・１０２・ 林业科技情报 ２Ｏｌ０、ｒ０１．４２ Ｎｏ．２ 沥青混合料配合比设计应 注意的问 题 隋立恩 于立成 （黑龙江省孙吴县公路管理站） （黑龙江省公路勘察设计院） 【摘要］ 热拌沥青混合料配合比组成设计是否合理，直接影响沥青砼路面的路用性能。本文对试验人员进行配合比设计 时，如何规范操作和进行数据分析，减小试验数据的变异性以及优化沥青混合料配合比组成设计应注意的事项进行了论述。 ［关键词】沥青混合料；配合比设计；材料 Ｐｒｏｂｌｅｍｓ Ｉｎ Ｍｉｘ Ｄｅｓｉｇｎ Ｏｆ Ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ Ｍｉｘｔｕｒｅ Ｓｕｉ Ｌｉｅｎ （Ｒｏａｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｏｆ Ｓｕｎｗｕ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ） Ｙｕ Ｌｉｃｈｅｎｇ （Ｒｏａｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｉｘ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｈｏｔ ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ ｍｉｘｔｕｒｅ ｃａｎ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｕｓａｇｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ—ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｉｎ ｍｉｘ ｄｅｓｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｄａｔａ’Ｓ Ｖａｒｉａｎｃｅ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ ｍｉｘｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ ｍｉｘｔｕｒｅ；ｍｉｘ ｄｅｓｉｎｇ；ｍａｔｅｒｉｌａ 沥青混合料配合比组成设计主要分三大部分，目标配 艺、施工设备再先进，保证工程质量也只能是一句空话。 合比、生产配合比和生产配合比验证阶段，本文详细阐述 下面着重介绍室内沥青混合料配合比设计中应注意的几个 目标配合比室内试验应注意的几个事项。热拌沥青混合料 问题。 （以下简称沥青混合料）路面作为一种路面结构形式，以其 １影响因素 行车舒适、噪声低、易于维护等优点，被广泛应用于公路 １．１原材料的质量和取样 建设中，尤其是高等级公路建设。但是通过国内十几年的 材料的质量对于路面质量及使用寿命具有决定性作用， 建设实践，发现国内的沥青路面普遍存在工程的耐久性和 主要技术指标包括矿料的级配、颗粒形状、坚固性、粘附 早期损坏两大突出问题。造成这种情况有设计方面的原因、 性等级以及沥青和填料的质量等。其中对设计沥青混合料 施工方面的原因，如材料、机械、施工工艺、质量控制等， 影响最大的是矿料加工的分档和级配，材料分档和级配的 其中很重要的一个原因就是沥青混合料的配合比设计不合 好坏决定了矿质混合料合成级配好坏。目前，市场上供应 理。不合理的配合比设计难以生产出合格的产品，施工工 的水泥砼所用的建筑用集料针片状含量高、含泥量大，级 决于其自身的刚度、碰撞角度和碰撞作用时间。当车辆的 ２．２．３．１防撞岛宜采用预制结构，现场安装并应注意基础 碰撞角度较大时，往往造成非常严重的后果，他对保证车 的稳定性和安全性。若发现碰撞事故受损坏时可及时更换。 内人员安全性的要求略低。