沥青路面配合比设计及施工技术

一般情况下，沥青混凝土配合比包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证-即试验路试铺阶段三个阶段。只有通过三个阶段的配合比设计，才能真正提出工程上实际使用的沥青混合料组成配合比。但是对于每一个阶段，都会存在相同的问题，一是矿料级配的选择，二是最佳沥青用量的选择，只有经过不断地试验检测以及矿料级配曲线的调整，才能得到较为完整的沥青混合料配合比。

沥青配合比的设计，先对原材进行选定，主要包括沥青、集料、填料及其他掺和料的选择。首先我们对当地地材进行充分考查，考查包括初步对母材岩性的了解、生产工艺、料场的生产规模，选择一至二家料源备用，同时对各料源材料进行试验检测。根据检测结果，对当地气候分区及设计说明当中的各项技术指标初步选定不同料源，然后经过各项试验最终选定符合设计及规范要求的原材料。原材料的选定对配合比的设计有着至关重要的作用，因此必须经过严格并精确的试验才可决定。以下以沥青混凝土面层配合比设计为例，将配合比设计过程中的注意事项进行简单分析。

一、沥青路面主要材料及质量要求

1.1沥青

沥青采用改性沥青，增加沥青与集料的粘结力，有利于沥青路面耐久性的提升。改性沥青的特点是高温韧性高、粘度高、软化点高。必须严格控制每批次进场的沥青质量，做到同批次每天检测1至2次。

1.2集料

通常沥青路面所用的集料是指细集料、粗集料、填料等，其质量优劣直接决定了沥青路面的优劣，它们是沥青混合料强度的主要来源。对于高速公路沥青路面而言，集料质量至关重要，不仅要求其材质特性较好，同时要有较好的加工特性。

在实际情况，料场开采及加工的质量稳定性难以把控，生产过程中有待进一步加强控制。波动性较大一般体现在各档集料级配。从试验数据分析，集料的波动性主要体现在级配规格，如粗集料针片状颗粒含量、<0.075mm含量；细集料砂当量、<0.075mm含量等显著。

1.2.1集料质量从材质特性严格控制，同时严格管理加工生产过程

为确保开采的岩石均匀稳定，在正式开采石料前，应先去除表层泥土、风化岩层或不合格岩层。影响集料质量的重要因素是级配控制，集料级配，沥青混合料性能会随着集料级配的变化而改变，进而影响沥青路面的路用性能。若在集料加工生产中发现了异常情况，应及时查找异常原因采取应对措施。

级配波动性主要因素有以下几种：

在破碎机机组中，通过改变振动筛筛孔大小可明显改变集料级配；产量会因为石料对破碎机供给量的变化而受到影响；加工设备的状态；石料的材质变化；取样方法的不同及级配波动，会造成失控。在取料抽查和集料加工场料时，尽量在皮带出料口取样；在存放料堆区时，取样要上中下多点取样。

1.2.2集料针片状颗粒含量控制

集料形状不仅会直接影响到沥青混合料稳定性，还会影响到其结构强度，集料的形状越接近立方体或椭圆体越好，反之则可能会影响路面质量。出现折断面不能被沥青膜裹覆，通车后出现不同程度内部裂纹，路面受力作用不均匀，及雨季时雨水进入。当应力集中时容易使裂纹进一步扩展，路面出现松散、掉粒乃至出现不同破坏程度的坑槽。集料中针片状颗粒主要产生因素有：

①破碎机配置。石料生产流程：振动给料机先均匀的将石料送到颚式破碎机中进行粗破，之后胶带输送机将处理后的物料送入到反击式破碎机、圆锥破碎机中，进行细碎处理。然后将细碎的物料输送到振动筛筛分，之后将不符合标准的物料返回反击式破碎机重新加工，形成闭路多次循环。试生产时当各档粗集料针片状不符合规范要求时，及时对各设备进行调整，使各设备之间匹配同时达到最大产值，如调整后针片状不能满足时，必须增加碎石整形机使针片状含量符合规范要求。

