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沥青混合料最佳沥青用量计算新论

随着交通部“公路沥青路面施工技术规范”和“公路工程沥青混合料试验规范”新规范的颁布，沥青混合料目标配合比的设计逐步走向规范化，但在具体设计过程中，发现沥青用量的范围普遍偏窄，并且偏低，影响了最佳沥青用量的确定。在这里，结合沪宁高速公路无锡段沥青面层的最佳沥青用量的计算和各位同行、专家作一个探讨。

1　规范的规定

确定最佳沥青用量(OAC)的实际密度(ρs)、空隙率(VV)、饱和度(VFA)、稳定度(MS)、流值(FL)五个指标中，对OAC影响最大的是VV和VFA两个指标。按新规范的规定：(1)试件的理论密度采用矿料的表观相对密度计算，只有当粗集料的吸水率＞1.5%时，才采用表观相对密度与表干相对密度的平均值；(2)试件的密度测定，当吸水率＞2%时，采用蜡封法；吸水率＜2%，采用水中法和表干法；(3)沥青的体积百分率(VA)采用下式计算：

式中：ρa——油石比，%；
　ρs——试件的视密度，g/cm3；
　γb——沥青的相对密度，25/25℃；
　ρw——常温水的密度。
(4)试件的矿料间隙率(VMA)由沥青体积百分率(VA)和空隙率(VV)相加而成。

2　发现的问题

在沪宁高速公路无锡段沥青面层试验段施工中，发现按此法得出的沥青用量范围(OACmin～OACmax)的很窄，很难正确地设定最佳沥青用量，勉强确定的最佳沥青用量路用性能也不够理想。为此，我们进行了反复地研究和试验论证，发现造成这种情况的主要因素在于：试件的实际密度的测试方法；理论密度的计算；空隙率的计算。

3　解决的步骤

为了精确地计算最佳沥青用量OAC，我们采取以下做法：
(1)马歇尔试件密度的测试以浸水有无气泡为准，一旦出现气泡，就采用蜡封

法，不以吸水率2%为界。
(2)矿料的间隙率(VMA)采用下式计算：

式中：Ｇ料——矿料的单位重，g/cm3；
　ρs——试件实测密度，g/cm3；
　Ps——油石比，%；
　V料——矿料的单位体积，即单位重时的体积；
　P1……Pn——各矿料占总矿料重的百分比，%(矿料总和为)；
　γ’1……γ’n——各矿料表干相对密度，g/cm3。

(3)试件的理论密度(ρt)采用下式计算：

式中： γα——沥青相对密度，25/25℃；
Pa——油石比，%；
γ1……γn——各种矿料的表干相对密度和表观相对密度的均值，g/cm3。
　(4)试件的空隙率(VV)采用下式计算：

VV=(1-ρs／ρt)×100

(5)沥青体积百分率(VA)采用下式计算：

VA=VMA-VV

离子风机aryang (6)饱和度(VFA)采用下式计算：

VFA=VA/VMA×100

采用以上的方法计算：(1)较好地避免了由于试件表面开口空隙对试件实际密度的测试造成的误差；(2)采用矿料表干相对密度直接计算矿料的单位体积，能实际地反映矿料间隙率的大小；(3)由于无法准确测出沥青渗入矿料表面开口空隙的量，因此采用矿料的表观相对密度和表干相对密度均值计算理论密度较为精确。

4　实际的运用

以沪宁高速公路无锡段沥青上面层AC—16B型为例。
4.1　级配

表1

矿料		规格 (mm)	产地	19	16	13.2 射击标靶	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
筛分 (%)	1	19 - 16	江苏六合	100	72.3	45.5	5.3	0.4
	2	16 - 4.5	红兵打针江苏六合	100	100	99.3	80.3	6.9	0.4
	黄砂		安徽芜湖	100	100	100	98.6	96.2	87.3	67.4	54.4	11.3	3.2	0.3
	3	4.5 - 2.5	江苏六合	100	100	100	100	97.4	63.0	5.8	3.9	2.7	2.2	1.5
	4	2.5 以下	江苏六合	100	100	100	100	100	96.1	58.2	38.4	23.1	17.4	9.1
	矿粉		无锡红星石粉厂	100	100	100	100	100	100	100	100	100	99.3	97.5
级配组成 (%)	1	35%		35	25.3	15.9	0.1
	2	28%		28	27.8	22.5	1.9	0.1
	黄砂	7%		7	7	7	6.9	6.7	6.1	4.8	3.8	0.8	0.2	0.02
	3	10%		10	10	10	10	9.7	6.3	0.6	0.4	0.3	0.2	0.2
	4	15%		15	15	15	15	15	14.4	8.7	5.8	3.5	2.6	1.4
	5	5%		5	5	5	5	开口料5	5	5	5	5	5.0	4.9
混合料级配				100	90.3 油菜割晒机	80.7	61.3	38.4	31.9	19.1	15	9.6	8	6.5
设计的混合料级配				100	90 - 100	70 - 90	50 - 70	30 - 50	22 - 37	16 - 28	12 - 23	8 - 16	6 - 13	4 -IT维保 8

4.2　集料、填充料试验汇总

表2

指标名称		石料压碎值 (%)	表干相对密度 (g/cm3)	表观相对密度 (g/cm3)	对沥青粘附性 (级)	细长扁平颗粒含量 (%)	0.075mm 以下含量 (%)	产地
1号料	19-16mm	13.1	2.868	2.912	4	11.1	0	江苏六合
2号料	16-4.5mm	13.1	2.862	2.924	4	10.9	0	江苏六合
黄砂			2.572	2.608			2.9	安徽芜湖
3号料	4.5-2.5mm		2.844	2.907			1.5	江苏六合
4号料	2.5mm以下			2.920				江苏六合
矿粉				2.674				江苏六合
规范要求	粗集料	＜2.8	≥2.5	≤2	≥4	≤15	≤1
规范要求	细集料						≤3

4.3　沥青试验汇总

本文发布于:2024-09-21 22:28:45，感谢您对本站的认可！

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标签：沥青密度用量矿料

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