再生改性沥青混凝土配合比设计研究

定魏工程AC-16I型沥青混合料目标配合比设计一、引言（一）问题的提出及研究意义随着我国的国民经济的高速发展，不管是高速还是普通公路对沥青混合料的要求都有很大的提高，所以对沥青混合料性能如何满足路面使用性能等都有很大的研究价值。

沥青混合料路面作为一种路面结构形式，以其行车舒适、噪声低、易于维护等优点，被广泛应用于公路建设中。

但是国内的沥青路面普遍存在工程的耐久性和早期损坏两大突出问题。

造成这种情况有各个方面的原因，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理。

而作为面层，它是为行车提供安全、经济、舒适的服务，并直接承受汽车荷载作用和自然因素的影响，因此在沥青面层施工中非常重要的一个环节是搞好混合料的组成设计，要综合考虑其高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲劳性、及施工的难易程度等问题。

具体表现如下：（1）强度高，沥青混合料在路面中，直接承受车辆荷载的作用，因此应具有一定力学强度；（2）高温稳定性好，沥青混合料是种典型的流变材料，它的强度和劲度模量随温度的升高的降低，所以在夏季高温时，在重交通重复作用下，由于交通的渠化，在轮迹带逐渐形成变形下凹、两侧鼓起的所谓“车辙”，这是现代高等级沥青路面最常见的病害；（3）低温抗裂性好，沥青混合料不仅应具备高温稳定性，同时还要具有低温抗裂性，以保证路面在冬季低温时不产生裂缝；（4）耐久性好，沥青混合料在路面中，长期承受自然因素的作用，为保证路面具有较长的使用年限，必须具有较好的耐久性；（5）抗滑性好，即应具有良好的微观粗糙度和宏观粗糙度，以保证在路面潮湿时，车辆能高速安全行驶，并且在外界因素的作用下其抗滑能力不致很快降低；（6）施工和易性好，要保证室内配料在现场施工条件下顺利的实现，沥青混合料除了应具备前述的技术要求外，还应具备施工和易性。

[1]沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配矿料与石油沥青加温拌和而成的,其具有良好密实结构,强度稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力,沥青混凝土路面的沥青混合料按标准压实后的剩余空隙可分为两种,一种为剩余空隙率为3%~6%,为I型密实式沥青混凝土混合料,另一种剩余空隙率为4%~10%,为Ⅱ型半密实式沥青混凝土混合料。

关于沥青混凝土配合比设计的探究发布时间：2022-11-15T08:35:57.268Z 来源：《城镇建设》2022年6月13期作者：聂强[导读] 本文重点从选择级配类型、原材料选择、聂强巫溪县交通工程试验检测中心重庆 405899摘要：本文重点从选择级配类型、原材料选择、沥青混合料配合比设计三个不同角度对沥青混凝土配合比设计工作进行探讨，供参考。

关键词：沥青混凝土；配合比；设计我国经济快速发展的今天，拓宽了公路交通量，增加了轴载，提升了车速，相应地增加了沥青路面质量问题的发生率。

因此，工作人员很有必要探讨沥青混凝土配合比设计问题，这是提高沥青路面质量的关键。

一、选择级配类型为了提高沥青混凝土路面面层的质量，很有必要科学选择沥青混合料级配的类型。

结合我国相关规范，必须确保最上层的沥青混合料最大粒径为该层厚的一半，控制中层沥青混合料集料的最大粒径在该层的三分之二以内；对于沥青路面的结构层，应控制其混合料集料最大的公称尺寸在该层厚的三分之一以内，若混合料粗糙，还需要减少该比例。

由此可见，对于厚度相同的沥青面层，若以参考上述规范的要求做好继配类型的选择，那么就会出现沥青混合料集料粒径偏大的问题，且还有大约0~5%的粒径超过了最大的粒径。

很显然，这必然给沥青混凝土路面施工带来较大的难度，比如摊铺机的熨平板容易将大粒径的骨料拉动，尤其是高于最大粒径0~5%的超粒径骨料。

若弥补的过程中使用细料，更容易导致沥青混合料的级配备破坏，无法控制局部部位的面层压实度，或者增加沥青混凝土的面层空隙率，存在严重的渗水问题。

比如某市区一直以来采用了5cm+3cm厚度组合的模式，但此类模式在选择沥青混合料类型方面局限性较大。

这个过程中应控制5cm下面层的最大粒径为25mm，控制3cm面层最大粒径不高于15mm。

纵观近年来该地区路面用料的实际情况可知，在分析、调查与实验等环节中可以了解到下面层具有较宽的选择余地，因此可以采用的集配类型为ac-20级；而选择上面层类型的混合料时难度较大，因为按照相关规定，若上面层为3cm，那么可以选择的类型为ac-13。

TLA改性沥青混合料AC-16C配合比及性能研究引言AC-16C沥青混合料是一种常用于道路铺设的材料，它的性能对于道路的使用寿命和安全性起着重要的作用。

为了改善AC-16C沥青混合料的性能，许多研究都致力于改性沥青的开发和应用。

其中，TLA（加氢裂化轻质油）被认为是一种较为有效的改性剂。

本文旨在研究TLA改性沥青混合料AC-16C的配合比及性能，通过实验测试和数据分析，探讨TLA改性对AC-16C沥青混合料的影响，为道路工程的设计和施工提供参考。

