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浅谈断级配橡胶沥青混合料AR-AC13的目标配合比设计郭春兰王优芬（江苏恒基路桥有限公司常州213002）摘要：以具体试验结果为依据，通过实际工程中断级配橡胶沥青混合料AR-AC13目标配合比设计的实例，详细说明设计步骤，并结合实践经验提出了相关参考意见。关键词：断级配橡胶沥青混合料AR-AC13目标配合比设计前言橡胶沥青及混合料是近年来出现的一种新型的沥青混合料，胶粉用于沥青路面的铺筑不仅有利于资源的再生利用，更有利于改善路面质量。采用湿拌工艺用于表面层，具有良好的低温抗裂和高温抗车辙能力，同时又是一种低噪音的环保路面，其降噪效果的耐久性明显好于常用的多空隙沥青混凝土。由于我国现行沥青路面技术规范或标准中尚未制定AR-AC13橡胶沥青混合料的配合比设计方法，现就结合常武路白改黑工程上面层，依据交通部《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004），结合美国ArizonaTestMethod815及《江苏省交通科学研究院关于间断级配橡胶沥青混凝土AR-AC13施工指南》，详细阐述目标配合比设计的整个过程及步骤，领会AR-AC13橡胶沥青混合料目标配合比设计的理念。1原材料选择和试验任何混合料的配合比设计之前，其原材料的选择和试验是必不可少的，只有所用原材料的技术指标都符合要求，才允许使用。1.1基质沥青橡胶沥青所用的基质沥青采用70号普通道路石油沥青，本工程选用江阴泰富的石油沥青，其技术要求及试验结果见表1。表1道路石油沥青技术要求及试验结果汇总表检测项目技术要求试验值针入度（25℃，100g，5s）（0.1mm）60~8071.0延度（5cm/min，15℃）（cm）不小于100100软化点（环球法）（℃）不小于4650.0溶解度（三氯乙烯）（%）不小于99.599.8薄膜加热试验163℃，5h质量损失（%）不大于0.60.12针入度比（%）不小于6566.5延度（15℃）（cm）不小于100100闪点（COC）（℃）不小于260290含蜡量（蒸馏法）（%）不大于21.8密度（15℃）（g/cm3）不小于1.011.041.2橡胶粉橡胶粉筛分应采用水筛法进行试验。橡胶粉密度应为1.15±0.05g/cm3，应无铁丝或其它杂质，纤维比例应不超过0.5%，要求含有橡胶粉重量4%的碳酸钙，以防止胶粉颗粒相互粘结。供应商应提供橡胶粉质量保证书，说明橡胶粉规格、加工方式、加工的废旧轮胎类型、橡胶粉的储存方式等。本工程选用南京东浩的橡胶粉，其颗粒规格要求及试验结果见表2。表2橡胶粉筛分规格及试验结果汇总表筛孔尺寸（mm）通过率（%）试验结果2.001001001.1865~1001000.620~10074.70.30~4540.70.0750~55.11.3橡胶沥青橡胶沥青采用橡胶粉与70号道路石油沥青掺配而成，本工程采用橡胶粉的掺配比例17.5%，其技术要求及试验结果见表3。表3橡胶沥青技术要求及试验结果汇总表检测项目技术指标试验结果粘度，177℃，Pa.s1.5~4.03.322针入度（25℃，100g，5s）（0.1mm），最小2545.5软化点，℃，最小5462.0弹性恢复，25℃，最小60751.4粗集料采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石，粒径大于4.75mm。本工程采用安徽玄武岩集料，其粗集料规格和质量要求见表4和表5。表4粗集料规格筛分试验结果汇总表材料名称通过方孔筛的百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#料10083.519.20.80.40.40.40.40.40.42#料10010099.522.01.00.60.60.60.60.63#料10010010098.811.31.40.80.80.80.8表5粗集料质量技术要求及试验结果汇总表检验项目单位技术要求试验结果石料压碎值不大于%常温2015.2视密度不小于t/m32.62.97吸水率不大于%2.01.0对橡胶沥青的粘附性不小于5级5级针片状颗粒含量不大于%129.5水洗法0.075mm颗粒含量不大于%1#料0.60.42#料0.80.63#料1.00.8软石含量不大于%31.8上面层石料磨光值不小于BPN42601.5细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的机制砂，石质宜与粗集料相同，不用山场的下脚料。本工程采用安徽玄武岩集料，其细集料规格和质量要求见表6和表7。表6细集料规格筛分试验结果汇总表材料名称通过方孔筛的百分率（%）4.752.361.180.60.30.150.0754#料10089.861.437.224.515.49.5表7细集料质量技术要求及试验结果汇总表检验项目单位技术要求试验结果视密度不小于g/cm32.62.97砂当量不小于%60（宜控制在70%以上）740.075mm质量百分率不大于%12.59.5橡胶沥青混凝土AR-AC13不使用矿粉填料。1.6外掺剂AR-AC13橡胶沥青混凝土需要掺入必要的外掺剂以改善橡胶沥青与集料的粘附性及混凝土的水稳定性，掺量为混合料重量的1~2%。