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>15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,gcm3;γb沥青的相对密度,2525℃;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OACmi
~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,gcm3;ρs试件实测密度,gcm3;
fPs油石比,;V料矿料的单位体积,即单位重时的体积;P1……P
各矿料占总矿料重的百分比,矿料总和为;γ’1……γ’
各矿料表干相对密度,gcm3。
3试件的理论密度ρt采用下式计算:
式中:γα沥青相对密度,2525℃;Pa油石比,;γ1……γ
各种矿料的表干相对密度和表观相对密度的均值,gcm3。
4试件的空隙率VV采用下式计算:
VV1ρs/ρt×100
5沥青体积百分率VA采用下式计算:
VAVMAVV
6饱和度VFA采用下式计算:
VFAVAVMA×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r