实验方法原材料准备1.AC-16C沥青：从供应商处购买符合规范要求的AC-16C沥青。

2.TLA改性剂：选择经过测试验证的TLA改性剂。

沥青混合料配合比设计在配合比设计中，采用沥青含量、填料含量和矿粉含量作为变量，通过试验和经验相结合的方法确定最佳的配合比。

具体步骤如下：1.设定初始配合比。

2.根据设定的配合比，制备一组批量试件。

3.进行常规试验（如稠度、抗拉强度等）。

4.根据试验结果，调整配合比。

5.重复步骤2-4，直到满足设计要求。

实验测试常规试验1.稠度测试：采用铺水法测定沥青混合料的稠度。

2.密度测试：采用济南试验室密度计测定沥青混合料的体积密度。

3.骨架密实度测试：采用标准压实法测定沥青混合料的骨架密实度。

4.抗拉强度测试：采用万能材料试验机测定沥青混合料的抗拉强度。

动态剪切流变性能测试1.平行钢板剪切试验：采用动态剪切流变仪进行沥青混合料的平行钢板剪切试验，得到其剪切模量、剪切应力和剪切变形。

数据分析根据实验测试结果，对AC-16C沥青混合料的配合比和性能进行数据分析。

比较不同配合比和TLA改性与未改性沥青混合料的性能差异，寻找最佳的配合比和TLA改性条件。

结果与讨论配合比设计结果经过多组试验测试和配合比调整，得到最佳的AC-16C沥青混合料配合比如下：•沥青含量：X%•填料含量：Y%•矿粉含量：Z%实验测试结果通过常规试验和动态剪切流变性能测试，得到AC-16C沥青混合料的性能数据。

浅谈沥青混凝土路面的配合比设计摘要：沥青混凝土的配合比设计是沥青路面施工的前奏，不但影响路面的施工质量，而且对路面的使用寿命及舒适性、安全性有着重要的影响。

现结合忻黑线路面改造工程中沥青混凝土路面的配合比设计浅谈配合比设计的重要性。

关键词：沥青混凝土；配合比设计随着公路质量要求与规范、设计要求的不断提高，公路工程对沥青混凝土面层的要求也不断提高。

沥青混凝土的配合比设计是沥青路面施工的前奏，不但影响路面的施工质量，而且对路面的使用寿命及舒适性、安全性有着重要的影响。

现结合忻黑线路面改造工程中沥青混凝土路面的配合比设计浅谈配合比设计的重要性。

1 沥青混凝土配合比设计的原则及目的沥青混凝土配合比设计的原则是：①混合料能承受繁重交通：抗车辙能力；②具有足够的表面构造深度：抗滑性；③抵御自然外界条件的损害：不透水性、高温稳定性、低温抗裂性；④长期使用性：耐久性；⑤施工的和易性等。

配合比设计的主要目的是确定组成沥青混凝土的各种材料的比例，使其既能满足规范的要求，又符合经济的原则。

针对处于不同路面结构层的沥青混凝土的配合比设计，又有着各自不同的设计要求：对处于下面层的沥青混凝土，配合比设计的重点考虑水稳定性、抗车辙能力、弯拉强度兼顾耐久性；中面层沥青混凝土重点考虑密水性、水稳性、抗车辙能力、抗裂性能兼顾耐疲劳性能；上面层配合比设计的重点考虑抗车辙能力、抗滑性能、水稳定性兼顾封水性要求；下面层配合比设计的空隙率为不大于6%，中、上面层设计空隙率为不大于4%。

2 沥青混凝土对材料的要求沥青混凝土配合比的首要任务是确定用于沥青混凝土的各种材料的质量及组成，材料的选择是沥青混凝土的配合比设计的前提。

组成沥青混凝土的材料主要分为粗集料（方孔筛2.36 mm以上的颗粒）、细集料（0.075～2.36 mm之间的颗粒）、填料（矿粉等0.075 mm以下的材料）及结合料（沥青、改性沥青）。

2.1 粗集料的选择沥青混凝土所需粗集料必须为经过二次破碎的石料，碎石的新鲜破碎面至少为4个，无风化、软弱颗粒等；所用碎石必须洁净、干燥、无泥土、杂草等杂物；使用的各种粗集料必须经试验压碎值、洛杉矶磨耗损失、针片状含量、密度、含泥量、视密度、与沥青的粘附性、级配等指标，上面层用碎石还要测试磨光值，合格后经监理工程师认可，方可采用。