适宜的外掺剂为普通硅酸盐水泥或消石灰。本工程采用普通硅酸盐水泥外掺剂。集料及水泥密度试验结果见表8。表8集料及水泥密度试验结果材料1#2#3#4#水泥视密度（g/cm3）2.9762.9732.9682.9712.700毛体积密度（g/cm3）2.9222.9072.8802.860/吸水率（%）0.60.81.01.3/2目标配合比设计2.1配合比设计要求及标准见表9和表10。表9AR-AC13橡胶沥青混合料级配范围级配范围通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075上限1001007542243下限100855522120中值10092.565.032.018.01.5表10AR-AC13橡胶沥青混合料级配范围试验项目单位技术标准击实次数次两面各75次稳定度不小于KN6.0流值0.1mm20~50空隙率%4.5~6.5沥青饱和度%70~85矿料间隙率VMA不小于%19.0浸水马歇尔试验残留稳定度不小于%852.2矿料配比设计矿料配合比设计宜利用矿料筛分结果借助电子表格通过试配法进行，矿料级配曲线按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T025的方法绘制。设计矿料配比时，在表8的级配范围内调整各种矿料的比例，设计3组粗细不同的设计级配（见表11）。根据橡胶沥青用于水泥路面加铺改造工程的应用经验，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12。表11三种级配的设计组成结果级配类型（1#：2#：3#：4#）通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配A（40.0：38.5：7.0：14.5）10093.467.530.214.49.45.84.02.71.8级配B（42.5：38.0：6.0：13.5）10093.065.528.113.48.85.53.82.51.7级配C（37.0：40.0：5.5：17.5）10093.969.932.016.911.26.94.73.12.1表12初试级配的体积分析级配类型油石比（%）理论密度（g/cm3）毛体积密度（g/cm3）空隙率（%）VMA（%）VFA（%）级配A8.62.5812.4455.322.576.5级配B8.62.5812.4276.023.174.1级配C8.62.5812.4654.521.879.3要求///5.5±1≥19.070-85由表12可知，三种级配均满足技术要求，综合比较，本次配比选取级配A为设计级配。2.3确定最佳橡胶沥青用量按级配A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13。表13沥青混合料马歇尔试验结果级配类型油石比（%）理论密度（g/cm3）毛体积密度（g/cm3）矿料间隙率（%）空隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（0.1mm）AR-AC138.32.5972.42922.626.4771.417.8935.68.62.5812.44122.605.4375.997.9939.28.92.5632.45422.554.2681.098.5241.29.22.5462.46022.713.3785.158.0151.6要求//194.5~6.570~85≥6.020~502.4目标配合比验证以8.6%为最佳油石比在试验室室内拌制AR-AC13沥青混合料，进行浸水马歇尔试验，结果见表14：表14浸水马歇尔试验结果混合料类型空隙率（%）马歇尔稳定度（KN）浸水马歇尔稳定度（KN）残留稳定度（%）要求（%）AR-AC135.38.217.3389.385图1稳定度、流值、密度、饱和度、空隙率与油石比的关系根据表12中，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（见图1）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。2.5配合比设计结论通过混合料级配调试和相关验证试验，表明所设计的断级配橡胶沥青混合料AR-AC13能满足技术要求，可作为常武路白改黑工程生产配合比的依据。矿料配合比及设计油石比见表15。表15矿料配合比及设计油石比混合料类型下列各种矿料所占比例（%）油石比（%）1#2#3#4#水泥（外掺）AR-AC1340.038.57.014.52.08.6结束语在确定了目标配合比的前提下，我部进行了生产配合比的设计及试拌、试铺的验证，并用于实际施工。目前常武路白改黑工程已竣工通车1年，从使用效果看，该橡胶沥青混凝土路面不但具有良好的抗车辙能力、水稳定性、表面均匀、美观、粗糙，而且有效防止了路面反射裂缝的产生，具有明显的降噪效果。实践证明，以上配合比设计是合理的，施工过程中进行了大量的马歇尔试验、抽提试验及相关验证试验，均能符合AR-AC13的设计要求。常武路施工仅是橡胶沥青混凝土施工的一次尝试，要对AR-AC13橡胶沥青混合料有进一步的认识，有待该技术的广泛推广应用。