浅析沥青混合料配合比设计及检验方法

杨万清

【摘要】沥青混合料的配合比设计直接关系到沥青混合料的路用性能，对于沥青路面的使用性能也有重要的影响，因此必须加强沥青混合料配合比设计研究。本文首先论述了沥青混合料配合比设计的原则，进而提出了沥青混合料的配合比设计方法，以期为相关从业人员提供合理的参考。

【关键词】沥青混合料配合比；设计方法

引言：随着公路交通量和车辆轴载的迅猛增长以及车速的不断提高，一些常见的沥青路面病害现象如泛油、裂缝、坑槽、局部沉陷、车辙以及水损害等也日益凸显，成为当前行业内亟待解决的重大课题，同时，这些病害现象也对沥青路面的使用质量、使用寿命及路用性能提出更多的挑战和更高的要求，而影响这些性能的最关键因素则是沥青混合料的目标配合比设计。

1、沥青混合料配合比设计原则

沥青混合料配合比设计是确保沥青混合料性能的重要部分，良好的配合比设计可以有效地保证沥青混合料各项路用性能符合甚至超过路面设计规范的要求，可以有效的减缓车辙裂缝等路面常见病害的发生几率。沥青混合料配合比设计必须符合以下原则：

（1）沥青混合料配合比设计应该符合国家以及相关地区规范要求。在沥青混合料的配合比设计中，必须符合规范中根据气候环境条件所指定的标准或者推荐值。国家或者地区规范所给出的级配设计建议一般是综合考虑当地实际情况，经过大量试验研究的经验，有着较大的参考价值。

（2）沥青混合料配合比设计应该通过合理的配合比以及沥青用量，确保沥青混合料拥有较好的路用性能。沥青混合料的路用性能主要有高温稳定性，低温抗裂性，水稳定性以及疲劳耐久性，只有确保各项路用性能满足使用要求，才能确保路面的行驶质量与使用寿命得以保证。

（3）沥青混合料配合比设计在室内试验过程中，必须做到试验数据的可靠准确。对于沥青混合料配合比设计中的试验必须严格依照试验规程，做到试验结果的真实可靠，以便于反应沥青混合料的真实性能。

2、沥青混合料配合比设计

沥青混合料的设计主要包括三个阶段，即室内目标配合比设计，生产配合比设计以及路面施工试铺对配合比设计的调整。通常所说的沥青混合料配合比设计一般是指目标配合比的设计。目标配合比的设计包括矿质混合料的级配设计，最佳沥青用量以及路用性能的验证三部分。

2. 1 矿质混合料的级配设计

矿质混合料的级配设计是指，根据沥青混合料的设计类型，将各种粒径不同的矿料以一定的比例混合，从而使沥青混合料的结构得以形成，在沥青加入之后，使不同类型沥青混合料通过不同的级配设计发挥不同的结构功能。

（1）确定沥青混合料的类型。

（2）确定集料的最大粒径。

（3）矿质混合料级配范围的确定。

（4）矿质混合料以及沥青试验。

（5）矿质混合料的配合比调整。根据上述的筛分试验结果，利用图解法或数解法，求出已知级配的粗集料、细集料和矿粉之间的比例关系，并将合成级配应进行适当的配合比调整，配合比调整原则主要有：一般情况下，矿质混合料的合成级配曲线应尽可能的接近设计级配中值，尤其对于0.075mm、2.36mm以及4.75mm筛孔通过百分率的控制，尽可能的使其接近设计级配范围中限，以保证级配设计的可靠性；对于交通量较大或者交通轴载繁重的公路，应该稍偏向级配范围的下限调整，对于中小交通荷载或人行道路等宜偏向级配范围的上限进行调整；对于设计的合成级配曲线应该避免使其连续成直线，或者调整使其具有合理的间断级配，以利沥青混合料具有一定的骨架；如果级配设计中有两个或者两个以上以上的筛孔通过百分率超出级配范围时，必须对原材料进行适当的调整或更换原材料重新进行设计。

3、矿料级配的选择

目前一般根据原材料的筛分结果，在计算机上进行矿料级配合成，这样对于手工图解法或计算法会更加准确、方便和快捷，现行的施工技术规范规定进行矿料合成级配时，各种矿料的合成级配应使包括4.75mm、2.36mm和0.075mm的筛孔尽量的靠近设计级配范围的中值，这样就容易使人错误的理解为矿料级配中各筛孔越靠近中值越好，在实际施工过程中，我们往往会发现路面各结构层的动稳定度偏低，空隙率偏小，并且摊铺的路面出现局部离析较为明显的现象，为后续路面的正常使用埋下隐患，在广州市番禺区金山大道延长线改造工程第二标段目标配合比设计中，我们也遇到了上述问题，后来经多方研究决定，采用superpave的理念做一小段试验路，效果很好，并将上述缺陷全部解决，而分析两种方法的不同，所有的原材料和油石比完全一样，唯一不同的是矿料级配的差异，Superpave设计体系的一大特点是对矿料级配进行优选，而我国目前的规范的一个缺点是要求矿料级配曲线尽量靠近中值，因此，建议在进行矿料级配设计时，不要一味的要求级配曲线尽量靠近范围中值，而是优选出最合适的级配曲线以满足最优的路面性能。

4、最佳油量的选取及配合比验证

5.1最佳沥青用量的初步确定

根据不同含油量的马歇尔试验结果，我们就可以根据不同油量与毛体积相对密度、稳定度、空隙率、饱和度和矿料间隙率的对应关系曲线，确定出毛体积相对密度最大值对应的沥青含量a1，稳定度最大值对应的沥青用量a2，空隙率中值对应的沥青用量a3以及饱和度中值对应的沥青用量a4，计算四者的平均值OAC1，同时根据各项指标对应的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin和OACmax，最后计算出OAC1和OAC2的平均值OAC，需要注意的是，如果毛体积相对密度或稳定度没有出现峰值的情况下，可直接以目标空隙率对应的沥青用量a3作为OAC1，但前提是OAC1必须在OACmin和OACmax的范围内，否则需重新进行配合比设计，按照规范要求计算得出最佳沥青用量，同时需从关系曲线图中得出所对应的空隙率和矿料间隙率，需满足规范或设计文件中对应的最小矿料间隙率的要求。

5.2综合选定最佳沥青用量及配合比验证

通过初步计算得到最佳沥青用量，但我们在最终确定最佳沥青用量的时候，应结合当地的气候条件、道路等级、设计交通量以及以往配合比设计经验等进行综合评定，如对于炎热地区的高等级公路，有可能产生较大车辙的时，沥青用量可在OAC2与OACmin的范围内确定，可适当的比试验结果减小0.1%～0.3%，但不宜小于OAC2的0.5%以上，而对于寒冷地区的高速公路或其他等级公路，最佳沥青用量可以在OAC2与OACmax的范围内确定，但是不宜大于OAC2的0.3%，最佳沥青用量确定后，还需要进行水稳定性（48h残留稳定度）试验及车辙（动稳定度）试验，以综合评定沥青混合料配合比设计的质量。

5、结束语

在进行沥青混合料的配合比设计时，必须考虑到各项控制指标是否满足规范要求，是否符合工程的实际需要。只有综合考虑工程实际情况，合理的确定沥青混合料的类型，确定适当的级配曲线以及最佳的沥青用量，才能确保沥青混合料的各项性能，降低工程造价，提高沥青路面施工项目的社会以及经济效益。

参考文献

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