沥青混合料配合比设计方法
1.等级配合比设计方法：
等级配合比设计方法是根据混合料的使用等级确定各组成部分的比例关系，确保混合料的强度和耐久性符合要求。

该方法主要包括以下步骤：（1）确定使用等级：根据路面的使用要求和交通荷载等级，确定混合料的使用等级，如AC-13、AC-20等。

（2）确定粗集料含量：根据使用等级和交通荷载等级，参考相应的规范和试验结果，确定粗集料的最佳含量范围。

（3）确定沥青含量：根据粗集料的最佳含量范围和试验结果，确定沥青的最佳含量范围。

（4）确定细集料含量：根据粗集料的最佳含量范围和试验结果，确定细集料的最佳含量范围。

（5）确定沥青级配比例：根据粗集料、细集料和沥青的最佳含量范围和试验结果，确定混合料中各组成部分的比例关系。

2.初步配合比设计方法：
初步配合比设计方法是在缺乏详细材料试验数据的情况下，根据经验和规范，进行初步的配合比设计，然后通过试验和调整来进一步确定最佳配合比。

（1）确定初步沥青含量：根据使用要求和沥青的理论含量，初步确定沥青的含量。

（2）确定初步粗集料含量：根据规范和经验，初步确定粗集料的含量范围。

（3）确定初步细集料含量：根据规范和经验，初步确定细集料的含量范围。

（4）试验和调整：根据初步配合比进行试验，分析试验结果，如果混合料的性能和使用要求不符合，可以通过调整沥青含量、粗集料含量和细集料含量来改善混合料的性能。

无论采用哪种方法，都需要根据规范和经验进行合理的估算和调整，同时进行试验和对结果进行分析，以确保最终的沥青混合料配合比满足使用要求和性能指标。

配合比设计的过程中还要考虑材料的可用性和成本等因素，以实现经济和可持续发展的目标。

沥青混凝土路面施工中的材料选择与配比在沥青混凝土路面施工中，材料的选择与配比是至关重要的环节。

合理的材料选择和科学的配比可以保证路面的质量和使用寿命。

本文将针对沥青混凝土路面施工中的材料选择与配比进行探讨。

一、沥青材料选择与配比在沥青混凝土路面施工中，沥青是一种至关重要的材料。

沥青的质量和配比直接影响路面的稳定性和耐久性。

所以，在选择沥青材料时，需要考虑以下几个因素：1. 沥青的级别选择。

根据道路的使用状况和设计要求，选择相应级别的沥青。

一般分为未改性沥青、聚合物改性沥青和橡胶改性沥青等各种类型。

2. 沥青的黏度要求。

沥青的黏度决定了路面的抗剪切性能和抗老化性能。

根据路面的使用条件和气候环境，在配比时要选择适合的沥青黏度。

3. 沥青与骨料的相容性。

沥青与骨料的相容性对路面施工质量和使用寿命有重要影响。

在选择沥青时，要考虑其与骨料的相容性，以确保沥青能够充分润湿和包裹骨料。

二、骨料选择与配比骨料是沥青混凝土路面中的另一个重要材料。

合理的骨料选择和配比可以提高路面的力学性能和耐久性。

以下是骨料选择与配比的一些要点：1. 骨料种类的选择。

根据路面的设计要求和使用条件，选择适当的骨料种类。

骨料主要分为粗骨料和细骨料，具有不同的强度和颗粒形状。

2. 骨料的质量要求。

骨料应具有良好的物理和力学性能，如抗压强度、磨耗性能等。

在配比时要选择质量良好的骨料，以确保路面的稳定性和耐久性。

3. 骨料的配比比例。

根据路面的使用要求和设计要求，合理确定骨料的配比比例。

一般来说，粗骨料和细骨料的比例为5:3左右，但具体比例要根据具体情况进行调整。

三、沥青混凝土配合比设计在进行沥青混凝土配合比设计时，需要综合考虑沥青和骨料的性能、使用条件和设计要求等因素。

以下是一些配合比设计的原则：1. 沥青含量的确定。

沥青含量是沥青混凝土配合比设计中的核心参数。

要根据路面的设计厚度、使用条件和气候环境等因素，确定合适的沥青含量。

2. 骨料含量的控制。

黔西南州南下交通工程检测有限公司试验检测报告编号:LQHHL-2014-004 兴仁县西池棚户区改造工程安置核心区道路及平场公路工程试验报告样品名称：AC-20沥青底层配合比检验类别：委托试验委托单位: 四川荣慧建筑有限公司试验单位: 黔西南州南下交通工程检测有限公司批准日期：2014年8月20日一、沥青混凝土目标配合比组成设计1、技术标准AC-20密级配沥青混凝土的技术标准，参照亚雪公路《施工图设计》和《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的有关规定执行，具体如下：2、AC-20密级配沥青混凝土标准马歇尔稳定度试验试验方法采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000的相应规定。

试验设备：马歇尔电动击实仪、数显马歇尔稳定度测试仪、恒温水浴及其相应设备。

试验结果见下表：3、确定最佳油石比①、相应于密度最大值的油石比为a1，则a1=4.4%；②、相应于稳定度最大值的油石比为a2，则a2=4.3%；③、相应于规定空隙率范围中值的油石比为a3，则a3=4.2%；以上三者的平均值做为最佳油石比的初始值OAC1，则OAC1=1/3（a1+a2+a3）=4.3%。

各项指标均符合1项技术标准的油石比最小值OAC min=4.1%，最大值OAC max=5.15%，其中值为OAC2，则OAC2=1/2（OAC min+OAC max）=4.63%，取OAC1、OAC2的中值OAC=1/2〔OAC1+OAC2〕=4.465%。

《采用最佳油石比，进行标准马歇尔稳定度试验，结果如下：按最佳油石比制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验，在60℃水中浸水48h后测定试件的稳定度MS1=5.7KN，计算试件的浸水残留稳定度为MS0=MS1/MS=5.7KN/6.89KN=83%>80%符合《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中关于残留稳定度技术指标的规定。

通过以上试验过程及试验结果可以看出用确定的目标配合比制作马歇尔试件，进行标准马歇尔稳定度试验及浸水马歇尔稳定度试验其各项指标符合《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的有关规定，因此AC-20密级配沥青混凝土的目标配合比可以实际应用。

建材发展导向2018年第10期92沥青面层的低温裂缝和温度疲劳裂缝，以及在高温条件下的车辙深度、推挤、拥包等永久变形都与沥青有很大的关系。

改善沥青的温度敏感性、低温稳定性和流变性对提高混合料的高温和低温力学性质效果非常显著。

选用普通沥青采用传统措施要同时提高混合料的高温稳定性和低温抗脆裂性能几乎是不可能的。

当前，主要使用改性沥青来达到上述目的。

笔者就施工过程中改性沥青混凝土配合比设计和拌和控制谈几点自己的体会。

1　复合改性沥青混凝土的配合比设计改性沥青混合料的配合比设计需通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段，确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。

1.1　目标配合比设计阶段应首先确定工程设计级配范围，该设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定，根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种等因素确定，设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，整体呈“S”型曲线分布，且在0.3~0.6mm 范围内不出现“驼峰”。

第二步，根据实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要去的级配作为设计级配。

以预估的油石比为中值，按一定间隔，取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件，测定空隙率、矿料间隙率VMA，沥青饱和度VFA 等体积指标，然后进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值。

