沥青路面表层矿料级配组成设计研究

关于SMA沥青混合料配合比设计及施工技术的探讨在良好的设计配合比和施工条件下，SMA沥青混合料的使用能够显著提高沥青路面的耐久性和高温稳定性。

文章将根据西商高速公路的施工及试验情况，简要讲述SMA沥青混合料的施工技术要求。

标签：SMA沥青混合料；配合比设计；技术要求SMA沥青混合料是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量的细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料，具有抗高温、低温稳定性，良好的水稳定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、车辙小、平整度高、噪音小、能见度好）。

该项技术20世纪60年代诞生于德国，90年代引入我国，由于受经济条件限制，在国内一直未得到大面积的推广。

本文主要结合西商高速公路SMA沥青混凝土路面的施工、监理情况，谈谈对SMA沥青混凝土配合比设计以及工程施工过程中的注意事项。

1 SMA沥青混合料的配合比设计为了使设计的混合料能够达到实施效果，需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出以下要求，希望能够引起注意。

1.1 原材料要求1.1.1 粗集料用于SMA沥青混合料面层的粗集料，宜采用碎石或破碎砾石，其粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的规定：①粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，且具有一定硬度和强度。

②粗集料应具有良好的颗粒形状，破碎砾石用于高速公路、一级公路时，应采用大砾石破碎，并至少应有两个以上的破碎面。

③对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩（中性或基性火成岩）。

由于硬质岩石与沥青的粘接力存在着较大差异，粗集料与沥青的粘附性应不小于5级。

对于3～5mm石屑部分由于含量较低，并且该部分对沥青混合料形成嵌接结构有一定的作用，建议用硬质岩石屑（玄武岩）。

1.1.2 细集料细集料包括人工砂、天然砂。

沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料，细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成，并与改性沥青有良好的粘附性，天然砂由于质量变化大（大部分为中粗砂），形状较圆滑，与沥青的粘附性差，对沥青混合料影响较大。

沥青砼矿料级配设计理论浅析一、前言近年来，随着我国国民经济的高速发展，我国交通运输业特别是公路运输业显现出突飞猛进的态势，载至到2000年底，我国高速公路的通车里程已达16000KM，总里程位居世界第三位。

公路运输呈现车流量大（3000辆/昼夜以上）和轴载重（大型货运车辆自重加运输货物有的每辆达60t以上，汽车轮胎的气压已增大到1.0Mpa以上）的情况，传统的沥青砼混合料矿料级配（规范中的ACI型和ACII型及抗滑表层）及沥青砼配合比设计方法已不能满足现行公路交通运输的需要，所以现在国内出现了多碎石沥青砼(SAC)、SMA、Superpave等路面结构，沥青材料也出现了如SBR、SBS、EV A、PE等用不同改性剂加入沥青中对沥青进行改性的各种改性沥青，而且路面基层也从传统的石灰土、石灰碎石土、石灰工业废渣土改进成二灰碎石基层、水泥稳定碎石基层。

但至今还是没有彻底解决路面拥包、泛油、车辙、渗水、松散等问题，有些高等级公路通车还不到两年就出现早期损坏现象，如国道104线静海段路面拥包、变形，石太高速公路路面车辙、变形现象，石安线的路面透水损坏，京沪高速江苏锡澄段的路面唧浆网裂等。

二、黄高速公路辛沧段沥青砼矿料级配组成石黄高速公路辛沧段沥青砼路面采用三层式沥青砼结构，各层的矿料组成符合表-1所列级配范围。

4cm沥青砼表面层（粗集料采用安山岩）采用修正后的多碎石SAC-16型级配，5cm中面层采用修正后的AC-20Ⅰ型级配，6cm下面层采用修正后的AC-25Ⅰ型级配。

沥青砼矿料级配范围（方孔筛）表一1三、沥青砼配合比设计理论浅析沥青砼混合料在路面结构中产生破坏的情况，主要是发生在高温时由于抗剪强度不足或塑性变形过剩而产生推移、车辙、泛油等现象，低温时抗拉强度不足或变形能力较差而产生裂缝现象，以及沥青混合料配合比选用不当，空隙率过大而产生的路面结构渗水，在大量快速行车的作用下，反复作用的动水压力（孔隙水压力）使沥青从碎石表面剥落下来，造成沥青砼路面坑洞、网裂、唧浆等破坏现象。

