不同密度集料最佳沥青油石比的快速预估确定

【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

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。

1 SMA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

2.1 SMA-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）

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，影响沥青路面的路用性能和服务寿命。

【参考文献】

[1]JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范[S].人民交通出版社.