根据结果，确定最佳沥青用量。

最后，进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能、渗水系数检验。

满足要求目标配合比设计即宣告完成。

1.2　生产配合比设计阶段拌合机热疗筛分用的振动筛应根据混合料的规格选用。

筛网的筛分能力与混合料级配、集料品种、类型、集料的洁净程度、筛孔尺寸、筛子的倾角和震荡力有关。

对原材料进行进场符合，对沥青拌合机冷料仓送料速度与电机转速关系进行标定，并根据形成的关系曲线，选定相应的电机转速进行送料。

从二次筛分后进入各热料仓的集料取样进行筛分，通过计算，使合成矿质混合料级配与目标配合比相接近，以确定各料仓集料和矿粉的用料比例。

沥青混凝土配合设计方法一、材料选择1.沥青：选择合适的沥青种类，可根据工程要求、气候条件和使用环境等因素进行判断。

常见的有防水沥青、改性沥青等，根据实际情况选择合适的沥青种类。

2.石料：选择适合的骨料种类和粒径分布，骨料应具有良好的力学性能和稳定性。

常见的骨料有碎石、砂石等，可以根据沥青混凝土的用途和要求进行选择。

3.添加剂：根据需要选择合适的添加剂，如稳定剂、增黏剂等，以提高沥青混凝土的性能和稳定性。

二、配合比设计1.确定骨料配合比例：根据不同用途和要求，确定合理的骨料配合比例，在保证沥青混凝土力学性能的前提下，尽量减少沥青用量，实现经济合理。

2.确定沥青用量：根据所选沥青种类和石料配合比例，计算得出沥青用量，确保沥青与石料充分结合，形成稳定的沥青骨料混合物。

3.分析添加剂用量：根据需要添加的添加剂种类和配合比例，确定添加剂的用量，以改善沥青混凝土的性能，如提高抗剪强度、抗水性能和耐久性等。

4.调整配合比：根据实际情况和试验结果，适时调整配合比，以达到设计要求的沥青混凝土性能。

三、实验验证1.实验室试验：通过配合比设计得到的沥青混凝土配方制备试件进行实验室性能测试，如稠度、压实度、抗剪强度、抗水性能等，以验证设计的可行性和合理性。

2.路段试验：选取适当的试验路段，实施现场试验，通过交通载荷和环境因素的作用，对沥青混凝土的性能进行评价和验证，如车辙深度、路面平整度等。

3.现场监测：通过实际施工后的现场监测，对沥青混凝土的性能和使用寿命进行评估，及时发现问题并采取措施进行调整和改进。

通过以上材料选择、配合比设计和实验验证的方法，可以得到合理的沥青混凝土配合比，保证沥青混凝土的性能和使用寿命，提高工程质量和路面的使用寿命。

沥青混凝土配合比设计沥青商品混凝土配合比设计，应该明确配合比设计的全过程。

它包括三个阶段：目标配合比设计阶段；生产配合比设计阶段；生产配合比验证阶段。

目标配合比设计阶段选料问题材料是沥青商品混凝土的基本组成部分，首先要把好材料关。

根据级配类型，选择材料的规格和种类，减少进料的盲目性。

根据沥青面层用粗、细集料的技术要求，对各项指标进行检验。

对于石屑（0.6mm以下占50%左右）建议用量最多不超过20%。

有个别合同段用石屑替代（3mm-10mm）碎石和矿粉，用量大大超过20%，结果生产出的沥青混合料无论外观质量，还是内在的技术指标都不能满足技术要求，原因是石屑粉状太多，缺少3mm-5mm之间的颗粒。

粉状多的混合料极易成团，不易拌和，再加上夹杂着一些泥土，降低了沥青的黏附力，进而影响沥青商品混凝土的质量。

因此，招标文件通用条款特别强调：回收粉尘的用量不得超过填料总量的25%，掺有粉尘的填料塑性指数不得大于4。

根据目前集料现状，建议沥青商品混凝土面层材料采用水洗。

混合料的级配问题矿料的配合比计算不应过度依赖计算机得出的结果，因为计算机得出的数据只能从理论上可行，不一定符合实际应用，所以往往不能直接套用，需要根据交通类型、材料现状做反复调整，直到调整的结果既能满足理论要求又能满足实际需要，两者缺一不可。

根据这个原则，确定的合成级配曲线分别位于工程设计级配范围的上方、中值和下方。

设计合成级配不得有太多的锯齿交错，且在0.3mm-0.6mm范围内不出现驼峰，由此确定的沥青混合料的密度较大。

最佳油石比的确定菏泽市干线公路改建工程沥青面层厚度通常为10mm，分别采用6mm+4mm自下而上铺筑。

对热拌热铺沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.53倍，根据这个规范要求，选择的级配类型为AC-20C型、AC-13C型。

AC-20C型沥青采用70﹟A级石油沥青；AC-13C型沥青采用SBCI-D型改性沥青。

沥青混凝土配合比设计过程沥青混凝土是由沥青、矿料和填料按一定比例配合制成的材料，广泛应用于公路、机场跑道、停车场和道路修复等领域。

沥青混凝土的配合比设计是指根据工程要求和材料性能，确定沥青、矿料和填料的配合比例，以保证混凝土的性能和质量。

1.确定设计目标：根据工程要求和使用环境，确定所需混凝土的性能指标，如抗剪强度、耐久性、抗水蚀性等。

2.确定矿料种类和配合比例：选择适当的矿料种类和比例，以满足设计目标。

常用的矿料包括骨料、砂子和粉煤灰等。

在确定配合比例时，需要考虑矿料的颗粒形状和粒径分布对混凝土性能的影响。

3.确定填料种类和配合比例：填料可以填补矿料之间的空隙，提高混凝土的密实性和稳定性。

常用的填料包括矿渣、矿粉和岩性粉煤灰等。

填料的种类和配合比例的选择与矿料相似，需要考虑填料的粒径分布和形状对混凝土性能的影响。

4.确定沥青种类和质量：选择适当的沥青种类和质量，以满足设计要求。

沥青的种类包括常规沥青、改性沥青和高强度沥青等。

不同种类的沥青具有不同的黏度和流动性，对混凝土的强度和耐久性有着重要影响。

5.混合料试验：根据设计要求和材料性能，进行混合料试验，以确定最佳的矿料、填料和沥青配合比例。

试验中可以通过变化配合比例或添加剂，来调整混合料的性能和品质。

6.验证试验：在确定最佳配合比例后，进行验证试验，以确定混凝土的性能和质量是否符合设计要求。

试验可以包括抗剪强度、耐久性、变形性能和抗水蚀性等。

7.优化设计：根据验证试验结果，对配合比例进行优化设计，以进一步提高混凝土的性能和质量。

需要注意的是，沥青混凝土的配合比设计应根据不同的工程要求和使用环境来确定。

也需要考虑到有限材料资源和环境保护的要求，选择可持续发展的设计方案。

这是沥青混凝土配合比设计的基本过程，通过合理的设计和试验验证，可以保证沥青混凝土的性能和质量，满足工程要求，并提高工程的使用寿命和经济效益。

改性沥青混凝土配合比设计作者：易颖来源：《科学之友》2010年第03期摘要:鉴于聚合物改性沥青可以明显改善沥青混凝土路面的低温和高温性能,延长道路使用寿命,因此聚合物改性沥青已经成为全球沥青路面的首选。