公路沥青混凝土路面配合比设计与施工研究摘要：本文详细分析了影响沥青路面的路用性能与使用寿命的沥青混凝土配合比设计过程以及对影响混凝土路面的施工质量的沥青混凝土的拌和、运输、摊铺和碾压等关键工艺过程进行详细分析。

关键词：公路；沥青混凝土路面；配合比设计引言：公路沥青混凝土的配合比设计需要确定级配范围、优选矿料级配、最佳沥青用量、通过马歇尔试验得到各项性能参数合格的试验数据，并对其进行验证后才能用于指导沥青路面的施工，是施工过程中一项十分重要的工作，是规范的核心内容，保证路面使用的性能和安全。

1.沥青混凝土配合比设计1.1原材料控制1.1.1粗集料沥青混凝土用粗集料可以采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。

沥青混合料用粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、不含杂质，并具有足够的强度、耐磨耗性。

当使用花岗岩、石英岩等酸性岩石轧制的粗集料时，若达不到粗集料与沥青粘附性等级的要求，必须采取抗剥落措施。

工程中常用的抗剥落剂；用干燥的生石灰、消石灰粉或水混作为填料的一部分；或将粗集料用石灰浆裹覆处理后使用等。

1.1.2细集料用于拌制沥青混凝土的细集料，可以采用天然砂、机制砂或石屑。

天然砂可采用河砂或海砂，用量不超过20%。

机制砂或石屑是采石场破碎石料通过4.75mm或2.36mm的筛下部分，细集料应洁净、干燥、无杂质，并有适当级配范围，应与沥青有良好的黏结能力，如采用粘附性较差的天然砂或花岗岩、石英岩等酸性细集料时，应有抗剥落措施。

1.1.3填充料沥青混凝土中常用的填料大多采用石灰岩或憎水的强基性岩浆岩，加工经磨细得到的矿粉。

填料在沥青混合料中发挥着重要作用，通过沥青和填料之间相互作用形成的结构沥青和组成的沥青胶浆，是沥青混合料中生要的组成部分，对混合料的高温稳定性和水稳性有直接影响。

1.1.4沥青沥青是一种典型的有机胶凝材料，在混合料中起黏结作用，是一种对温度变化极为敏感的感温性材料，在配合比设计中要根据公路等级、气候条件、交通条件、路面类型、在结构层中的层位及受力特点来选择合适的等级标号的沥青。

沥青SMA混合料配合比设计（SMA-16）一、基本情况该高速公路工程地处华北地区交通干线，拟采用改性沥青SMA作为抗滑表层，按规范规定，首先铺筑长500m的SMA路面试验段，由于有关各方的重视和努力，试验路铺筑非常成功，为高速公路正式铺筑SMA路面创造了条件。

试验路铺筑在邻近的二级公路上，路面宽14m，在旧路面上先铺筑了AC-25(F)型沥青混凝土整平层，然后铺筑SMA-16抗滑表层，设计厚度4cm。

二、材料参数与试验1.沥青结合料考虑到高速公路所在地夏天炎热，基质沥青的标号采用与沥青面层原设计相同的进口壳牌沥青AH-70，沥青质量符合“道路石油沥青技术要求”中的A级标准。

改性剂采用性能较好的SBS，SBS 为北京燕化公司国创一号，星型，经过不同剂量改性效果的比较，选择剂量5％，由北京市国创改性沥青有限公司的LG-8型炼磨式改性沥青制作设备在拌和厂现场加工制作，改性沥青经显微镜观察分散非常均匀，一般小于5μm，试验结果如表1。

