浅析沥青混凝土配合比设计
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摘要：本文主要从沥青砼上面层配合比设计和施工，浅谈高速公路沥青路面配合比设计的几个关键因素。对沥青砼路面上面层配合比的设计过程进行了探讨。
关键词：沥青砼路面上层配合比设计; 原材料选择确定；
中图分类号：TU528.42文献标识码：A文章编号：
前言:
高速公路由于行车密度大、车速快，并且随着车辆轴载明显的增加以及重车比例越来越大，给沥青路面带来了很明显的早期损坏（如辙槽、泛油、推拥等）这就对沥青路面的混合料级配情况、抗滑性能、平整度、密实性等提出了更高的要求。其中上面层是影响路面质量最直接的因素，也是最主要的因素，要提高路面的工程质量，首先要保证上面层的施工质量。沥青砼路面上面层配合比的设计过程包括了目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证这三个阶段。
1.目标配合比设计阶段
1.1原材料的选择和确定
1.1.1沥青材料
从路面结构损坏原因的调查来看，路用沥青的品质是主要原因，如沥青的含蜡量高，就会出现横向裂缝，所以含蜡量一般要求控制在3%以内，沥青的类型对车辙也会有很大的影响，使用稠度底、温度敏感性低的沥青可以降低或者延长路面的开裂，高粘度的沥青会产生劲度高的沥青混合料，较高劲度的沥青混合料会具有较高的抗车辙能力。因此，高树脂、少石蜡的石油是道路沥青的最好原料。
高速公路路面的沥青，在高温时要具有较低的感温性，低温时要具有较好的形变能力，所以选择沥青时应尽量选择溶―凝胶型结构的环烷基稠油直馏沥青。其中沥青质的含量为15%～25%，针入度指数在－2～+2之间，PVN值宜在0～0.5之间。
同时为了提高使用沥青的品质，尤其是对重交通量沥青砼表层，更应该采用进口的沥青如壳牌、SK，标号宜为AH－50或AH－70.
1.1.2集料
骨料最大粒径的确定：级配中的粗集料粒径大小与沥青混合料的抗疲惫强度和抗车辙能力有密切的关系。国内外相关科研资料表明，当沥青混合料厚h与最大粒径D的比值接近2时，表面层的抗滑性、路面抗车辙能力、耐久性有明显的提高，同时也可以减少路面平整度的衰减。
碎石与沥青材料的粘附性大小，对沥青混合料的强度和耐久性有极大的影响，为了使集料与沥青有较好的结合能力，所以在选择时应该不考虑酸性的集料，且碎石的粘附性应达到4级以上。
碎石应选用坚硬、无风化、无杂质，其形状接近立方体，表面粗糙洁净，针片状颗粒少、耐磨耗的碱性石料，同时应符合磨耗值、道瑞磨耗值、冲击值和压碎值等要求。
1.1.3填料
沥青混凝土用的填料宜采用石灰岩或岩浆中的强基性岩石（憎水性石料），经磨细得到的矿粉。矿粉要求干燥、洁净的。
为了能很好的控制混合料的矿料级配，碎石尺寸一般选0-3 mm 、3-5 mm 、5～10mm、 10～20mm、20-31.5 mm、避免拌和出现溢料和待料现象，尽量控制超大粒径的含量，应不大于3%，超最小粒径含量不大于7%.