本次高速公路项目的路面上面层组成配合比设计就添加和利用了石灰岩集料和SBS改性沥青(基质沥青为韩国SK重交沥青AH-70)来进行配合比筛选和设计,并得出最佳沥青用量和沥青混凝土密度,总结SBS改性沥青混凝土相比于普通沥青混凝土具有更好性能。

关键词:聚合物改性沥青;SBS;配合比设计;马歇尔试验中图分类号:U416.216文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)03-0014-03聚合物改性沥青是全球沥青改性中普遍采用的材料,它主要是将占沥青含量3 %～5 %的塑料、橡胶等聚合物加入沥青中,能大大改善其使用性能,显著延长路面服务年限、降低噪声、提高行车舒适性和安全性,其中以SBS比较常见。

[1]苯乙烯系热塑性弹性体(又称为苯乙烯系嵌段共聚物Styreneic Block Copolymers,简称SBCs),目前是世界产量最大、与橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。

目前,SBCs系列品种中主要有4种类型,即:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS);苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS);苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS);苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(SEPS)。

SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的加氢共聚物。

SBS苯乙烯类热塑性弹性体是SBCs 中产量最大(占70 %以上)、成本最低、应用较广的一个品种,是以苯乙烯、丁二烯为单体的三嵌段共聚物,兼有塑料和橡胶的特性,被称为“第三代合成橡胶”。

与丁苯橡胶相似,SBS可以和水、弱酸、碱等接触,具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性,成为目前消费量最大的热塑性弹性体。

