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沥青混凝土配合比的设计过程分为三个阶段：目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证。 各个阶段的工作内容虽有不同，但每个阶段最终要解决的问题都是相同的：一是确定矿料的级配比例，二是确定最佳沥青用量。 这种设计方法的目的是为了使设计逐步深化，设计结果更加符合生产实际，真正将室内试验与施工生产联系在一起，充分做到指导施工的作用。 1 材料的选择 1.1 粗集料 粗集料是指粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等。其通过颗粒间的嵌锁作用来为沥青混凝土提供较强的稳定性。 粗集料应具有干洁、粗糙、耐磨等特点。粗集料的质量控制重点是视密度和吸水率，石料硬度大而密度高，吸水率低的粗集料具有耐磨、耐久等特点；但粗集料密度并不单单要求大，粗集料表面粗糙与否同样重要，而密度过大的粗集料大多表面光滑，缺乏表面的凹凸不平，以至于无法更好的吸附沥青结合料，这便无法形成较厚的沥青膜，进而对混合料的耐久性带来不良影响。而且粗集料与沥青的粘附性、磨光值也是《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004所要求的。因此，粗集料的多种性质需要均衡考虑。同时，粗集料对针片状颗粒含量、粘附性、磨光值等多项指标具有严格要求。 1.2 细集料 细集料是指粒径小于2.36mm的天然砂、人工砂（包括机制砂）及石屑，它通过配合粗集料的使用增加沥青混凝土的稳定性。 细集料应具有干净、洁净、无杂质的特点。测定的方法有0.075mm通过率、砂当量、亚甲蓝试验等。同时，选取细集料也与级配情况、沥青的粘结性和耐磨性有关，这些情况同样要进行综合考虑，只有能够满足多方面需求的细集料才是工程中所需要的。 1.3 填料 填料是指粒径小于0.6mm的石灰岩磨细的矿粉。 填料具有憎水的特点，同时应干洁，能自由地进出矿粉仓，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的技术要求。填料在沥青混凝土中扮演着一种添加剂的角色，就和烹饪中的盐一样，要配合需求投放，投放的量过少会导致沥青难以吸附，投放的量过多则会使胶泥成团，致使路面离析，造成不良后果。 1.4 沥青 沥青混凝土的主体自然是沥青，沥青的好坏在很大程度上决定着沥青混凝土路面的使用期限以及适应能力。所以，既要密切关注沥青质量的好坏，同时也要注重该沥青对于当地自然环境、气候及道路运行情况的适应性，例如当地土壤的酸碱性，雨水的酸碱性，降雨量以及运载压力等。沥青的标号就是其中不容忽视的一大因素，选择时应按照公路等级、气候、通行状况乃至于地质情况作参考。诸如在高速公路，夏季高温多雨，过载，爬坡路段多宜采用粘稠度大的沥青；而在季度温差较大的路段则应选用针入度指数大的沥青。 上述原材料需经检测符合规范及图纸要求的前提下，才能进入目标配合比设计阶段。 本文以某一工程为例，列出其原材料的实测数据： 各种矿料的筛分试验结果 各种矿料相对密度试验结果 沥青相对密度试验结果 2 沥青混凝土配合比设计过程 2.1 目标配合比设计 首先，根据各矿料的筛分结果，用图解法或试算法确定各种材料间的比例关系，调整接近规范级配的上、中、下限。以使混合后矿料具有足够的密度和较高的内摩擦阻力。 初选级配，根据实际情况及当地以往资料数据，选择一个沥青用量作为初选级配的沥青用量。固定初选沥青用量，将上、中、下限的级配成型马歇尔试件，根据三组试件的试验结果确定设计级配。 确定配合比中沥青的最佳用量。按确定的设计级配，选择一个沥青的最佳用量作为起始用量，按0.5%的间距取5个或5个以上不同的沥青用量，分别与矿料拌合，击实成型马歇尔试件。然后进行马歇尔试验，对各组马歇尔试件的空隙率、密度、饱和度等体积指标进行计算，根据实测数据确定最佳沥青用量。 根据确定好的设计级配及最佳沥青用量进行制件，验证该混合料的性能检验是否符合要求。 目标配合比设计的意义是确定设计级配及最佳沥青用量，并对确定的设计级配及最佳沥青用量进行性能检验，确定该混合料的耐久性能。 通过目标配合比设计，该工程得出如下结果： 三种级配的矿料比例明细 三种矿料的合成级配通过率明细 三种试级配马歇尔试验结果 可以看出级配2和级配3体积指标满足要求，级配1体积指标不满足要求，结合当地情况及实践经验，本次设计选择级配2为设计级配。 设计级配马歇尔试验结果 通过目标配合比设计，本工程得出如下结论： 矿料配合比及油石比 最佳油石比及体积指标 2.2 生产配合比的设计 完成目标配合比设计后，就可以开始设计实际生产中使用的生产配合比。 试验前，首先根据路面结构的级配类型，选择适当尺寸的拌合机振动筛。