2.矿料试验路全部采用高速公路表面层实际使用的材料铺筑。

粗集料采用玄武岩，质地坚硬，表面粗糙，质量指标如表2。

细集料采用人工砂及天然砂，人工砂是玄武岩碎石厂加工的，规格3-5mm，3mn以下的粉尘已经被抽风机吸走，很干净。

由于加工困难，成品率低，所以价格较贵，为碎石价格的两倍，所以使用量不宜太多。

天然砂为河砂，含泥量几乎为零。

矿粉为磨细石灰石粉，细度见配合比设计表，不过由于时处雨季，矿粉不够干燥，使矿粉添加有些困难，需经常由人工帮助敲打。

各种材料的筛分结果见表3，从表中筛分结果可见，材料比较规格，规格筛孔以外的比例极小。

改性沥青材料主要指标表13.纤维使用从美国进口的松散木质素纤维，质量符合有关规定基本要求。

为了提高纤维投放效率及分散效果，纤维由专用的纤维投放设备直接投入拌和机。

掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%，密度为0.6g/cm3。

粗集料的主要指标表2矿料密度及筛分结果表35～l0m 3.019 2.959 100 100 100 100 11.6 0.4 0.3 0.3 0.2 0 0 3～5mm人工砂 3.062 3.002 100 100 100 100 98.2 5.0 0.2 0.1 0.1 0 0 天然砂 2.659 2.612 100 100 100 99 95.5 83.7 56.6 42.6 8.8 3.2 1.9 矿粉― 2.676 100 100 100 100 100 100 100 100 99.8 99.6 75.2三、目标配合比设计1.确定矿料级配按照SMA-16的标准级配建议，经过配合比设计计算确定3组冷料仓投料比例，使4.75mm的通过率大体上为22％、25％、28％，0.075mm的通过率为10％左右(相当于固定矿粉用量的13％)，3组配合比的合成级配曲线如图1，级配计算如表4，材料的配比如下：甲：10～20∶5～10∶人工砂∶天然砂∶矿粉=52∶28∶4∶3∶13乙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=49∶29∶5∶4∶13丙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=45∶3l∶6∶5分别按这3组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度及全部矿料的毛体积相对密度，如表4所列。

沥青混合料的级配设计原则与方法王林宋树喜山东省交通科学研究所山东省烟台市交通局质检站1 引言近年来，随着对高等级沥青路面技术的进一步研究，对于路面沥青混合料的认识提高逐渐提高。

特别是近年来国际上一些先进的设计方法和设计理念的引进，为我们在沥青混合料的设计方面注入了新的活力。

以往许多认识的误区正进一步得到澄清，对路面沥青混合料的研究与认识己经进入了一个崭新的阶段。

以往对沥青混合料的级配选择问题的认识就是许多误区中的一个，我们逐渐认识到，对于沥青混合料的级配选择不再是千篇一律地选择级配范围的中值，而是根据路面的运输和气候条件和集料的自身特性进行优化选择。

正在修订的公路沥青路面施工技术规范和公路沥青路面设计规范也将级配的选择作为重要的修订内容。

在这种前提条件下对进行沥青混合料设计的工程技术人员提出了更高要求，需要对沥青混合料的级配性质充分认识，做到有的放矢。

本文将笔者近年来对沥青混合料级配的学习和研究的认识加以阐述，以抛砖引玉。

沥青路面的使用性能很大程度上取决于沥青混合料的体积特性和压实特性。

一般认为，如果路面沥青混合料的压实稳定性差，使用过程中空隙率过小容易出现车辙和泛油现象，而路面空隙率过大也容易出现水损、老化和失稳现象。

沥青混合料在一定压实条件下的体积特性由矿料的体积特性和沥青胶结料的含量和性质确定。

矿料的体积特性直观地反映在一定压实条件下的矿料间隙率VMA 的变化。

影响矿料体积特性的主要因素有：矿料的级配、矿料材质的硬度、表面纹理、颗粒的形状、压实条件。

级配是指沥青混合料中矿料不同粒径的分布，一般采用各个筛孔的通过率表示。

它是沥青混合料中矿料的最重要特性，几乎影响到沥青混合料的几乎所有重要特性，包括劲度、稳定性、耐久性、渗水性、施工和易性、抗疲劳能力、抗滑能力甚至抗开裂能力。

根据美国沥青路面协会NAPA的资料指出，对于高压力作用下的沥青混合料，如果是一个稳定的混合料，高温车辙的抗力80％是由集料骨架结构提供的，其余的20％是由沥青胶结料提供。