d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2022.01.009厂拌热再生柔性基层A T B -25配合比设计与性能研究张登峰1,4,李术金2,崔星星3,吴少鹏4(1.武汉工大土木工程检测有限公司,武汉430070;2.秦皇岛市玄通公路工程有限公司,秦皇岛066004;3.内蒙古路桥集团有限责任公司,呼和浩特010051;4.武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉430070)摘 要: 依托二赛高公路改扩建工程,对回收沥青路面材料(R A P )的性能试验㊁旧沥青与再生剂的配伍分析㊁旧料与新集料的掺配合成与级配优化试验,开展了20%㊁30%㊁40%R A P 掺量下热再生A T B -25混合料的性能验证试验㊂试验结果表明:由高分子聚合物单体和芳香分油聚合生成的路面再生剂对旧沥青性能具有良好的恢复效果,当R A P掺量在30%时,既能最大限度的利用资源,又能保证再生混合料具有良好的水稳定性㊁高温稳定性和路用性能㊂关键词: 厂拌; 热再生; 沥青混合料回收料; 柔性基层; 配合比设计S t u d y o n M i xP r o p o r t i o nD e s i gna n dP e r f o r m a n c e o fP l a n tM i x e d H o tR e c yc l e dF l e x i b l eB a s eA T B -25Z HA N GD e n g -f e n g 1,4,L I S h u -j i n 2,C U IX i n g -x i n g 3,WUS h a o -p e n g4(1.W u h a nG o n g d aC i v i l E n g i n e e r i n g T e s t i n g C o ,L t d ,W u h a n 430070,C h i n a ;2.Q i n h u a n g d a oX u a n t o n g H i g h w a yE n g i n e e r i n g C o ,L t d ,Q i n h u a n g d a o 066004,C h i n a ;3.I n n e rM o n g o l i aR o a d s&B r i d ge sC o ,L t d ,H o h h o t 010051,C h i n a ;4.S t a t eK e y L a b o r a t o r y of S i l i c a t eM a t e r i a l s f o rA r c h i t e c t u r e s ,W u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l og y ,Wu h a n 430070,C h i n a )A b s t r a c t : B a s e do n t h e r e c o n s t r u c t i o na n de x p a n s i o n p r o j e c t o f e r -s a i h i g h w a y ,t h i s s t u d y i n v e s t i g a t e d t h e p e r f o r m -a n c e o f t h e r e c y c l e d a s p h a l t p a v e m e n tm a t e r i a l (R A P ),t h e c o m p a t ib i l i t y o f t h e o l d a s p h a l t a n d t h e r e j u v e n a t o r s a n d t h e m i xc o m p o s i t i o no f t h e a s p h a l t c o n c r e t e c o n t a i n i n g RA Pa n dn e w m a t e r i a l s .T h r e e d i f f e r e n tR A P c o n t e n tw e r e t e s t e d i n t h e t h e r m a l l y r e g e n e r a t e dA TB -25m i x t u r e ,n a m e l y 20%,30%a n d40%.T h er e s u l t ss h o wt h a t t h er e j u v e n a t o r p r o -d u c e db y t h e p o l y m e r i z a t i o no f h i g hm o l e c u l a r p o l y m e rm o n o m e r a n da r o m a t i c o i l s e p a r a t i o nh a s a n e x c e l l e n t r e c o v e r y e f f e c t o n t h e p e r f o r m a n c e o f o l d a s p h a l t .W h e nR A Pc o n t e n t i s 30%,i t c a nn o t o n l y m a x i m i z e t h e u s e o f r e s o u r c e s ,b u t a l s o e n s u r e t h a t t h e r e c y c l e dm i x t u r eh a s g o o dw a t e r s t a b i l i t y ,h i g h -t e m p e r a t u r e s t a b i l i t y a n d r o a d p e r f o r m a n c e .K e y wo r d s : p l a n tm i x ; h o t r e c y c l e ; r e c l a i m e da s p h a l t p a v e m e n t ; f l e x i b l eb a s e ; d e s i g no fm i x p r o p o r t i o n 收稿日期:2021-12-13.作者简介:张登峰(1977-),高级工程师.E -m a i l :z h a n gd f 0202@126.c o m 沥青混合料厂拌热再生工艺是当前应用较为普遍的沥青路面再生方式之一[1]㊂提高热再生混合料的路用性能是该项研究的重点和难点,热再生混合料配合比的优化设计是有效提高再生混合料性能的有效途径,因此,厂拌热再生混合料配合比设计研究具有重要的工程应用价值㊂目前,厂拌热再生混合料配合比设计主要参照‘公路沥青路面再生技术规范“(J T G /T5521 2019)[2]以及‘公路沥青路面施工技术规范“(J T GF 40 2004)附录热拌沥青混合料配合比设计方法进行[3],在矿料组成设计㊁沥青总用量预估和回收沥青路面材料(R e c l a i m e dA s p h a l tP a v e m e n t ,简称R A P )最佳掺量的确定等环节上带有较强的经验性,缺少相关的设计理论及优化方法㊂依托实体工程,通过对旧路面铣刨R A P 进行试验检测及性能分析,对R A P 中沥青含量㊁回收沥青性能㊁颗粒级配等性能进行试验,结合已有的工程实践经验,提出与依托工程相适应的A T B -25厂拌热再生混合料配合比优化方法㊂建材世界 2022年 第43卷 第1期1 项目概况二广高速二连浩特至赛汉塔拉段改扩建工程是在国道208线一级公路基础上改扩建成高速公路,原一级公路沥青路面结构组成为7c mS B S 改性沥青A C -25C 下面层+5c mS B S 改性沥青A C -16C 上面层㊂项目设计文件明确要充分利用R A P 制备沥青稳定柔性基层混合料,增加沥青面层厚度,减少反射裂缝,提高路面耐疲劳寿命,达到充分利用现有资源,减少矿石开采造成资源损失和环境影响,节约建设成本的目的㊂2 R A P 回收料性能试验2.1 R A P 回收料的铣刨与分级试验用R A P 料取自路面二标面层铣刨料,集中在沥青拌合厂进行二次破碎分级筛分,分为ɤ4.75mm ㊁4.75~13.2mm ㊁13.2~26.5mm 三档,分开堆放在设置了钢结构大棚的料仓中,防止R A P 料的结团㊂对分级材料分别取样并按照‘公路工程沥青及沥青混合料试验规程“(J T GE 20 2011)[4]试验方法进行沥青混合料抽提回收试验,对抽提后的矿料进行颗粒级配检验,并将分离后的抽提液采用压力过滤装置结合燃烧法对粉料的残留进行检查,在确定抽提液中无粉料残留的情况下,再采用旋转式沥青回收仪进行沥青回收,并进行性能检验㊂各级回收料中沥青含量试验结果如表1所示,回收料颗粒级配检验结果如表2所示㊂表1 R A P 分级抽提试验结果R A P沥青含量/%13.2~26.5mm 1.14.75~13.2mm 2.3ɤ4.75mm5.6表2 R A P 抽提后分级筛分试验结果R A P 各级筛孔通过质量百分率/%26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.07513.2~26.5mm 10095.285.471.541.322.815.19.63.21.40.70.54.75~13.2mm 10010010010092.825.316.210.65.53.72.61.5ɤ4.75mm10010010010010096.677.551.438.927.219.513.8表1试验结果表明,分级后的各档R A P 中均含有数量不等的老化沥青,其中4.75mm 以下的回收料中含量最高,达到5.6%㊂表2试验结果可以看出,重新分级的R A P 颗粒级配均匀性较好,粗集料外形规整,坚硬㊁棱角性好,具有循环再生利用的价值㊂2.2 R A P 回收料的性能将抽提回收的矿料分别进行密度㊁吸水率㊁压碎值㊁针片状等性能试验,并对回收沥青的针入度㊁软化点㊁延度性能进行测试,具体试验结果如表3所示㊂表3 R A P 性能试验结果材料名称试验项目试验结果R A P 粗集料13.2~26.5mm4.75~13.2mm表观相对密度2.732吸水率/%0.7压碎值/%12.4针片状/%3.1表观相对密度2.726吸水率0.9针片状5.8R A P 