配混合料，因为该结构的细集料成分多，因此可以很好地转变为密实结构，且有着很好的耐久性，然而其粗集料成分较少，不能转化为骨架，所以高温稳定能力和低温抗裂能力不够好。骨架空隙结构属于开式的连续级配混合料，因为该结构的粗骨料成分多，因此可以形成具备稳定性的良好骨架，然而其细集料成分较少，不能完全将粗料之间存在的空隙填充，所以耐久性与低温抗裂能力不够好。

二、原材料的选择

要确保工程质量，就得严格的选择和检验工程材料，这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。对原材料应依据设计文件对路面结构和使用品质的要求进行选择、确定，根据有关的《规范》的规定，与地材的供应情况相结合，根据有关试验规程的要求进行检验，之后再择优选材，使得材料的每一项技术指标都能够满足规定的技术要求。

（一）选材原则

沥青混凝土的组成原材料主要包括：规格不同的胶结料（沥青）、粗集料、细集料、填充料（矿粉）。选择原材料要根据技术性好（满足技术指标要求），经济性好、结合环保就地取材等原则。

（二）沥青

沥青是主要的构成沥青混凝土的材料之一，对于沥青混合料质量有着决定性作用。所以在沥青选择时，不但要重视沥青自身的质量，还要注意标号对当地环境、空气、气温的适应性，不仅要注重冬季的抗裂性，同时还要注重夏季的抗塑变能力。

（三）粗集料的选择

在沥青混凝土面层中粗集料主要是通过颗粒间的嵌锁作用提供稳定性，通过其摩擦作用对位移予以抵抗。粗集料的形状和表面纹理对于沥青混凝土的稳定性能有着很大影响，因此粗集料选择时，要严格根据相关粗集料的技术规范进行。即压碎值、磨光值、吸水率、粘附性、针偏状颗粒含量都要满足要求。

细集料的选择

通常情况下，细集料指的是天然砂、人工砂、石屑等，在沥青混合料中将颗粒间嵌锁作用增加，使粗集料间的孔隙减少，从而使混合料的稳定性增加。在细集料选择时，不仅要对其应满足规范规定的技术指标进行考虑，还应对级配情况、与沥青的粘结力及其耐磨性和对混合料的稳定性综合考虑。

（五）填料的选择

填料选择时必须对是否可以复核亲水性和细度要加以考虑，是不是改善沥青与集料的粘结力。依据性质不同的集料选择的填料也不同，至于碱性集料，可选择磨细的石粉作填料；对于中性材料，可运用磨细的石灰石粉，此外，依据不同的情况还可选用水泥消石灰等作填料。

三、沥青混凝土配合比设计

（一）沥青混凝土马歇尔试验配合比方法

1、依照《规范》推荐，依据之前经验，对最佳沥青含量固进行定，中值为预估的沥青含量，按照0.5%的间隔变化，取沥青用量不同的5个，用小型拌和机与矿料进行拌和，击实成型马歇尔试件。分别对试件的毛体积相对密度继进行测定。对沥青混凝土的最大理论相对密度加以确定。分别对沥青混凝土试件的空隙率、矿料间隙率、有效沥青的饱和度等体积指标进行计算，分析体积组成。之后再通过马歇尔试验，对马歇尔稳定度、流值，计算马歇尔模数进行测定。接着分析马歇尔试验结果：对沥青用量与物理-力学指标关系图进行绘制。横坐标为沥青用量，纵坐标为毛体积密度、矿料间隙率、有效沥青饱和度空隙率、稳定度和流值为，把试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。

2、对炎热地区公路及其高速公路、一级公路的重载交通路段，预计有可能较大车辙时，应该在空隙率满足要求的范围内把计算的最佳沥青用量减小0.1%~0.5%作为设计沥青用量。

3、对寒区公路、旅游公路、交通量较少的公路，最佳沥青用量可在OAC的基础上增加0.1%~0.3%，从而对设计空隙率适当的减小，但不能使其压实度要求降低。

4、在设计沥青混凝土配合比中，温度指标控制非常重要，应采取适宜的拌和温度、击实温度。过高的拌和、击实温度将导致最佳沥青用量偏少，使路面耐久性降低，过低的温度使得沥青偏大，使抗车辙性能降低，极易有泛油现象出现。

（二） 目标配合比设计阶段

选择合格的材料，先对矿料级配比进行计算，对矿料级配进行优选，找出配合比的最佳状态。设计沥青混凝土马歇尔试验配合比，对最佳沥青用量OAC加以确定。之后再按照最佳沥青用量OAC制件，进行水稳定性检验和高温稳定性检验。按照验证结果，如果无法达到有关规定就需要重新选择材料、对级配进行调整或采取其他措施重做试验，直至其满足要求，确定出比较优良的的目标配合比。

（三）生产配合比设计

生产配合比设计是把拌和楼二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，对各热料仓的材料比例再次进行确定，同时对冷料仓进料比例反复调整，从而实现供料均衡的效果，并以目标配合比设计的最佳用油量、-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，和旋转压实仪成型混合料试件的体积指标试验检验，同时从试拌的混合料取样进行试验，检验各项指标是否满足规范的技术指标要求，如满足要求，则综合确定生产配合比的最佳沥青用量。如果不符合应进一步调整热料仓比例使之更接近目标配合比级配和沥青用量，使其符合马歇尔试验技术标准和体积标准,再试。如还不满足要求应重新设计级配和用油量。

（四）生产配合比验证

按照生产配合比设计确定比例进行试拌、试铺，并抽取试验段混合料按要求进行各种试验和施工质量检验，验证生产配合比设计确定的各种指标是否符合规定。同时观察芯样空隙率大小、试验路的渗水情况,和评价碾压的难易程度，由此确定生产用的标准配合比。

结束语

混凝土配合比设计是一项技术性工作，但影响配合比设计合理性的因素却是多方面的，来自混凝土自身以外的自然环境、市场行为等因素对混凝土安全性能的影响具有一定的相关性但不具有很高的敏感性。因此在设计中，不能只注重目标配合比，而忽略了生产配合比和验证配合比，只将室内试验与施工生产相互结合，反复验证，做到真正意义上的理论联系实际，才能够成功的沥青混凝土配合比设计，才可以为施工生产发挥积极的、较大的指导意义，对提高公路工程的路面质量起着至关重要的作用。

参考文献：

[1]靳建江. 沥青混凝土配合比设计[J]. 交通世界(建养.机械),2009,06:241-242.

[2]庄勤晓. 谈沥青混凝土配合比设计[J]. 科技创新与应用,2012,06:146.