论路面施工中沥青混凝土集料组成

2013-08-05金传生

黑龙江交通科技 2013年7期

金传生

(雷山县公路管理段)

1 沥青混凝土集料

沥青混凝土集料组成直接影响沥青混凝土的质量，控制着整个路的工程质量。它的组成主要有三部分，分别是粗集料、细集料、填料。其中粗集料反映了各石料场的产品质量，通过它可以发现生产能力的差异，因此，在实际施工中，首先要了解石料场的生产规模和石料质量，再签订供应合同。由于碱性岩石一般强度较低，因此在选用石料时，选用中性岩石，这种岩石的强度大于120 MPa，能够满足施工要求。碎石的生产过程中，根据多年的路面施工经验，选择日产量超过1 500 m的碎石机，同时选用配备石料整形机生产的碎石，产量高，可以确保产量，并可防止因碎石机变化而导致的集料级配变化，保证碎石的级配均匀性。细集料应采用有适当级配的机制砂，它具有坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质等特点，同时制砂机振动筛皮带下应设有防风装置，这样不仅可以确保0.075 mm的通过率，还可以使填料能自由地从矿粉仓流出，还可以保证加工出的矿粉干燥、清洁、粒径范围稳定。

2 配合比的评价与优化

在实际施工中沥青混凝土集料组成的计算过程中，对满足级配范围要求的配合比，用以下两种方法进行评价。(1)最小离差法。这种方法计算的离差平方和最小的配合比就是满足级配要求的最优配合比。(2)评分法。这种方法是评分配合比，满分为100 分，如果评分结果是100 分，则表明合成的级配等于级配范围中值，如果评分结果是0 分，则表明合成的级配等于级配范围上限或下限。下面介绍的是依照试验室设计来确定配合比参数，从感观确立最终的配合比，做好试验路段沥青混凝土的铺装。粗集料检测各项指标均符合要求;材料选择和原材料试验:沥青选择标号为AH－90;10 ～20 mm 碎石的表观密度为2.8364 g/cm3、10 ～30 mm碎石的表观密度为2.8 181 g/cm3。不同规格原粗集料的筛分结果见表1。

表1 不同规格原粗集料的筛分结果

由于在进行目标配合比的设计时，采用的细集料是某地的河砂，属中砂偏粗，细度模数为3.02，表观密度为2.622 7 g/cm3，表2就是其通过筛孔的百分率。

用最小离差法和评分法时，用户可根据具体情况选择一个使用，可选出两个最优配合比，从而科学评价配合比。

表2 河砂指标

3 沥青混凝土集料合理组成计算公式

3.1 I 法

20 世纪70年代，国际上经过大量的研究，在沥青混凝土集料合理组成上面提出I 法，其计算公式为

式中:I 为通过率系数;P 为不同粒径d 处的通过率，%;P0为最大公称粒径D 处的通过率，%;x 为级数，x =3.32lgD/d，即粒径每递减1/2 为一级。

3.2 贝雷法

贝雷法主要是按CA 比控制，严格控制级配和粗集料部分组成，这样既可以约束粗集料部分的离析现象，还能避免出现压实不稳定的现象。此外，在运用贝雷法进行计算时，还需要采用FAC 比和FAF 比，严格约束级配的细集料部分的嵌挤，才能确保第二级和第三级逐渐形成嵌挤状态。贝雷法的具体计算公式见下

式中:F1为第一级分界点;F2为第二级分界点，为F1的0.22 倍处;F3为第三级分界点，为F2的0.22 倍处;D 为公称最大粒径处;D/2 为公称最大粒径处的1/2 处。

3.3 Superpave 设计法

Superpave 设计法问世，其集料组成法提出细集料应离开最大密度线，这是一个很有意义的观点。用理论结合经验，提出了Superpave 集料组成范围值，经实践应用，取得良好的效果，只是设计过程复杂，试验工作量太大，沥青混凝土集料组成中各级不同粒径d 处的通过率可用下式计算

式中:P0为最大公称粒径D 处的通过率，以90% ～100%控制;x 为级数，x = 3. 32lgD/d;I 为通过率递减系数，I =0.64 ～0.70。借助于Superpave 的集料组成设计法和贝雷法的检验标准，确定I =0.64 ～0.70，Superpave 法是I 法与贝雷法的综合，总结了两大先进方法的精华，使用方便，是沥青混凝土集料合理组成的计算公式。