②原材的石质。耐磨性能：具有足够的强度和抗压碎值；破碎后具有多个断面，形状近似正方体或圆形；具有较高的磨光值（≥42BPN）。

③集料储存不合理，如堆放过高出现离析，针片状颗粒离析集。碎石应该洁净、干燥，表面粗糙。

1.2.3细集料

细集料主要来源：常规工艺生产的石屑；采用专用的制砂机生产机制砂；河砂在中下面层可以适当掺用，表面层严禁使用。

细集料应无风化、干燥、洁净、无杂质，为保持细集料干燥，料仓应有防雨棚。并有适当的的颗粒级配，其质量应符合相关规范标准。

1.2.4填料

只有采用石灰岩或岩浆岩憎水性石料经磨细而得到的矿粉才能用于沥青混合料，确保原石料洁净、干燥、无泥土杂质。应保证矿粉可自由地从矿粉仓流出。

二、沥青混凝土目标配合比设计

2.1目标配合比设计过程步骤

①检测原材料的各项技术指标；②合理预估空隙率公式，进而初步确定组成配合比；③根据经验初步确定沥青用量；④依据已有条件检测试件空隙率，若存在期望空隙率和实际空隙率偏差较大的情况，应对组成配合比进行合理调整；⑤根据马歇尔试验各项指标确定最佳沥青用量；⑥根据配合比设计需要对沥青混合料进行各项试验检测，具体包括旋转压实试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、渗水系数及车辙试验等。

2.2混合料集料组成级配选定

根据原材料的筛分结果，及混合料类型为粗型密级配沥青混凝土，考虑到上限级配对配合比设计及对工程施工无指导意义，所以参考工程所设计的级配范围，选择中值级配、下限级配两组级配曲线。

2.3沥青用量的确定

①结合集料的试验各项指标试验的结果及当地的气候条件暂定选择沥青用量、设计空隙率进行马歇尔试验，并对不同掺配比所制试件测定各项指标。②根据级配确定最佳沥青用量，在充分考虑选定设计级配的前提下，用不同的沥青用量开展马歇尔试验。

2.4生产配合比设计

①热料仓筛分结果。按目标配合比确定的冷料比例进行上料，经沥青拌和楼二次筛分，拌和楼热料仓从粗到细分为4个仓，对各热料仓进行取料筛分及密度试验，采用试配法使合成级配最大限度地与设计级配相一致。②生产配合比性能检验。采用目标配合比设计的沥青用量及沥青用量±0.3%对混合料进行马歇尔试验，确定适合的拌和温度和拌时间，并对马歇尔试件测定各项指标，及浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、渗水系数及车辙试验和旋转压实试验，如出现一个沥青用量混合料不符合技术要求时，则需要适当调整沥青用量，拌合楼按室内生产配合比进行试拌，对沥青混合料拌合时间、温度的确定，同时取试拌制的沥青混合料进行马歇尔制件，对空隙率、稳定度和流值检测，指标是否符合要求，同时对沥青混合料的沥青含量、级配筛分试验，检测沥青含量及级配曲线是否满足设计要求。当级配曲线及沥青含量有偏差时，适当调整修正。下面以福州绕城公路东南段B3合同段高速公路为例，简要介绍中粒式改性沥青混凝土AC-20C配合比设计。

福州绕城公路东南段B3合同段设计起讫里程为YK29+410～YK48+786，全线线路存在2个断链，断链增长157.41m，包括路面及交通安全设施及景观绿化工程，本合同段不包含备料期其合同工期为12个月，为双向六车道高速公路，设计行车速度为100km/h，分离式路基单幅宽度为16.75m，整体式路基宽度为33.5m；分离式桥面宽度33.5m，整体式桥面宽度33m；互通匝道路基单向单车道路基宽度9m，对向分离式双车道路基宽度15.5m，单向双车道路基宽度10m。构造物设计荷载：公路I级，路面设计标准荷载：双轮组单轴载BZZ-100kN，路基设计洪水频率：1/100。

在进行中粒式改性沥青混凝土AC-20C下面层施工前，需做好配合比设计。第一步监理工程师批复通过了原材料的检验、配合比组成设计，沥青采用福建高速中化石油有限公司生产的SBS改性沥青；矿料来自福州三顺石料有限公司生产的石灰岩；原材料填料采用龙岩上坪工贸有限公司生产的矿粉。

经目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段阶段确定：采用的目标配合比为：马歇尔密度为2.392g/cm3。沥青用量为4.6%，0～4.75mm石粉：4.75～9.5mm碎石：9.5～19mm碎石：19-26.5mm碎石：矿粉=38.5：16：34：10：1.5。采用的生产配合比为：马歇尔密度为2.391g/cm3。沥青用量为4.6%，矿粉：1#仓（0-3mm）：2#仓（3-6mm）：3#仓（6-11mm）：4#仓（11-17mm）：5#仓（17-25mm）=3.0：32.0：9.0：12.0：27.0：17.0。

在K36+530-K36+830段左幅试验路进行试铺后，最终经过科学验证，检测各项指标满足设计及规范要求。

以上内容就是我们整理的沥青路面施工工艺方面的技术经验，后续我们还会分享更多沥青混凝土道路工程方面的知识给大家。

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