淺談瀝青混合料礦料級(jí)配計(jì)算方法

申云青

摘 要：通過(guò)計(jì)算和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出設(shè)計(jì)和調(diào)整瀝青混合料礦料級(jí)配的一種計(jì)算方法。該方法準(zhǔn)確、靈活、計(jì)算簡(jiǎn)單，可根據(jù)實(shí)際需要繪制級(jí)配范圍內(nèi)的任意曲線。

關(guān)鍵詞：分級(jí)篩分；水篩法；計(jì)算；合成級(jí)配

用粗集料、細(xì)集料、礦粉等幾種集料，經(jīng)過(guò)配比使合成的級(jí)配符合預(yù)定要求，此為集料配合比設(shè)計(jì)。瀝青混合料因礦料級(jí)配變化而構(gòu)成不同組成結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)混合料則表現(xiàn)出不同物理力學(xué)性質(zhì)和使用性能。集料排列特征和級(jí)配對(duì)混合料的組成結(jié)構(gòu)和性能有著較大影響，甚至起著決定性作用，因此在瀝青混合料設(shè)計(jì)中，準(zhǔn)確的計(jì)算方法、合理的礦料級(jí)配至關(guān)重要。

文章以AC-13型瀝青混合料礦料級(jí)配為例，介紹了設(shè)計(jì)合成級(jí)配的各個(gè)環(huán)節(jié)。

1 實(shí)驗(yàn)部分[1]

對(duì)瀝青混合料集料進(jìn)行礦料分級(jí)篩分，得到每一級(jí)礦料在套篩中的通過(guò)率，并對(duì)計(jì)算得到的一定配比的集料進(jìn)行水篩法實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 集料水篩法篩分記錄

2 計(jì)算方法

此計(jì)算方法根據(jù)表2的試驗(yàn)記錄步驟，進(jìn)行回推計(jì)算，首先確定目標(biāo)級(jí)配，即目標(biāo)通過(guò)百分率，回算累計(jì)篩余、分計(jì)篩余，得到洗后篩上重量。結(jié)合表1，根據(jù)各級(jí)礦料的通過(guò)率，計(jì)算集料混合料配比。

2.1 AC-13型瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)實(shí)例

該類(lèi)型瀝青混合料的礦料級(jí)配范圍參照交通部公路科學(xué)研究所推薦的工程級(jí)配范圍。[2]

根據(jù)工程級(jí)配范圍確定一個(gè)S型目標(biāo)級(jí)配，通過(guò)各級(jí)篩孔的質(zhì)量百分率如表2所示：

表2 AC-13目標(biāo)級(jí)配

首先計(jì)算粒徑為16mm～13.2mm的比例，目標(biāo)通過(guò)率為97%，則其累計(jì)篩余為3%，分計(jì)篩余3%，洗后重量90g，洗前重量設(shè)為A，因其在孔徑為13.2mm的方孔篩的通過(guò)率為4.7%，即A-A*4.8%=90，解得A=94，該粒徑的比例B=94/3000=3.1%。依照此法計(jì)算粒徑為13.2mm～9.5mm的比例，目標(biāo)通過(guò)率為77%，累計(jì)篩余應(yīng)為23%，分計(jì)篩余則為20%，洗后重量600g，洗前重量設(shè)為A2，該粒徑在孔徑9.5mm處的通過(guò)率3.1%，A2-A2*3.1%+94*4.8%=600，由此解得A2=20.48，但這不是該級(jí)礦料的最終比例，因?yàn)?.5mm～4.75mm的粒徑在篩孔9.5mm處的通過(guò)率為99.6%，有0.4%的礦料沒(méi)有通過(guò)9.5mm的篩孔，經(jīng)簡(jiǎn)單試算，13.2mm～9.5mm粒徑的比例確定為20.4%。

圖1 瀝青混合料礦料級(jí)配曲線

其它各級(jí)粒徑礦料采用同樣算法，分別求解出其比例，最終得到該瀝青混合料的配合比。

以此配合比稱取3kg礦料混合料，水篩法驗(yàn)證。計(jì)算結(jié)果列于表2通過(guò)率一欄，即為簡(jiǎn)單試算得到的合成級(jí)配。從表中可看出，合成級(jí)配與預(yù)定的目標(biāo)級(jí)配基本吻合，圖1為級(jí)配曲線。

根據(jù)實(shí)際需要可在級(jí)配范圍內(nèi)修改目標(biāo)級(jí)配，也可改變級(jí)配類(lèi)型。為進(jìn)一步驗(yàn)證該算法可用性，對(duì)AC-16型瀝青混合料采用同樣算法，也得到同目標(biāo)級(jí)配接近的合成級(jí)配，證明該算法的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語(yǔ)

3.1 該計(jì)算方法準(zhǔn)確、靈活、簡(jiǎn)單，基本不需調(diào)整即可得到實(shí)際要求的合成級(jí)配。

3.2 對(duì)同一批集料，只需有一次數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，即可通過(guò)簡(jiǎn)單試算得到各種類(lèi)型、各種要求的配合比。

3.3 各級(jí)礦料表面含有不同比例礦粉，采用水篩法可控制礦粉通過(guò)率接近目標(biāo)通過(guò)率。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).JTG E42-2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005.

[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)[S].北京：人民交通出版社，2004.