沥青砼面层AC-25C型目标配合比设计一、前言由我项目部承担的市天目湖宾馆道路广场工程沥青砼下面层AC-25C型（粗粒式）最大公称粒径26.5mm，矿料级配如下：AC-25C型沥青砼矿料级配围表一试验室根据有关的技术规的要求，进行了一系列的试验，现将各项试验及目标配合比情况汇报如下：二、原材料1、沥青：采用了国70#沥青。

针入度、延度、软化点及其他各项物理指标达到施工规的要求，现将沥青的试验结果列表如下：沥青的主要技术性质试验结果2、矿料施工中采取的1#料（碎石）、2#料（瓜子片）是石灰岩，3#料（米砂）、4#料（石屑）是玄武岩，填料（石灰岩矿粉）均产自。

各项技术指标均满足施工规的要求，试验结果表三、表四、表五。

AC-25C型沥青砼面层粗集料试验结果AC-25C型沥青砼面层石屑试验结果AC-25C型沥青砼面层矿粉试验结果三、目标配合比设计1、矿料配合比计算根据各种矿料筛分结果，经反复计算，得出各种矿料用量为1#料：2#料：3#料：4#料：填料=35：27：8：28：2，混合料筛分计算结果均在级配围，计算见AC-25C型矿料混合料级配计算表。

AC-25C型矿料混合料级配计算表2、沥青混合料的拌制成型根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规》的要求，参照以往施工经验初定最佳油石比4.0%，并按照0.5%的间隔变化，分别取3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%五个不同的油石比，按照JTJ052-2000《沥青混合料试验规》严格控制好拌和温度及时间，并按《沥青混合料试验规》规定的击实次数成型马歇尔试件，因AC-25C型是密级配，试件吸水率很小，故采用《规》中规定的表干法测定试件的密度，并计算空隙率/沥青饱和等物理指标，进行体积组成分析。

3、马歇尔试验测定马歇尔稳定度及流值等物理力学性质，试验结果汇总如表六：马歇尔击实试验汇总表4、绘图法确定油石比以沥青油石比为横坐标，各项技术指标为纵坐标，分别将试验结果点入图中（见附图）由图可得相应于密度最大值油石比a1=4.4%相应于稳定度最大值油石比a2=3.6%相应于空隙率围中值最大值油石比为：a3=3.91%，相应于饱和度围中值最大值油石比为a4=4.26%对应各项指标均满足要求的共同油石比围为：OAC min=3.95%，OAC max=4.66％所以OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4=4.04%OAC2=（OAC min+OAC max）/2=4.30%OAC=( OAC1+ OAC2)/2=4.17%鉴于本地区气候分区处于热区，根据沥青路面施工规及参照以往经验确定最佳油石比：4.2%综上所述：AC-25C型沥青混合料配合比为1#料：2#料：3#料：4#料：矿粉=35：27：8：28：2油石比：4.2%四、水稳定性检验按最佳油石比4.2%制作马歇尔试件，进行浸水半小时及48小时马歇尔试验，试验结果列表如下：从上表可以明显的看出，水稳定性指标（残留稳定度≥80%）满足规要求，其它各项指标均满足规要求，所以通过验证试验最终确定最佳油石比为4.2%。

沥青混合料配比设计研究摘要:沥青混合料配比设计作为沥青路面设计的关键内容，也是提高沥青路面施工质量的关键措施。

本文首先概述了沥青混合料配比设计对于原材料的要求，进而结合马歇尔设计法以及Superpave沥青混合料设计方法，详细概述了沥青混合料配合比设计方法。

关键词：沥青混合料配比设计马歇尔Superpave1 沥青混合料设计对于原材料的要求(1)沥青。

沥青种类较多,有70#、90#基质沥青、SBS改性沥青以及橡胶改性沥青等多种类型。

沥青的选择应该结合工程项目对于沥青路面的基本要求并按照试验规程中对于沥青的不同要求,对沥青的的针入度、针入度指数、软化点、延度、蜡含量、闪点、溶解度、密度、粘度等各项技术指标按照试验规程要求进行全面的试验检测,确保各项指标满足设计要求。

