安 平 寧致遠(yuǎn)

（1.日照市公路管理局工程處，山東 日照 276800；2.山東省日照市第一中學(xué)，山東 日照276800）

0 前言

瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計時的最主要快速是確定瀝青混合料瀝青最佳油石比及瀝青混合料所用集料的級配比例。瀝青混合料確定最佳油石比：國內(nèi)外普遍采用體積設(shè)計法或體積分析法預(yù)估最佳瀝青油石比，選擇的瀝青油石比范圍必須涵蓋設(shè)計空隙率的全部范圍，并盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，并使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。如果沒有函蓋設(shè)計空隙率的全部范圍，試驗(yàn)必須擴(kuò)大瀝青用量范圍重新進(jìn)行。對所選擇試驗(yàn)的瀝青油石比范圍，毛體積相對密度或穩(wěn)定度沒有出現(xiàn)峰值(最大值經(jīng)常在曲線的兩端)時，可直接以目標(biāo)空隙率所對應(yīng)的瀝青油石比作為OAC1，但OAC1必須介于OACmin～OACmax的范圍內(nèi)，否則應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計。瀝青油石比是影響空隙率、瀝青飽和度等馬歇爾技術(shù)指標(biāo)的主要因素，因此，在瀝青混合料設(shè)計中能否預(yù)估出最佳油石比值將對混合料的配合比工作量會產(chǎn)生很大影響，本文結(jié)合工程應(yīng)用情況，探討如何快速預(yù)估出不同集料的最佳油石比。

1 SMA瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計

瀝青混合料的配合比設(shè)計，國際上采用成熟馬歇爾試驗(yàn)方法，最佳瀝青油石比的確定是瀝青混合料配合比設(shè)計的重要內(nèi)容之一，我國瀝青混合料現(xiàn)行的配合比設(shè)計方法是馬歇爾試驗(yàn)法，其目標(biāo)配合比設(shè)計階段確定最佳瀝青油石比的過程：在礦料級配已確定的情況下，依據(jù)毛體積相對密度、穩(wěn)定度、空隙率、流值及瀝青飽和度等試驗(yàn)指標(biāo)及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。試驗(yàn)時按規(guī)范的規(guī)定，SMA一般以0.5%的間隔擬定3個瀝青含量3個級配,然后制備馬歇爾試件依次測試上述指標(biāo)。通常情況下，盡管制作3組試件即可測得這些指標(biāo)，但由于每組試件個數(shù)一般不能少于4個，且需制作3個瀝青含量的試件，從而使得制件、測試的工作量很大；施工中經(jīng)常出現(xiàn)不同公路等級、不同厚度的結(jié)構(gòu)層對應(yīng)著不同類型的瀝青混合料，若不能及時準(zhǔn)確預(yù)估出最佳瀝青油石比，還會使試驗(yàn)周期做得過長，影響到工期?？紤]到最佳瀝青油石比是較大瀝青油石比范圍內(nèi)的一個點(diǎn)值。所以，如果先不通過馬歇爾試驗(yàn),而依據(jù)相關(guān)的技術(shù)要求，通過預(yù)估算的方法把這個點(diǎn)值所處的較小范圍找到，然后在此較小的范圍內(nèi)再進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),進(jìn)一步確定最佳瀝青含量，對瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計具有重要的意義。

2 不同集料SMA-16配合比設(shè)計

2.1 SMA-16型瀝青瑪蹄脂碎石合成級配

試件成型的毛體積相對密度不僅與錘擊次數(shù)有關(guān)，而且與成型時混合料的溫度也有關(guān)，在溫度偏高時，由于瑪蹄脂的潤滑作用，在混合料級配相同的情況下，50次和75次錘擊次數(shù)都可使SMA達(dá)到石石接觸的效果，毛體積相對密度可達(dá)到最大值；但在長大縱坡和重載交通的路段，溫度偏低時，錘擊50次和75次就有可能毛體積相對密度會明顯偏低，達(dá)不到石石接觸的狀態(tài)。在實(shí)際施工時，由于混合料拌和溫度的高低、運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近、施工現(xiàn)場的攤鋪速度等因素，使混合料溫度偏高或偏低都是有可能的。在溫度偏低的情況下，試件的毛體積相對密度就偏小，路面壓實(shí)度易達(dá)到規(guī)范要求（由此測的壓實(shí)度會降低施工過程中的壓實(shí)功，易造成路面早期損壞）。通車后在重車壓實(shí)下就會出現(xiàn)再次壓密，進(jìn)而有出現(xiàn)輪碾的可能。依據(jù)JTGF40-2004《公路工程瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》不同密度集料進(jìn)行SMA-16配合比設(shè)計為（表 1）。

2.2 不同集料、級配最佳油石比馬歇爾及性能試驗(yàn)（表2）

表1 SMA-16合成級配

表2

2.3 不同集料對瀝青混合料最佳油石比的影響

在工程施工過程中，經(jīng)常會遇到一個問題，即對基本接近級配的瀝青混合料的油石比曾經(jīng)有過充分的、成功的經(jīng)驗(yàn)，換了一個工程以后，試驗(yàn)設(shè)計得到的最佳油石比卻有不小的差別；其實(shí)，這主要有集料的毛體積密度、吸水率不同造成的。由此根據(jù)試驗(yàn)，根據(jù)不同集料的毛體積密度、吸水率、γsb制備的SMA-16的最佳油石比進(jìn)行線性回歸：

Y=a+bx,Y 為最佳油石比，a=10.57297，b=-1.680724，x為集料合成毛體積相對密度，進(jìn)行SMA-16配合比設(shè)計時可按此回歸方程進(jìn)行設(shè)計。瀝青混合料配合比設(shè)計時，做出材料密度、吸水率、級配后，按回歸方程及時預(yù)估出最佳瀝青油石比，可降低混合料配合比設(shè)計的工作量，可以為后續(xù)的瀝青混合料的設(shè)計便捷。

3 結(jié)論與建議

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，通過集料加工過程中的觀察和分析，有以下幾點(diǎn)體會：

3.1 不同的集料對應(yīng)著不同的最佳瀝青含量，混合料初級配的設(shè)計變得復(fù)雜起來。利用材料密度、吸水率進(jìn)行初級配的最佳瀝青油石比預(yù)估，可以為后續(xù)的瀝青混合料的設(shè)計帶來便利。

3.2 在配合比試驗(yàn)時，認(rèn)真細(xì)致的檢測集料密度、吸水率以保證估算最佳油石比的精確性。

3.3 在集料的開采和加工過程中注意對風(fēng)化石的控制，以免風(fēng)化石在攤鋪和碾壓過程中會發(fā)生破碎、與瀝青膜剝落等現(xiàn)象，影響瀝青路面的路用性能和服務(wù)壽命。

［1］JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].人民交通出版社.