乳化沥青混凝土配合比设计

摘 要：乳化沥青混凝土配合比设计方法目前在国内外尚无成熟的方法。由于乳化沥青混凝土拌和后不能马上成型而形成强度，所以不能直接采用热拌沥青混凝土的配合比设计方法。在配合比设计中要充分考虑乳化沥青自身的特性，根据实际情况采取相应的试验方法及养生措施，使试验结果更具准确性和指导性。通过一系列室内试验，并借鉴乳化沥青课题组推荐的研究方法，采用无侧限抗压强度试验和修正的马歇尔试验方法来确定该混合料的配合比。

关键词：乳化沥青混凝土；配合比；无侧限抗压强度试验；马歇尔试验

中图分类号：TU71 文献标识码：A

1 确定矿料级配

混凝土级配类型主要分为三种：骨架密实型、骨架空隙型、悬浮密实型[1]。

骨架密实型级配结构由粗集料构成骨架，根据骨架中的空隙加入细集料和沥青，从而形成比较密实的骨架结构。但该结构的细集料比表面积过大，对混合料的工作性有较大影响，在拌和时容易结团。

骨架空隙型级配结构主要是由粗集料互相挤嵌而形成骨架结构，该结构细集料较少，无法完全填充骨架中的空隙，所以成型后的混凝土空隙率较大，在使用过程中，水分容易进入混凝土内部，造成水损害，而乳化沥青混凝土对水损害很敏感，故不适合用该级配类型。

悬浮密实性级配结构的密度、耐久性、抗水损害性、低温抗裂性都较好，推荐使用该级配类型。

交通部阳离子乳化沥青课题组针对乳化沥青混合料推荐了四种级配RL-20I，RL-20II，RL-10，RL-5，见表1。

2 初选矿粉用量

矿粉用量对乳化沥青混凝土的强度和工作性都有着很大的影响，矿粉既不能过多也不能过少，适量的矿粉可以增加乳化沥青混凝土的内聚力，提高混凝土的强度。但过多的矿粉会影响其工作性能，使混合料拌和困难，影响乳液对集料的覆裹率，使混合料的初始强度下降。过少的矿粉又会使混凝土的空隙率增大，进而也影响其强度。故选择合适的矿粉用量对整个配合比的设计来讲是十分重要的。

根据经验，选取矿粉含量在3%-6%四个取值进行试验，通过拌和试验和马歇尔试验，分别验证其工作性和强度，从而确定合适的矿粉用量。通过拌和试验，初步选定矿粉用量为5%，取上下相差1%的用量来做马歇尔试验，从而确定出最佳矿粉用量。

3 初选用水量

用水量的多少决定着混合料工作性的好坏，同时与空隙率、压实度也有很大的关系。根据库仑定律，混合料强度主要与矿料的内摩擦力和沥青粘结作用有关，因此从理论上讲，水不影响乳化沥青混合料的最终强度。为了辨明这一观点的真伪，设计如下试验：固定乳液用量，只改变拌和用水量。根据经验，初选用水量为5.5%，取上下0.5%的差值设三组不同用水量。

4 初选乳液用量

乳化沥青用量对于混合料的工作性、存储性和强度均有很大的影响，确定最佳乳化沥青用量是配合比设计中的关键。当乳化沥青用量较多时，矿料表面裹覆的沥青膜较厚，自由沥青较多，初始强度很难形成；当乳化沥青用量较少时，矿料表面无法形成足够厚度的结构沥青层，颗粒间粘结力不足，压实后很难形成一个稳定的整体，修补后的路面在车辆荷载作用下容易出现二次病害，达不到预期效果[3]。因此，进行乳化沥青混合料配合比设计时，应通过正交试验来确定乳化沥青混凝土的最佳沥青用量。乳液用量为

5 正交试验

本文选取矿粉用量、乳化沥青用量、用水量三个因素，每个因素各取三个水平，组成三水平三因素的正交试验方案。正交试验水平因素如表2和表3所示。

三水平三因素正交试验共9组，每组做3个试件，无侧限抗压强度试验共9×3=27个试件，马歇尔试验共9×3=27个试件。

经过击实和养生，首先测试件的物理密度，规范规定用表干法或蜡封法测定试件的密度，计算试件的空隙率和饱和度。由于条件所限以及本文的试验目的，本文用卡尺测量试件的高度和直径，再称取无侧限抗压强度试件空中重，然后计算其体积和密度，将测得的结果应按下式进行修正。

式中：—表干法测得密度（g/cm3）；

—测量试件尺寸计算的密度（g/cm3）；

C—换算系数，对于密级配混合料取1.02，对于粗级配取1.03。

对测完密度的试件再进行抗压强度的试验和成型马歇尔稳定度试验。试验结果如表4和表5。

结论

分析试验结果，根据表4和表5，编号2、3、5、8的试件都符合规范要求，综合比较，当矿粉用量为6%时密度较大，乳液用量为8%时，无侧限抗压强度和马歇尔稳定度较大，用水量为5.5%时，空隙率、饱和度较好。故最终配合比设计采用矿粉6%，乳液8%，用水量5.5%的配比。

参考文献

[1]李江.沥青路面冷态修补技术（乳化沥青混合料）研究[D].长安大学，2003.

[2]王悦.新型乳化沥青混合料及修补技术研究[D].长安大学，2011.

[3]程敬丽，郑敏，等.常见的试验优化设计方法对比[J].实验室研究与探索，2012，31（07）：7-11.