(2)集料。

粗集料的技术控制指标主要包括粗集料的压碎值、磨耗值、磨光值、表观相对密度、吸水率、坚固性、针片状颗粒含量、＜0.075mm颗粒含量、粘附性以及破碎面要求等技术指标。

细集料的试验检测指标重点是针对细集料的表观相对密度、坚固性、含泥量、砂当量、亚申蓝值以及棱角性等试验指标。

(3)矿粉。

添加矿粉的主要作用提高沥青与集料之间的粘附性,矿粉的技术控制指标主要是有表观密度、含水量、粒径范围、亲水系数、塑性指数以及加热安定性等内容。

2 沥青混合料马歇尔设计方法设计流程(1)矿料级配范围的选择。

第一,对于矿料级配范围的选择,应该根据工程项目建设沥青路面的类型要求,即根据特粗式沥青混合料、粗粒式沥青混合料、中粒式沥青混合料、细粒式沥青混合料、砂粒式沥青混合料的类型,明确其矿料的级配范围并以此为依据开展设计。

第二,应该在沥青混合料拌合站取料进行水洗筛分试验,明确不同集料各档粒径的通过百分率,并初步拟定不同粒径档集料的比例。

第三,根据集料比例计算出矿料的合成级配,并验证其是否在级配范围之内,如不满足要求则应该进行必要的调整,直至满足规范规定的级配要求范围。

OGFC沥青路面混合料级配设计研究摘要：通过对各种关键筛孔试验，研究了OGFC沥青路面混合料设计中的关键筛孔影响度，分析了不同粒径矿料对级配设计的贡献，得出了OGFC沥青路面混合料空隙率与各主要筛孔通过率的关系以及空隙率与连通空隙率的相关性，并在此基础上确定出透水性沥青混合料的合理级配范围。

关键词：透水性；沥青混合料；关键筛孔1 引言沥青混合料的级配组成对其力学性能及使用性能具有十分重要的影响。

透水性沥青混合料所采用的级配按现行级配类型来分，属于开级配，是一种间断级配，即在矿质混合料中剔除其中一个分级或几个分级，形成的一种不连续的级配。

间断级配以魏矛斯干涉理论为基础，通常是以一个连续级配的集料为骨架，而用另一连续级配细集料填隙而成。

这种混合料在理论上不仅具有足够的颗粒形成具有较高强度的空间骨架，同时又有一定细集料填充骨架空隙，使混合料内部摩阻力和粘结力都较高。

透水性沥青混合料与其它沥青混合料相比，最显著的特点就是具有较大的空隙率（一般为15％～25％）。

而混合料的空隙率主要取决于集料的级配组成和颗粒形状、沥青含量以及混合料的压实程度。

其中集料级配组成是控制混合料空隙率大小的首要因素，为此，首先要找到对混合料空隙率产生最显著影响的筛孔通过率[1]。

2 不同粒径矿料对级配设计的贡献关于矿料合成级配中各筛孔对混合料空隙率、稳定度和流值等指标的影响，国内外已有过很多研究，牛俊明等人通过正交设计试验结果表明（试件采用马歇尔试件，空隙率测定采用体积法）[2]：对空隙率影响最显著的因素是粗骨料（4.75mm以上）含量，每增加5％粗骨料，空隙率增加约3％；其次是4.75mm～9.5mm骨料含量，再其次是沥青用量；对马歇尔稳定度影响最显著的因素也是粗骨料（4.75mm以上）含量，其次是4.75mm～9.5mm骨料含量，影响最小的是沥青用量；对流值影响最显著的因素亦是粗骨料（4.75mm以上）含量，其次是沥青用量，最小的是4.75mm～9.5mm骨料含量，Mallick等人的研究也显示，当4.75mm筛孔的通过率等于或小于15％时，混合料中碎石存在石与石间的接触，这种接触方式可以提高混合料的连通空隙率和抗车辙能力，但会降低混合料的耐久性，因此，即使同样的设计空隙率，有必要对各主要筛孔的通过率进行试验研究，确保混合料的功能性和耐久性均达到最高的水平。