细集料ɤ4.75mm表观相对密度2.715砂当量/%63R A P 回收沥青针入度(25ħ㊁100g ㊁5s )/(0.1mm )31软化点(环球法)/ħ60.5延度(5c m /m i n ㊁15ħ)/c m132.3 再生剂的选择及掺量确定在回收的老化沥青中加入适量再生剂可有效还原其化学组成,恢复其胶体结构,从而起到改善老化沥青性能的作用[5-7]㊂目前市场上再生剂种类较多,不同的再生剂对老化沥青性能的还原效果不尽相同,对老化沥青混合料路用性能的恢复效果也千差万别㊂试验室选用了植物油类㊁动物油类㊁高分子聚合物类三种再生剂,分别与回收沥青进行配伍分析试验㊂试验结果显示采用高分子聚合物单体和芳香分油聚合反应生成的路面热再生剂对旧沥青的还原效果最佳,再生剂最佳施工掺量为回收沥青质量的10%㊂预估再生A T B -25混合料总最佳沥青用量为3.8%,采用20%㊁30%㊁40%三种R A P 掺配比例,根据掺配比例计算出R A P 中旧沥青含量,再计算需添加的新沥青质量,根据计算结果进行旧沥青和新沥青的掺配㊂首先将回收沥青与再生剂按照质量比9ʒ1的比例进行混合搅拌,采用可变速剪切搅拌机在150ħ时以2500r a d /m i n 搅拌15m i n ,以1500r a d /m i n 搅拌15m i n;再按表4计算的质量百分比加入新沥青,在150ħ时以2500r a d /m i n 搅拌15m i n ,以1500r a d /m i n 搅拌15m i n ,即制得再生沥青,对制备的再生沥青进行针入度㊁软化点㊁延度性能试验㊂表4 再生沥青性能试验结果R A P 掺配比例/%试验指标回收沥青ʒ新沥青针入度(25ħ㊁100g ㊁5s )/(0.1mm )软化点(环球法)/ħ延度(5c m /m i n ㊁15ħ)/c m200.19ʒ0.818948.5>100300.29ʒ0.718250.5>100400.36ʒ0.647151.58690号A 级沥青技术指标80~100ȡ45ȡ100 注:再生混合沥青中再生剂掺量为旧沥青质量的10%㊂从表4再生沥青性能可以看出,当R A P 掺配比例不超过30%时,再生沥青针入度㊁软化点㊁延度均满足A 级90号沥青要求㊂当R A P 掺量达到40%时,针入度和延度指标均不满足沥青技术指标的要求㊂3 再生混合料配合比设计3.1 矿料级配设计按照R A P 和新集料的比例为20%ʒ80%㊁30%ʒ70%㊁40%ʒ60%进行矿料级配合成,调整各档矿料的组成比例,参考‘公路沥青路面施工技术规范“A T B -25级配范围的要求,最终计算合成矿料比例级配1㊁级配2㊁级配3,详见表5㊂表5 A T B -25再生混合料矿料级配矿料类型各级筛孔通过质量百分率/%26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.07513.2~26.5mm R A P 10095.285.462.541.322.815.19.63.21.40.70.54.75~13.2mm R A P 10010010010092.825.316.210.65.53.72.61.5ɤ4.75mm R A P10010010010010096.677.551.438.927.219.513.819~31.5mm 碎石96.416.71.10.40.20.20.20.20.20.20.20.29.5~19mm 碎石10098.259.534.91.20.20.20.20.20.20.20.24.75~9.5mm 碎石10010010010057.70.30.30.30.30.30.30.32.36~4.75mm 碎石10010010010010098.39.51.60.80.50.50.5ɤ2.36mm 机制砂10010010010010099.488.257.339.223.514.86.6矿粉10010010010010010010010010010093.284.8合成级配199.076.163.557.243.932.022.615.311.28.05.94.1合成级配299.177.665.058.145.734.123.716.011.88.56.44.6合成级配399.177.566.559.848.935.624.516.512.08.76.64.9矿料比例/%比例1: 5ʒ5ʒ10ʒ28ʒ20ʒ12ʒ6ʒ12ʒ2比例2: 8ʒ7ʒ15ʒ26ʒ20ʒ8ʒ6ʒ8ʒ2比例3: 12ʒ10ʒ18ʒ26ʒ15ʒ6ʒ6ʒ5ʒ2A T B-25沥青稳定碎石属于粗骨架密实结构,对细集料及填料的用量相对较多,除了利用R A P的4.75mm筛孔以下细集料外,还需要掺配一定量新的0~2.36mm机制砂及填料来改善级配的填充效果㊂3.2最佳沥青含量确定及混合料性能验证根据表5三组矿料合成比例,采用马歇尔试验进行混合料最佳沥青含量优选试验,以估算总沥青用量3.8%为中值,采用3.2%㊁3.5%㊁3.8%㊁4.1%㊁4.4%五个沥青用量进行马歇尔击实㊂室内制备马歇尔试件时,将R A P料按照比例准确称量配料装盘,置于140ħ烘箱中保温2~3h备用,新加集料按比例称量配料装盘,置于170ħ烘箱中加热6~8h备用㊂小型拌合机升温170ħ并保温2h㊂先将R A P料与再生剂拌和90s,再往拌合机中加入新集料和新沥青与R A P料一起拌和90s,加入矿粉,再共同拌和90s,观察再生混合料拌和效果,拌制的再生混合料颜色均匀一致无花白料且粗集料表面油膜裹附饱满㊂按标准方法进行分料㊁装模㊁击实成型马歇尔试件,成型过程中注意控制再生混合料击实温度在140~145ħ之间㊂三组矿料比例最佳沥青含量优选及马歇尔试验结果如表6所示㊂表6再生混合料最佳沥青含量优选及马歇尔试验结果试验项目级配比例级配1级配2级配2技术要求最佳沥青含量/%3.8-击实次数(双面)/次75-理论最大相对密度2.5462.5442.542-试件毛体积相对密度2.4202.4272.428-空隙率V v/%4.94.64.53~6矿料间隙率VMA/%13.112.912.6ȡ12.5饱和度V F A/%62.665.864.355~70稳定度/k N11.210.38.2ȡ7.5流值F L/(0.1mm)25.531.436.915~40表6试验结果可以看出,三组级配再生混合料马歇尔试件体积性能与力学性能均满足技术要求㊂随着R A P料用量的增加,新加矿料占比降低,试件空隙率呈下降趋势,马歇尔稳定度随着R A P掺量的增加而大幅度降低,流值也变大,接近流值技术要求上限㊂3.3再生混合料性能验证试验在最佳沥青含量试验的基础上,进一步对再生混合料的水稳定性㊁高温稳定性和弯曲性能进行验证试验,为确定R A P合理掺量提供理论支持,具体试验结果如表7所示㊂表7再生混合料性能验证试验结果试验项目级配比例级配1级配2级配3技术要求浸水马歇尔残留稳定度/%86.285.775.3ȡ80冻融劈裂残留强度比/%85.584.177.4ȡ75车辙动稳定度/(次㊃mm-1)131********ȡ1000低温弯曲破坏应变(-10ħ,50mm/m i n),με242824092265ȡ2300表7试验结果表明,级配3的浸水马歇尔残留稳定度㊁车辙动稳定度及低温弯曲破坏应变性能均不满足技术要求,级配1与级配2混合料性能均满足规范技术要求且基本相当,但级配2的R A P掺量要高于级配1,能最大限度的减少物料浪费,节约资源,因此采用级配2作为目标配比以指导后续的生产配合比验证与现场施工㊂(下转第46页)2.3增加锁紧装置如图2所示,将门架槽钢支架加大加粗,改善自锁功能,保证受物料冲击时的稳定性,利于卸料器安全稳定的运行㊂2.4增大电液推杆的作用力卸料器是用电液推杆做动力驱动源的,将电液推杆的电机功率改为1.5k W,推力增至15k N㊂在优良的自锁功能基础下,卸料承载能力好,保证物料冲击时的稳定性,有效完成犁刀下落㊂3技改效果2021年6月中旬,公司利用双侧犁式卸料器卸料二次渣试验成功㊂就现场使用情况来看,犁头的高度调节成功,以犁头的最佳面贴近皮带,工作时犁头不会因物料的冲击抬起或抖动,在压料中也不伤害皮带表面㊂改造后的犁式卸料器安全稳定,可以成功将物料引入下料斗,进入料仓集中存放㊂参考文献[1]杨文君.改建封闭料场的卸料方案[J].山东工业技术,2021(3):46-50.[2]张媛,王君,张哲,等.带式输送机双侧犁式卸料器力学分析与结构优化[J].煤炭科学技术,2013,41(6):77-79.[3]高春生,尹健.一种可分流通过式犁式卸料器的设计与应用研究[J].中国设备工程,2021(8):108-110.[4]谢武杰.改善犁式卸料器对输送带磨损的措施[J].华电技术,2011,33(12):54-55,83.(上接第36页)4结论a.为更好的利用R A P料,在施工准备阶段需要将其严格分级,合理的分级方式为0~4.75mm㊁4.75~13.2mm㊁13.2~26.5mm三级,分级完成的各档料应在具有防晒防雨能力的料仓中堆放,防止R A P料二次结团,方便取用㊂b.综合考虑热再生A T B-25混合料性能和R A P最大利用率,推荐R A P最佳掺配量为30%,各档矿料目标合成配比为:13.2~26.5mm R A Pʒ4.75~13.2mm R A Pʒɤ4.75mm R A Pʒ19~31.5mm碎石ʒ9.5~19mm碎石ʒ4.75~9.5mm碎石ʒ2.36~4.75mm碎石ʒɤ2.36mm碎石ʒ矿粉=8%ʒ7%ʒ15%ʒ26%ʒ20%ʒ8%ʒ6%ʒ8%ʒ2%,总最佳沥青含量为3.8%,再生剂掺量为旧沥青质量的10%㊂参考文献[1]马涛,赵永利,黄晓明,沥青路面厂拌热再生关键技术[M].南京:东南大学出版社,2015.[2]J T G/T5521 2019,公路沥青路面再生技术规范[S].北京:人民交通出版社,2019.[3]J T GF40 2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.[4]J T GE20 2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2011.[5]况栋梁,余剑英,蔡正文,等,再生剂对不同老化程度沥青再生性能的影响[J].公路,2011(5):153-157.[6]冉龙飞,何兆益,曹青霞.S B S改性沥青再生剂性能研究[J].建筑材料学报,2015,18(4):578-583.[7]邵静,任圆.厂拌热再生沥青稳定碎石柔性基层配合比设计及性能试验研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017(5):136-138.。

