十天高速AC-20沥青混合料配合比设计

贾一兵 蔡同俊 张 娟

(1.内蒙古阿拉善盟公路局，内蒙古阿拉善盟 750300;2.陕西省交通规划设计研究院，陕西西安 710065;3.西安公路研究院，陕西 西安 710054)

0 引言

“十天高速公路”是国家高速公路网规划中的一条公路重要的横向联络线，连接了福银、包茂、京昆和连霍四条国家高速，汉中至略阳(陕甘界)高速公路是国家高速公路网十堰至天水联络线陕西境内的主要段落。该地区公路自然区划分为Ⅴ1，气候分区为1-4-2区。主要气候特点为:冬季温暖少雨雪;夏季多雨并有伏旱;春暖干燥;秋凉湿润并多连阴雨。故设计理念为:主要考虑路面的抗车辙及渗水性能，兼顾考虑抗弯拉情况。十天高速汉中西段采中粒式沥青混凝土AC-20结构，本文针对十天高速HLM04标在室内对原材料进行了检测，并进行目标配合比和生产配合比设计，通过室内试验分析，为中面层的施工应用提供了技术基础。

1 原材料

1.1 矿料

1)集料。

采用勉县群英石料厂生产的碎石，规格为19 mm～26.5 mm，9.5 mm ～19 mm，4.75 mm ～9.5 mm，2.36 mm ～4.75 mm，0 mm ～2.36 mm。机制砂为HL-MO4标拌合场现场加工(如表1，表2所示)。

表1 路面粗集料试验项目及试验结果

表2 路面细集料试验项目及试验结果

2)矿粉。

HL-MO4标拌合场现场加工(见表3)。

1.2 沥青

HL-MO4标拌合场现场加工的SBS(I-C)改性沥青(如表4所示)。

2 技术要求

AC-20型沥青混凝土马歇尔试验配合比设计技术要求见表5。

表3 矿粉试验项目及试验结果

表4 路面SBS(I-C)改性沥青试验项目及试验结果

表5 AC-20型沥青混凝土马歇尔试验配合比设计技术要求

3 目标配合比设计

3.1 矿料级配合成

根据各种矿料的筛分结果，参照AC-20型沥青混合料的级配要求，进行级配设计，确定各档料的比例为:(19 mm～26.5 mm)∶(9.5 mm ～ 19 mm)∶(4.75 mm ～ 9.5 mm)∶(2.36 mm ～4.75 mm)∶(0 mm ～2.36 mm)∶矿粉 =9∶36∶20∶4∶27∶4，合成级配见表6。

表6 AC-20沥青混合料目标配合比合成级配表

3.2 成型Marshall试件

AC-20沥青混凝土配合比试验分别采用 3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%五种油石比成型 Marshall试件(见表 7)。

表7 Marshall试件物理力学指标

Marshall试件成型温度控制:矿料加热温度180℃ ～190℃，沥青加热温度160℃ ～170℃，混合料拌合温度175℃ ～180℃，试件击实温度160℃ ～165℃，双面各击实次数75次。

3.3 试验结果处理及路用性能检验

以油石比为横坐标，分别以空隙率、视密度、稳定度、流值、饱和度为纵坐标绘制关系图，最终确定的油石比为4.3%。如表8所示列出AC-20型沥青混合料在最佳油石比时Marshall试件各项技术指标。

表8 AC-20型沥青混凝土最佳沥青用量时Marshall试件试验结果

如表9所示列出AC-20型沥青混凝土在最佳油石比时各项路用性能。

表9 AC-20型沥青混合料路用性能试验结果

4 生产配合比设计

4.1 矿料级配合成

根据目标配合比试验结果，对生产配合比进行设计。根据热料仓各矿料的筛分情况，进行级配设计，来确定各档料的比例如下:(22 mm ～28 mm)∶(16 mm～22 mm)∶(11 mm ～16 mm)∶(7 mm～11 mm)∶(4 mm ～7 mm)∶(0 mm ～4 mm)∶矿粉 =5∶16∶16∶21∶11∶27∶4，合成级配见表 10。

表10 AC-20沥青混合料生产配合比级配计算表

4.2 成型Marshall试件

AC-20沥青混凝土配合比试验分别采用 4.0%，4.3%，4.6%三种油石比成型Marshall试件，试验条件同目标配合比(见表11)。

表11 生产配合比Marshall试件物理力学指标

4.3 路用性能检验

最终确定最佳油石比均为4.3%。表12列出AC-20型沥青混合料在最佳油石比时各项路用性能。

表12 AC-20型沥青混合料路用性能试验结果

5 结语

1)室内试验结果表明，通过合理的配合比设计，AC-20沥青混合料各项马歇尔体积指标和路用性能指标均能满足相关规范及项目要求。

2)根据目标配合比设计及路用性能试验结果，确定目标配合比矿料比例为:(19 mm ～26.5 mm)∶(9.5 mm ～19 mm)∶(4.75 mm ～9.5 mm)∶(2.36 mm ～ 4.75 mm)∶(0 mm ～2.36 mm)∶矿粉 =9∶36∶20∶4∶27∶4，最佳油石比为 4.3%。

3)根据生产配合比设计及路用性能试验结果，确定生产配合比矿料比例为:(22 mm～28 mm)∶(16 mm～22 mm)∶(11 mm～16 mm)∶(7 mm ～11 mm)∶(4 mm ～7 mm)∶(0 mm ～4 mm)∶矿粉 =5∶16∶16∶21∶11∶27∶4，最佳油石比为 4.3%。

［1］ JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.

［2］ JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.