沥青混合料中沥青含量及矿料级配试验方法分析探讨摘要：本文首先阐述了测定沥青混合料中沥青含量的方法分，然后对沥青混合料中沥青含量及矿料级配检测的试验方法、特点及仪器使用情况做了系统分析，供参考。

关键词：沥青混合料；沥青含量；矿料级配；集料烧失量Abstract: this paper describes the determination of asphalt mixture asphalt content in the method points, then for the asphalt mixture of asphalt content and aggregate gradation detection test methods, characteristics and instrument use made system analysis, for reference.Keywords: asphalt mixture; Asphalt content; Aggregate gradation; Aggregate ignition loss quantity1 引言沥青混合料中的沥青含量对其热稳定性能存在着明显的影响，是沥青混合料配合比设计和施工控制的一个重要指标，如何准确、真实地反映施工生产过程中沥青混合料的沥青含量是每位沥青试验检测人员应尽的责任，沥青含量的准确可靠性也对沥青混合料控制起到了指导的作用。

2 测定沥青混合料中沥青含量的方法分析沥青混合料中沥青含量的检测方法根据试验的原理不同，可以分为射线法、比色法、抽提法和燃烧法四种类型。

2.1 射线法射线法是利用放射性元素测定沥青含量的方法，原理与核子密度仪相同，发射源发生的高能中子与沥青混合料中的氢原子碰撞后被减速慢化，从快中子被慢化的程度按标定的曲线计算混合料中的沥青含量。

使用此方法操作简单、方便快捷，只需4min 就可以得出测定结果，且取样较大，代表性强，不存在测定时矿粉损失对结果的影响问题，精度较高，适用于大型沥青拌和站的质量控制。

AC 16C 胶粉改性沥青混合料设计级配范围研究李学峰 季 节摘 要:在分析云南文山州地区沥青路面使用性能气候分区的基础上,提出了适用于该地区高等级公路沥青面层的4种不同的AC 16C 级配,并对其形成的胶粉改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性等路用性能进行了评价,提出了适用于该地区的AC 16C 的工程设计级配范围,并给出其典型级配。

关键词:AC 16C,使用性能,胶粉改性沥青混合料,设计级配范围中图分类号:T U 535文献标识码:AJT G F 40 2004公路沥青路面施工技术规范规定的常用密级配沥青混合料的级配范围很宽,没有针对性,在实际工程应用中存在一定的模糊性,因此应针对不同的实际工程,有针对性地提出适用于该地区的应用型级配。

本文以云南文山州地区高等级公路沥青路面采用的AC 16C 型胶粉改性沥青混合料为研究对象,结合该地区的气候、降雨等因素有针对性地提出适用于该地区的合适级配范围和典型级配。

1 云南文山州地区沥青路面使用性能气候分区根据中国气象局气象信息中心提供的文山州近31年(1976年~2006年)的气候资料可知:文山州最近31年内年最热月的平均日最高气温的平均值为25.56 ,极端最低气温为-2.8 ,年降雨量的平均值为982.7mm 。

故云南文山州地区的沥青路面使用性能气候分区为2 4 2区,即夏热冬温湿润区。

2 工程设计级配范围的选取具体的工程设计级配范围见图1。

其中级配1在级配图中位置偏高,即级配较细,细粒径曲线段靠近Superpav e 12.5限制区的下边缘;级配2在级配图中位置偏低,即级配较粗;级配3是一条较明显的S 形级配曲线;级配4是一条呈轻微S形的级配曲线。

3 胶粉改性沥青混合料性能评价分别以上述4种级配为基础配制胶粉改性沥青混合料,并进行性能评价,利用马歇尔试验法确定了上述4种级配配制的胶粉改性沥青混合料的最佳油石比依次为5.4%,5.2%,5.2%,5.1%。