沥青混合料配合比设计理论研究

王瀚

摘要：按照《沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）》，结合鸡西市当地自然气候及地质水文等条件，对鸡西鹤大高速公路进行沥青混合料配合比设计，通过各项指标确定最佳配合比，并对最佳配合比进行验证。

关键词：矿质混合料配合比设计；最佳油石比

沥青混合料配合比设计的任务就是通过确定粗集料、细集料、填料和沥青之间的比例关系，使沥青混合料的各项指标达到工程要求。

配合比设计分为矿质混合料组成设计和确定沥青最佳用量两部分。

一、矿质混合料的配合比组成设计

矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料，可以根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。但为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。

根据道路等级、路面类型、所处结构层位确定沥青混合料的类型，我们选用AC-10作为新宾高速公路的表面层，并对此进行配合比设计。

二．确定最佳沥青用量

按上述计算所得矿质集料级配和《规范》推荐沥青用量范围，细粒式沥青混凝土（AC-10）的沥青用量为4.5%-6.5%，采用0.5%的间隔变化，配制5组马歇尔试件，试件拌制温度为140℃，试件成型温度为130℃，击实次数两面各夯打75次。成型试件经24h后，测定其各项指标，试验结果见下表：

经计算OAC=5.4%

三、验证配合比

1．车辙试验是在规定的温度下通过板状试件与车轮间往复相对运动，使试块在车轮重复作用下产生压密、剪切、推移和流动，从而产生车辙，用仪器将试块的变形和试验时间进行测定就可以用来检验沥青混合料高温性能。该方法能够充分模拟沥青路面上车轮行驶的实际情况，而且试验方法思路清晰、简单，因此本实验采用车辙试验检验混合料高温稳定性。按最佳沥青用量5.4%制作车辙试件。

按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0703用轮碾成型法制作车辙试验试块。在试验室制备成型的车辙试件，其标准尺寸为300mm300mm50mm。将试件连同试模一起，置于已达到试验温度60℃±1℃的恒温室中，保温不少于5h，也不得多于24h。控制试件温度稳定在60℃±0.5℃。将试件连同试模移置于轮辙试验机的试验台上，试验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压或行车方向一致。开动车辙变形自动记录仪，然后启动试验机，使试验轮往返行走，时间约1h，或最大变形达到25mm时为止。试验时，记录仪自动记录变形曲线及试件温度。测定其动稳定度，沥青混合料试件的动稳定度按式计算。

式中：DS——沥青混合料的动稳定度，次／mm；

d1——对应于时间t1的变形量，mm；

d2——对应于时间t2的变形量，mm；

C1——试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1.0

C2——试件系数，试验室制备的宽300mm的试件为1.0

N——试验轮往返碾压速度，通常为42次／min。

经试验其动稳定度DS为890，其结果符合规范要求。

2.按最佳沥青用量5.4%制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔稳定度试验.

按T0702标准击实法成型马歇尔试件，将恒温水槽调节至要求的试验温度，90﹟乳化沥青混合料为60℃±1℃，将试件置于己达规定温度的恒温水槽中保温，保温时间对标准马歇尔试件需48h。试件之间应有间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5cm。将马歇尔试验仪的上下压头放人水槽或烘箱中达到同样温度。将上下压头从水槽或烘箱中取出擦拭干净内面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。当采用自动马歇尔试验仪时，将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感器与计算机或X-Y记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例。调整好计算机程序或将X-Y记录仪的记录笔对准原点。当采用压力环和流值计时，将流值计安装在导棒上使导向套管轻轻地压住上压头，同时将流值计读数调零。调整压力环中百分表，对零。启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm/min。计算机或X-Y记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线并将数据自动存人计算机。当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取压力环中百分表读数及流值计的流值读数。从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。

试件的浸水残留稳定度按式计算。

MS０＝MS/MS1×100（2）

式中：MS０——试件的浸水残留稳定度，％；

MS—试件的稳定度，kN；

MS1——试件浸水4811后的稳定度，kN

经过试验，测得其残留稳定度为96，结果符合规范要求。

四、结论

通过以上试验和计算，可以确定抚顺新宾高速公路上面层采用AC-10，最佳沥青用量为5.4%。

参考文献：

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