在高速公路中，它通常设置在 ２．２．３．２防撞岛周边刷红白、黄黑等醒目的警示颜色，使 需严格阻止车辆越出路外，以避免引起二次事故的路段。 车辆在较远距离时即可起到警示作用。 如大桥外侧护栏，普遍采用混凝土墙式护栏。 ２．２．３．３防撞岛和桥墩之间填充细砂，发生碰撞事故时可 设计时具体采用哪种护栏，取决于对该位置发生碰撞 以起到良好的吸能、消能作用。 事故后所产生后果严重性的预见性和权重。在无其他不利 ２．２．３．４防撞岛前后的波形护栏立柱间距适当加密，增强 因素时，首先保证车内人员的安全；当可能由于事故引起 局部刚度。 二次事故，或产生其他更严重的后果时，那么首先应避免 对于已建成并投入使运营的高速公路该种方法最为可 更严重后果的产生。 行。 当高速公路中央分隔带或者路侧附近设置有桥墩时， ３结语 车辆碰撞桥墩将会对上跨桥梁的结构安全产生威胁，进而 本文以高速公路中央分隔带桥梁墩柱的防护措施为例， 可能产生更严重的跨桥等事故。从结构安全角度考虑，在 分析了其病害发生的原因，并提出设计、施工养护各方面 桥墩两侧前后各３０～５０ｍ范围内宜设置混凝土墙式护栏。 应采取的相应对策和实施办法。其他的安全防护设施，如 设置混凝土墙式护栏的主要缺点是：影响高速公路护栏的 防护网、隔离栅、防眩板等，也有类似的问题，可采用相 整体性，轮廓线性不够顺畅，景观效果受影响。 似的方式进行改进和优化。 ２．２．３中央分隔带桥墩处护栏设置 来稿日期：２００９—１２—２９ 防撞岛的设计应遵循以下原则。 ２ＯｌＯ Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．２ 林业科技情报 ・１０３・ 配和材料均匀性差，采用这样的矿料生产的沥青混合料产 品质量也不够稳定。因此设计好的沥青混合料在抓好原材 料选材的同时，控制矿质材料备料质量尤为重要。 原材料的取样正确与否决定了是否能够真实地反映原 材料的质量。根据ＪＩＧ Ｅ４２—２００５集料试验规程规定，同批 来料取样时，应先铲除堆脚等处无代表性的部分，再在料 堆的顶部、中部和底部，各从均匀分布的几个不同部位， 取大致相等的若干份组成一组试样。当从皮带运输机上取 样时，应在皮带运输机的出料处抽取有代表性的试样，并 由若干份组成一组试样。在运输车辆上取样时，应从不同 部位和深度抽取大致相等的若干份组成一组试样。取样数 量应不少干规范要求，以保证试验取样有足够的代表性和 表征能力。 原材料选取还应注意试样的缩分。规范要求采用四分 法或分料器，但在实际操作中，经常出现试验人员任意在 料堆上铲取试样或随意称取不等数量的试样进行试验，这 种极不严谨的操作方法使平行试验误差增大，并导致试验 采集的数据没有代表性。 １．２矿质混合料设计 矿料的合成比例决定了矿质混合料的合成级配。规范 要求普通沥青混合料矿料设计合成级配应使包括０．０７５ｒａｍ、 ２．３６ｒａｍ、４．７５ｍｍ筛孔在内的较多筛孔通过量接近设计级配 范围的中限，但由于地处热区，我们建议沥青混合料合成 级配时采用骨架密实型结构，可适当减少２．３６ｍｍ、４．７５ｒａｍ 筛孔的通过量，增加０．０７５ｒａｍ筛孔的通过率，采用较粗的 级配。通常设计矿质混合料时应使级配曲线平顺、圆滑， 避免过多的犬牙交错。目前，在实例设计过程中，试验单 位多采用传统的图解法初算、再进行电脑试算调整或直接 用人机对话的计算方法都很大程度上取决子试验人员的经 验、熟练程度。实例中不乏矿质混合料设计时对当地道路 交通环境、气候条件等因素重视不够，未针对沥青路面不 同层位功能需要相应调整矿料配合比设计，有的试验单位 片面追求合成级配接近级配中值，忽视了交通流量、气候 因素影响，使得建成公路通车后不久就出现了早期损坏。 １．３沥青试样的制备 沥青试样经加热处理后会引起沥青老化。试验人员在 操作时，对沥青试样不能直接放在电炉或明火上加热，如 利用冷却后的试样反复加热不能超过２次，避免沥青老化 使沥青混合料性能发生变化。 １．４试验条件及试验操作精确度 集料试验规程中提出对沥青混合料所用矿料级配采用 干筛法和水洗法共同确定，这是因为采用干筛法，往往会 因为小于０．０７５ｒａｍ的成分粘附在矿料上筛不下去，而不能 真实反映矿料的级配，从而影响矿粉的添加数量，这种影 响当某些矿料含石粉较多时，对矿料掺配比例的影响尤其 明显。有些试验室仍采用水洗法小于０．０７５ｍｍ的含量来评 定集料的含泥量，这是不科学的，由于在细集料中小于 ０．０７５ｒａｍ的成分包括粘土、尘屑和石粉等，用水洗法无法 区别开来。因此对细集料还应进行砂当量试验，以真实评 价细集料的洁净程度。 试验操作中，马歇尔试验是极其重要的一方面，包括 马歇尔试件的拌制、成型，各种物理力学指标的测试及数 据的处理。 １．５试验仪器设备检定情况 试验仪器设备精度是影响试验结果准确性的重要因素。 在沥青混合料配合比设计中，使用的主要试验仪器有称量 仪器、马歇尔稳定度测定仪、试件养护用的恒温水浴、烘 箱等。其中马歇尔试验是混合料配合比设计中关键的试验 项目，数据的准确性十分重要。通常要求对试验采用的仪 器在使用前必须检定合格后才能使用。在实际试验过程中， 有时会遇到荷载——变形曲线顶部平坦，即荷载增加很小， 流值却持续增大的情况。出现这种情况时除了要仔细的检 查仪器是否符合规范允许的精度范围外，另外就是对试验 结果进行修正。如采用原点修正或取量大荷载９８％处对应 的变形值作为流值时，这种情况应在试验报告中注明。 １．６马歇尔试验技术标准和最佳沥青用量 马歇尔试验技术标准的选定范围直接影响沥青最佳用 量的选定。各试验单位进行沥青混合料设计时应根据本地 实际情况选择适当的设计孔隙率，以满足不同层位油面的 功能要求。最佳沥青用量的确定应结合试验数据，通过生 产配合比验证、拌和楼试拌、试验段铺筑和实践经验综合 选定。进行沥青混合料设计时，根据目标空隙率选定的填 料和沥青用量直接决定了设计沥青混合料路用性能好坏， 对热拌沥青混合料配合比设计意义尤为重要。 ２采取措施 影响沥青混合料配合比设计的因素有原材料质量、试 验操作的规范与准确性、试验仪器的精确度、以及试验数 据处理的合理性等。要将试验误差减小到最低限度，应做 到以下几个方面：（１）严格控制原材料的质量，提高对原 材料质量的重视程度。对各种规格的碎石备料要从生产源 头把好质量关；（２）加强试验人员的操作培训，提高试验 人员操作水平，严格按试验规程操作。对原材料要求进行 平行试验，试验结果应满足平行试验精度要求。马歇尔试 验时，应将误差超过标准差的数据剔除，尽量减少试验中 的偶然误差。（３）确保试验仪器设备的精度合格，示值误 差应在规定允许范围内。加强试验仪器设备的检定、保养 工作，要严格按规程操作，杜绝随意操作行为。（４）按目 标配合比、生产配合比、配合比设计验证三个步骤进行配 合比设计。如果说目标配合比是“理论的研究”，那么生产 配合比设计和拌和试拌验证就是实践适应性的检验过程， 它为全面推广施工做好了最后的准备。 生产配合比设计阶段的试验过程基本同目标配合比设 计一样，包括原材料的测试，合成级配的计算，马歇尔试 件的制作、测试其最佳油石比选定等。应注意，生产配合 比矿料设计须结合拌和楼热料仓分档和筛孔配置情况综合 考虑，使生产出的混合料既达到规范允许的各项技术标准， 又能保障设备正常生产应能提供的供料能力。 在生产配合比验证与试铺阶段，试验人员应跟踪检测： 目测现场摊铺效果，及时取样进行各项物理力学指标测试， 并对试验数据进行统计分析。 ３结语 在实际生产中，综合考虑各种因素的影响，对优化沥 青混合料配合比设计，保证沥青路面的质量具有十分重要 的意义。同时，要做好一组沥青混合料配合比设计，首先 应保证原材料的质量，其次要提高试验人员的操作技能， 保证试验仪器精度，严格按试验规程操作，将试验误差减 少到最小程度。 来稿日期：２０１０—０１—１Ｏ