高安至胡家坊一级公路沥青混合料目标配合比设计与分析

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摘要： 本文以高胡一级公路沥青混合料的配合比设计为例，对混合料目标配合比的流程以及实验中的注意事项加以阐述，供广大同行参考。

Abstract： The mixed ratio design of asphalt mixture used in the construction of Gaoan—Hujiafang First Class Highway is introduced，illustrates the essential process of target mix ratio of asphalt mixture design and suggests that some items should be noticed in the experiment， the design may be as the reference to the same construction design.

关键词： 一级公路；热拌沥青混合料；目标配合比；试验

Key words： first class highway；hot asphalt mixture；target mix ratio；test

中图分类号：U414.750.3 文献标识码：A 文章编号：1006—4311（2012）28—0125—02

0 引言

随着我国国民经济的飞速发展，公路的交通量、轴载、车速都不断增加，沥青混凝土路面提供的服务能力面临巨大的挑战，许多沥青路面还没有到达设计年限就发生严重的破坏。这给沥青路面的使用品质提出了愈来愈高的要求，而配合比设计正是沥青混合料面层质量的基础，沥青混合料生产配合比设计的结果。直接用于指导沥青混合料的拌和生产，其设计成果好坏，直接影响沥青混合料的出厂质量，因此对沥青混合料配合比设计的流程进行严格控制显得尤为重要。

高胡一级公路北起高安市区，南接昌樟高速公路，全长40.6公里，路基宽24.5米，路面宽23米。本文以高胡一级公路为例对AC—13沥青混合料目标配合比设计步骤和方法做了进一步的分析。

1 材料的选择

原材料的质量对于建成后的路面质量使用性能及寿命其有决定性作用，严格控制原材料的质量，提高对原材料质量的重视程度，对各种规格的碎石备料要从生产源头把好质量关。

1.1 沥青 上面层沥青混合料使用的是普通基质沥青，各相关指标按照规定方法进行试验，其各项指标标符合我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）中改性沥青技术要求。

1.2 集料 AC—13型沥青混合料所石灰岩集料为：高安市灰埠石场10～15mm碎石、5～10mm碎石、3～5mm碎石、0～3mm石屑。所用集料检测结果均符合高速公路、一级公路表面层沥青混合料用集料质量要求。

1.3 矿粉 采用从上高市产矿粉，所用矿粉检测结果均符合沥青混合料用矿粉质量要求。

2 混合料目标配合比设计及验证

2.1 确定最佳级配 经试验后确定上中下三条级配曲线，经分析上下级配曲线不符合设计要求，由于上下两种级配的矿料间隙率均达不到设计要求的14%，最后确定采用中间级配曲线。

采用做改性沥青混合料的使用的最佳级配，经过计算机配合比设计，配合比计算的结果如表1和表2所示，曲线图如图1。根据AC设计经验、改性沥青AC—13的配合比设计以及AC实体工程的实践经验，其油石比估计为

3.5～5.5%，为此先按3.5～5.5%油石比制作马歇尔试件。

2.2 最佳沥青用量确定 按JTJ052—2000，T0709—2000规程进行了AC—13目标配合比马歇尔试验，试验结果见高胡一级公路AC—13目标配合比级配马歇尔试验结果（表3），根据AC—13马歇尔配合比设计技术要求希望的设计空隙率为4%～6%，VMA>14%，VFA为65%～75%，马歇尔稳定度>8.0KN，流值为1.5～4mm的条件，初步确定AC—13油石比为4.8%。

2.3 确定目标配合比 由上可知，AC—13型沥青混合料目标配合比采用10～15mm碎石：5～10mm碎石：3～5mm碎石：0～3mm石屑：矿粉=25：24：21：25：5以及油石比为4.8%。其合成配合比见表4，目标配合比级配曲线见图1。

2.4 AC—13配合比设计检验

2.4.1 水稳定性检验

①残留马歇尔稳定度试验。采用油石比4.8%制备马歇尔试件，并对其进行浸水马歇尔试验，其残留稳定度为90.89%，满足改性沥青混合料配合比设计检验指标中马歇尔残留稳定度大于85%的要求。

②冻融劈裂试验。采用油石比4.8%制备马歇尔试件，同样进行冻融劈裂试验，其冻融劈裂强度比为93.75%，满足改性沥青混合料配合比设计检验指标中冻融劈裂强度比大于80%的要求。

2.4.2 高温稳定性检验 采用油石比4.8%制备车辙试件，对AC—13沥青混合料进行了车辙试验，其动稳定度DS=5323次/mm，满足现行施工规范1—4区一级公路中“AC—13马歇尔配合比技术及配合比设计检验指标”中改性沥青混合料车辙试验动稳定度大于2800次/mm的要求。

2.4.3 试件渗水性检验 采用油石比4.8%制备车辙试件，对AC—13沥青混合料进行了渗水试验，试验结果为41.3ml/min，满足AC混合料配合比设计检验指标中渗水系数不大于120ml/min的要求。

3 试验结论分析

3.1 上述检验结果表明，所设计AC—13目标配合比级配满足AC—13马歇尔试验配合比设计技术要求和AC—13配合比设计检验指标要求。即采用10～15mm碎石：5～10mm碎石：3～5mm碎石：0～3mm石屑：矿粉=25：24：21：25：5。制备的AC—13沥青混合料，其最佳油石比为4.8%，毛体积相对密度为2.427，理论最大相对密度为2.544。其高温稳定性、水稳定性，低温抗裂性，渗水性试验检验，均能满足现行规范要求。

3.2 结合同类工程的所积累的经验，考虑施工过程中可操作性及级配范围应主要以现行规范为准，应灵活对级配范围作适当的调整，使其与实际生产需要的合成级配相一致。AC—13混合料矿料调整后的级配范围和目标配合比如表4。

3.3 试验表明所供材料配制的沥青混合料高温和水稳试验等检验试验均能满足要求。但在工程正式施工开始前，材料将会有变化，工程单位必须重视进行生产配合比设计。规范规定此配合比仅供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度和试拌使用，最终的AC—13路面生产配合比采用的油石比应根据生产配合比设计并经试拌、试铺和试铺段压实结果最终确定。

4 结语

目标配合比设计是沥青混合料配合比设计的关键，也是生产配合比设计和生产配合比验证的前提和基础，因此在配比试验过程中应该注意以下几点：

①在配合比设计过程中，要和施工生产的实际情况相结合，不能脱离现有的技术条件，严格控制材料的选取，对材料要求进行平行试验，试验结果应满足平行试验精度要求。②在进行目标配合比设计时，要具体问题具体分析，不能死搬硬套《规范》规定。在不脱离《规范》的情况下，根据不同的材料，不同的条件，灵活的进行配比设计。③在进行目标配合比阶段确定最佳沥青含量时，可以采用经验法或估算法拟定沥青含量范围，找到最小的最佳沥青含量所处的范围，再进行马歇尔试验，可以减少工作量，节省时间。④必须克服以往只对混合料配合比设计采用目标配合比，而忽视生产配合比和验证配合比。特别应注意在生产配合比设计阶段，要严格控制冷料仓和热料仓的配比，当材料发生变化时，要及时调整配合比，使混合料的生产始终控制在设计的最佳状态。

参考文献：

[1]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]刘建云，郭芳.赣韶高速公路三益至梅关段沥青混合料目标配合比设计与试验[J].公路2006，12.

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[4]刘树堂，商庆森，郭忠印.沥青混合料目标配合比设计的最佳沥青含量范围估算[J].公路交通科技，2006，2.