不同密度集料最佳沥青油石比的快速预估确定

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0前言
沥青混合料目标配合比设计时的最主要快速是确定沥青混合料
沥青最佳油石比及沥青混合料所用集料的级配比例。

沥青混合料确定
最佳油石比:国内外普遍采用体积设计法或体积分析法预估最佳沥青
油石比,选择的沥青油石比范围必须涵盖设计空隙率的全部范围,并
尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围,并使密度及稳定度曲线出现峰
值。

如果没有函盖设计空隙率的全部范围,试验必须扩大沥青用量范
围重新进行。

对所选择试验的沥青油石比范围,毛体积相对密度或稳
定度没有出现峰值(最大值经常在曲线的两端)时,可直接以目标空隙
率所对应的沥青油石比作为OAC1,但OAC1必须介于OACmin~
OACmax的范围内,否则应重新进行配合比设计。

沥青油石比是影响
空隙率、沥青饱和度等马歇尔技术指标的主要因素,因此,在沥青混合
料设计中能否预估出最佳油石比值将对混合料的配合比工作量会产
生很大影响,本文结合工程应用情况,探讨如何快速预估出不同集料
的最佳油石比。

1SMA沥青混合料目标配合比设计
沥青混合料的配合比设计,国际上采用成熟马歇尔试验方法,最
佳沥青油石比的确定是沥青混合料配合比设计的重要内容之一,我国
沥青混合料现行的配合比设计方法是马歇尔试验法,其目标配合比设
计阶段确定最佳沥青油石比的过程:在矿料级配已确定的情况下,依
据毛体积相对密度、稳定度、空隙率、流值及沥青饱和度等试验指标及
其相应的标准来进行。

试验时按规范的规定,SMA一般以0.5%的间隔
拟定3个沥青含量3个级配,然后制备马歇尔试件依次测试上述指
标。

通常情况下,尽管制作3组试件即可测得这些指标,但由于每组试
件个数一般不能少于4个,且需制作3个沥青含量的试件,从而使得
制件、测试的工作量很大;施工中经常出现不同公路等级、不同厚度的
结构层对应着不同类型的沥青混合料,若不能及时准确预估出最佳沥
青油石比,还会使试验周期做得过长,影响到工期。

考虑到最佳沥青油
石比是较大沥青油石比范围内的一个点值。

所以,如果先不通过马歇
尔试验,而依据相关的技术要求,通过预估算的方法把这个点值所处
的较小范围找到,然后在此较小的范围内再进行马歇尔试验,进一步
确定最佳沥青含量,对沥青混合料目标配合比设计具有重要的意义。

2不同集料SMA-16配合比设计
2.1SMA-16型沥青玛蹄脂碎石合成级配
试件成型的毛体积相对密度不仅与锤击次数有关,而且与成型时
混合料的温度也有关,在温度偏高时,由于玛蹄脂的润滑作用,在混合
料级配相同的情况下,50次和75次锤击次数都可使SMA达到石石
接触的效果,毛体积相对密度可达到最大值;但在长大纵坡和重载交
通的路段,温度偏低时,锤击50次和75次就有可能毛体积相对密度
会明显偏低,达不到石石接触的状态。

在实际施工时,由于混合料拌和
温度的高低、运输距离的远近、施工现场的摊铺速度等因素,使混合料
温度偏高或偏低都是有可能的。

在温度偏低的情况下,试件的毛体积
相对密度就偏小,路面压实度易达到规范要求(由此测的压实度会降
低施工过程中的压实功,易造成路面早期损坏)。

通车后在重车压实下
就会出现再次压密,进而有出现轮碾的可能。

依据JTG F40-2004《公
路工程沥青路面施工技术规范》不同密度集料进行SMA-16配合比设
计为(表1)。

2.2不同集料、级配最佳油石比马歇尔及性能试验(表2)
表1SMA-16合成级配
表2
2.3不同集料对沥青混合料最佳油石比的影响
在工程施工过程中,经常会遇到一个问题,即对基本接近级配的
沥青混合料的油石比曾经有过充分的、成功的经验,换了一个工程以
后,试验设计得到的最佳油石比却有不小的差别;其实,这主要有集料
的毛体积密度、吸水率不同造成的。

由此根据试验,根据不同集料的毛
体积密度、吸水率、γsb制备的SMA-16的最佳油石比进行线性回归:
Y=a+bx,Y为最佳油石比,a=10.57297,b=-1.680724,x为集料合
成毛体积相对密度,进行SMA-16配合比设计时可按此回归方程进行
设计。

沥青混合料配合比设计时,做出材料密度、吸水率、级配后,按回
归方程及时预估出最佳沥青油石比,可降低混合料配合比设计的工作
量,可以为后续的沥青混合料的设计便捷。

3结论与建议
根据试验结果分析,通过集料加工过程中的观察和分析,有以下
几点体会:
3.1不同的集料对应着不同的最佳沥青含量,混合料初级配的设计
变得复杂起来。

利用材料密度、吸水率进行初级配的最佳沥青油石比
预估,可以为后续的沥青混合料的设计带来便利。

3.2在配合比试验时,认真细致的检测集料密度、吸水率以保证估算
最佳油石比的精确性。

3.3在集料的开采和加工过程中注意对风化石的控制,以免风化石
在摊铺和碾压过程中会发生破碎、与沥青膜剥落等现象,影响沥青路
[1]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].人民交通出版社.
[责任编辑:曹明明]
作者简介:安平(1973.04—),男,山东日照人,工程师,从事公路工程试验检测。

宁致远(1997.12—),男,山东日照人,山东省日照市第一中学。

不同密度集料最佳沥青油石比的快速预估确定
安平1宁致远2
(1.日照市公路管理局工程处,山东日照276800;2.山东省日照市第一中学,山东日照276800)
【摘要】同级配而不同集料的密度、吸水率造成的最佳油石比不同,本文结合SMA-16工程应用情况,快速确定预估最佳油石比的方法。

【关键词】SMA-16;最佳沥青油石比;
快速预估确定
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