1.2矿质混合料比例的确定
对组成材料的原始数据的试验。计算组成材料配合比。调整配合比。计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。
通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限尤其应使0.075mm、2.36mm和4.75mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。
对于重交通的高速公路面层，宜偏向级配范围的下限（粒径偏粗为好），成级配曲线应接近连续的或合理的间断级配，但不应过多的犬牙交错。
1.3确定最佳油石比
现行规范中规定，确定最佳的沥青用量是找出马歇尔指标均符合要求的共同范围，因此油石比应根据表所列沥青用量范围，参考以前的经验来初步估计恰当的沥青用量，并以估计值为中值，以0.5上下变化沥青用量，取5个不同的沥青用量制备马歇尔试验的试件，按规定的试验温度和试验方法进行马歇尔试验，测定混合料的稳定度和流值，并计算混合料的密度、空隙率、饱和度及矿料间隙率。最终确定配合比的最佳沥青用量。
除了按照规范规定的方法确定油石比以外，本人认为油石比确定还应遵循下列原则：
1.3.1油石比要按当地气候条件综合考虑
我省属于干旱热带地区，夏季气温较高，冬季气温又较低，白天夜间混差较大。我省的几条高速公路，部分路段泛油车辙现象明显，抗滑能力降低，这与油石比偏大、夏季气温偏高持续时间长有直接关系。油石比取低限利于提高路面热稳定性、抗车辙能力和抗滑性。
1.3.2高等级路面面层油石比的确定应引起动稳定度试验
目前国内交通组成发生了显著变化，大吨位车越来越多，过去的设计理论满足不了现在交通量增大，车载增重的需要，因此沥青混合料中除了要进行常规的马歇尔试验外，其中最重要的是引起动稳定度试验，才能客观全面地反映实际，由动稳定度鉴定级配和油石比是合理的，Superpave沥青结合料性能试验就与实际较为接近，目前我省的天水过境段高速公路、西长凤高速公路以及在建的雷西高速公路都参用了Superpave沥青混合料试验。
稳定性包括了高温稳定性与低温抗裂性，而耐久性包括了抗水剥离性与老化性，为了提高混合料的高温稳定性，可采用提高沥青混合料的粘结力和内摩阻力的方法解法。在沥青混合料中，增加粗矿料的含量，使粗矿料形成骨架结构，能有效的提高沥青混合料的内摩阻力，适当地提高沥青的粘稠度，控制油石比，严格控制沥青用量，采用具有活性矿料，以改善沥青与矿料的相互作用，就能提高沥青混合料的粘结力。选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青可以有效的提高沥青混合料的低温抗裂性能。
2.生产配合比设计阶段
2.1冷料的调试冷料的调试主要根据目标配合比的矿料比例进行
根据沥青混合料拌和的产量Q，确定每分钟矿料的进料数量：（假定碎石含水量为0，石屑含水量为X）
A集料：Q×（1－Z）×PA÷60t/min
B集料：Q×（1－Z）×PB÷60t/min
石屑：Q×（1－Z）×PC×（1+X）÷60t/min
Z：表示油石比
PA：A集料用量
PB：B集料用量
PC：石屑用量
2.2生产配合比的调试
分别取二级筛分后，进入热料仓的材料进行筛分，确定各热料仓的矿料比例，供拌和站使用，按最佳油石比±0.3%进行马歇尔试验和动稳定度试验，进一步确定生产配合比中的最佳油石比。
3.生产配合比验证阶段
一个配合比能否真正运用到施工中去，还要通过试验段来验证，通过铺筑试验段可以确定摊铺机的摊铺温度，摊铺速度、振级、压路机的碾压工作，以及确定松铺系数等，所以通过试验段试拌试铺，结合拌合场取样进行Superpave或马歇尔试验，。
在试验路段碾压成型12小时后，对摊铺的沥青面层进行钻芯取样，以检测其厚度及压实度，最终决定施工配合比设计的合理性。经试拌试铺验证的生产配合比将作为标准配合比指导沥青混合料的批量生产。
4.结语：
高速公路路面工程的质量不仅取决于施工单位的施工水平，更重要的是原材料的质量以及能够有效指导施工的试验检测数据，通过各项试验检测，合理的设计沥青混凝土配合比，才能正确指导沥青混凝土路面的施工，所以沥青混凝土配合比的设计在沥青路面的施工中具有举足轻重的作用。
参考文献:
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[2]高迎俊，沥青混合料配合比设计注意事项研究[J].交通世界：68~69.
[3]王杏艳，韩玲.沥青混凝土配合比的设计[J].中国科技信息，2005（16）：134.