选择时要遵循： （1）振动筛的最大筛孔应使超粒径的矿料排出，保证最大粒径筛孔的通过量在要求的级配范围内； （2）振动筛分档应使各热料仓的材料保持均衡，以提高生产效率； （3）应注意振动筛的孔径要与室内试验方孔筛尺寸的对应关系。 试验时，矿料按目标配合比设计的比例进料，通过拌合机的振动筛进行二次筛分，同时，将拌合机各热料仓的二次筛分的矿料分别取出后进行筛分试验，使其合成级配比例在设计级配大致接近的范围，按此比例进行马歇尔试验，此试验的油石比采用目标配合比确定的油石比±0.3%进行试验。按照与目标配合比相同的试验方法确定最佳沥青用量，所得结果为生产配合比。 生产配合比设计的意义是通过拌合楼的二次筛分数据使其生产级配与设计级配大致接近，同时，通过马歇尔试验更加细致的优化最佳沥青用量。 通过生产配合比设计，本工程得出如下结果： 热料仓集料相对密度试验结果
热料仓集料筛分
生产配合比矿料级配组合设计 不同油石比下混合料的马歇尔试验结果
通过生产配合比设计，本工程得出如下结论： 热料仓比例及设计沥青用量
2.3 生产配合比验证 生产配合比验证分为试拌、试铺两个阶段。 试拌是按确定的目标配合比所调试的皮带转速、流量进行冷料上料，按确定的生产配合比矿料级配比例及最佳沥青用量做为热料仓的进料比例，在拌合楼试拌混合料并对混合料进行检测，检测项目包括：抽提、马歇尔击实，最大理论密度等，检测结果应与生产配合比数据基本一致。 在试拌的混合料检测数据与生产配合比数据基本一致的前提下，进行试铺，试铺是对施工方案、运输、摊铺、碾压工艺等可行性和设备的匹配情况的综合性验证。 生产配合比验证的意义是对前面所设计的各项指标及拌合楼的工作状态和施工方案、运输、摊铺、碾压工艺设备的匹配情况进行的综合性评估。 通过生产配合比验证，本工程得出如下结论： 沥青混合料体积性质指标
试拌的沥青混合料各项技术指标合格后，进行试验段铺筑。铺筑试铺段，观察摊铺、碾压过程混合料的施工性能和成型混合料表面状况，待各项技术指标检验合格后进入规模施工。 经验证符合要求的生产配合比在施工过程中不得随意变更。在生产过程中，当进场材料规格发生细微变化时，应及时调整冷料进料比例，使混合料质量符合要求并保持相对稳定，必要时重新进行配合比设计。 2.4 针对沥青混凝土配合比设计提出几点建议 （1） 必须克服以往只对混合料配合比设计采用目标配合比，而忽视生产配合比和验证配合比；也不能碰到一些指标不合格或试验有困难就放弃。特别应注意在生产配合比设计阶段，要严格控制冷料仓和热料仓的配比；当材料发生变化时，要及时调整配合比。 （2）在进行配合比设计时，要具体问题具体分析，不能死搬硬套规范规定。在不脱离规范的情况下，根据不同的材料，灵活的进行配合比设计。 （3）在配合比设计过程中，要和施工生产的实际情况相结合，不能脱离现有的技术条件；同时要严格施工管理，使混合料的生产配合比始终控制在设计的最佳状态。 （4）原材料的质量控制：原材料的质量是整个沥青混合料质量控制的关键，它对沥青混合料质量起着至关重要的作用，直接影响到沥青混合料的各项性能指标。因此在选择材料时需特别注意原材料级配的变异性、颗粒形状、0.075mm颗粒含量及针片状含量等。 （5）过程控制：将拌合楼每日生产的混合料数据进行采集汇总，并计算出沥青用量和各种材料用量与生产配合比及容许的波动范围相比较，评定是否符合要求。并结合每日的抽提、油石比试验数据相互校验，实现真正意义上的过程控制。 （6）拌合楼振动筛的选择：矿料的粒径主要由振动筛的筛孔尺寸来保证。振动筛要筛出符合规格的碎石粒径要受到振动筛类型、筛面面积，安装角度和其它条件的限制等，一般情况下振动筛筛孔尺寸可选用比标准筛孔大一级的尺寸。 振动筛的等效筛孔建议表（方孔筛mm）
（7）拌合楼的标定：拌合楼的标定可以分为动态、静态标定.动态是按照控制台的数量分别加料，之后秤重，观察控制台显示的与实际称量的数值是否一致.而静态标定则是请有资质的检测单位来标定控制台的程序.仪器检定站或计量所往往注重静态标定而忽略动态标定，所以我们要经常对拌合楼进行动态标定，标定其温控、计量称重系统. 3 结束语 根据工程设计实例，笔者认为沥青混凝土配合比设计是一个庞杂的过程，每一个环节都是紧密相关的，共同构成一条完整的锁链，其中任何一个环节出现瑕疵均会导致最终结果的偏差。从开始的的材料选择，到之后的目标配合比设计，再到生产配合比设计，最后到生产配合比验证，每一步都至关重要得，同时又是相互影响的。因此，设计人员切勿忽视任何一个环节，要对各个环节要做到精益求精，同时还须注意各个环节的相互影响，做到反复验证，让理论与实际施工相互结合，在施工过程中发挥积极的作用，从而促进工程质量的大幅提升。 |
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