橡胶沥青混合料配合比设计方法示例

    第四节　橡胶沥青混合料配合比设计方法示例

    随着环保意识的增强，橡胶沥青路面在我国得到了越来越多的推广应用。下面以华东地区某条公路为例，路面结构参见图5-1，详细介绍橡胶沥青混凝土的配合比设计过程，以供参考。

    

    

    图5-1　橡胶沥青路面结构示意图

    一、原材料

    配合比设计之前，对原材料的各项技术指标进行检测，包括基质沥青、橡胶沥青、粗集料、细集料和外掺剂，其各项指标均满足上述的橡胶沥青混合料原材料要求，下面仅列出原材料筛分和密度试验结果。

    

    表5-15　各种矿料和矿粉的筛分结果

    

    

    表5-16　集料密度试验结果

    

    

    表5-17　沥青密度试验结果

    

    二、目标配合比设计

    （1）合成级配设计

    AR-AC13的级配要求见表5-7，通过电子表格进行试配。在表5-7的级配范围内调整各种矿料的比例，得到合成级配，参见表5-18和图5-2。

    

    表5-18　矿料比例与合成级配

    

    

    

    图5-2　AR-AC13型混合料设计级配曲线

    （2）试件成型

    采用小型沥青混合料拌和机拌和制备试件的混合料，以模拟生产实际情况，试件成型温度见表5-19。

    

    表5-19　AR-AC13沥青混合料室内拌和与击实温度（℃）

    

    根据以往工程的应用经验，本次配比选择初试油石比为8.6%，双面击实75次制作试件，试验结果见表5-20，可知选择的级配满足技术要求。

    

    表5-20　沥青混合料马歇尔试验结果

    

    （3）确定最佳油石比

    按上面确定的级配称取矿料，采用4种油石比，双面各击实75次成型马歇尔试件，计算各组试件密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度，最后将成型的试件进行马歇尔稳定度试验。试验结果见表5-21。

    

    表5-21　沥青混合料马歇尔试验结果

    

    根据表5-21，8.3%、8.6%、8.9%、9.2%四个油石比的体积性质，通过图表插值法得到空隙率5.5%时对应的油石比为8.56%，故取最佳油石比为8.6%，且油石比为8.6%时其它指标（VMA、VFA、稳定度、饱和度等）均满足设计要求。

    （4）性能验证

    在配合比设计的基础上，进行了水稳定性、高温性能和低温性能验证，试验结果见表5-22～表5-25。根据性能试验结果，AR-AC13型断级配橡胶沥青混合料的可满足现行规范对改性沥青上面层混合料的技术要求，最佳油石比为8.6%。

    

    表5-22　浸水马歇尔试验结果

    

    

    表5-23　冻融劈裂试验结果

    

    

    表5-24　车辙试验动稳定度

    

    

    表5-25　小梁弯曲试验结果（－10℃）

    

    三、生产配合比

    （1）级配设计

    在目标配合比设计的基础上进行生产配合比调试。施工单位的拌和楼为ACP-4000型拌和楼配备五个冷料仓（因1#料用量最大，采用两个冷料斗进料），热料仓筛网设置采用19mm、llmm、5mm、3.5mm四个筛孔。以目标配合比的比例进料，冷料仓的出料口为固定尺寸，用变频电机带动小皮带，通过转速反复调整，使各冷料按目标比例进入烘干筒进行烘干。

    热料仓的集料筛分结果如表5-26，通过反复计算调整各仓进料的用量，得到各仓的用料比例:4#仓:3#仓:2#仓:1#仓:水泥=42:35:5:16:2，生产配合比合成级配表5-27。

    

    表5-26　各仓矿料和水泥的筛分结果

    

    

    表5-27　级配合成结果

    

    （2）性能验证

    根据目标配合比确定的最佳油石比OAC=8.6%，用二次筛分后的矿料分别制作OAC及OAC土0.3%的三组试件，其马歇尔的各项指标均符合规范及设计要求.

    （3）试拌

    采用油石比8.6%，热料仓进料比例为4#仓:3#仓:2#仓:1#仓:水泥=42:35:5:16:2，用ACP-4000型进行两次试拌，沥青含量、级配试验及马歇尔试验等各项指标均符合规范要求，具体检测结果如表5-28和表5-29。

    

    表5-28　试拌沥青混合料级配

    

    

    表5-29　试拌沥青混合料马歇尔试验结果

    

    混合料各项指标均满足技术要求，以此结果进行试铺。