厂拌热再生沥青混合料配合比设计徐培华1 陈梁2高文娟21、长安大学公路学院，陕西西安，7100642、西安公路材料再生工程技术研究中心陕西西安710065摘要：阐述厂拌热再生沥青混合料配合比设计问题，依次从配合比设计任务和具体步骤进行了全面的介绍，并提出主要控制点和配合比设计过程中需要继续研究和探讨的问题。

关键词：厂拌热再生混合料配合比设计1.概述所谓厂拌热再生技术，是将旧的沥青路面混合料切削回收，集中到再生拌和厂，再根据旧混合料技术性能的变化，掺入不同的添加材料，然后拌和成符合路面技术性能要求的再生混合料，运入施工现场，摊铺并碾压成为新的沥青路面。

厂拌再生技术在国内外应用非常普遍，其施工机械为多台功能单一的再生设备如路面铣削机(或冲击镐)、破碎筛分机、再生拌和机、运输厂拌设备、路面摊铺机及压路机等共同配合，完成全部再生作业。

厂拌再生通常均采用热拌再生技术，再生混合料的级配、新旧料的掺配比例、温度及拌和均匀程度等，均由再生拌和设备进行控制。

因此，沥青路面厂拌再生混合料的质量主要由再生拌和设备来实现和控制。

再生沥青混合料，因用了一定数量的旧路面材料，而使得在混合料的组成设计方法上，有别于新沥青混合料。

在进行再生混合料组成设计之前，首先须确定再生沥青混合料的类型，对于高等级公路路面补修，一般来说，再生混合料类型要与原路面一致。

当然，有时要根据路面病害的形成原因、摊铺厚度的限制、原材料的不同对矿料级配范围可作适当调整，但须实验论证。

2.配合比设计的任务与要求沥青混合料的组成设计，要合理地确定旧料的掺配率(利用率)；要根据旧料的老化程度确定是否要掺加再生剂，并确定其掺加的数量；要确定旧沥青和新沥青的配合比，使调配而成的再生沥青具有适合的粘度，并在性能上能获得某种程度的改善，以满足路用要求；要根据再生路面结构类型和旧料级配情况调整再生混合料的集料级配，以满足混合料在强度、抗滑、防渗、稳定等方面的要求。

2.1厂拌热再生混合料配合比设计的主要任务①确定旧路面材料的掺配比例；②选择再生剂和新沥青材料，并确定其用量；③选择集料，确定新旧集料的配合比例；④检验再生沥青品质，并确定再生混合料最佳油石比；⑤根据路用要求，检验再生混合料的物理力学性质。