生产配合比设计及应用.docx
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生产配合比设计及应用
生产配合比设计及应用*
郭兰英
（鲁东大学交通学院山东烟台264001）
摘要为解决13上面层的沥青混合料生产配合比问题,进行了大量的试验!
调试及
分析研究,总结出了适合当地气候条件的13生产配合比"
关键词原材料质量要求生产配合比设计高速公路
前言
随着国民经济高速发展,也带来了高速公路上
交通量迅速增长!
车辆大型化!
超载严重,车辆渠
道化等新的问题,许多高速公路沥青路面建成不久
就不能适应交通的需要,早期破坏的情况时有发
生"使沥青混凝土路面面临严峻的考验"高温抗车
辙!
低温抗裂!
耐久!
防滑!
防水等提高沥青混凝
土路面使用性能的研究和应用已成为我国公路建设
的迫切需要"
沥青玛蹄脂碎石当前国际上使用较多并
公认是一种抗变形能力强!
耐久性好!
综合路用性
能有明显改善的沥青面层混合料"起始段试验路为
确定13合适的生产配合比,进行了大量的试
验,取得了满意的效果"本文结合试验资料说明
13配合比的确定方法及其效果"
13型沥青混合料设计按照5沥青路面施
工及验收规范650092-96和5公路改性沥青
路面施工技术规范6036-98进行,确定采用
的合适级配及其最佳沥青用量和相应的体积指标"
1原材料质量
工程实践证明,原材料是影响沥青路面质量的
主要因素,要想使沥青路面达到设计使用寿命,除
了控制施工质量外,还必须充分重视原材料的
质量"
本试验段采用的原材料情况如下"
（1）沥青结合料的选择必须符合/重交通道
路沥青技术要求0,根据工程的气候条件与交通荷
载条件选择70号改性沥青"各项指标符合麦
克70号改性沥青的技术要求"
（2）集料选择采用当地（栖霞）产的玄武岩
破碎的粗细集料,共采用三种料堆集料:
10~20
!
5~10碎石,0~3人工砂,具有良好
的棱角"碎石洛杉矶磨耗率为1316%[3010%!
压碎值为1315%[2510%!
碎石磨光值为56
\42!
碎石冲击值为19135%[28
%!
软石含量为217%[510%!
水洗法<
01075含量为016%<110%!
针片状颗粒含量为
512%[1510%!
碎石坚固性为8%[12%!
碎
石与沥青粘附性为4级\4级;采用磨细的石灰岩
矿粉,亲水系数017<110"矿粉的质量应满足规
范（032-94）中表12的要求,不要用回收
粉"为提高集料与沥青结合料的粘附性,采用石灰
岩矿粉与消石灰的组合填料,矿粉与消石灰的质量
比为80B20"矿粉的用量较普通沥青混凝土多一
倍左右,一般为沥青用量的118~210倍"
对每种集料所确定的毛体积密度和视密度均见
表1,这些密度被用于确定初试沥青结合料用量和
计算"粗集料棱角性,一个以上破碎面与两
个以上破碎面的颗粒数量均为100%"粗细集料质
量均满足5公路改性沥青路面施工技术规范6的
技术要求"
表1集料密度表
集料毛体积密度视密度吸水率/%
粗集料（10~20）21974310300168
粗集料（5~10）21926310330174
人工砂（0~3）31054310250184
组合填料2177021720
技术标准\21600[2100
集料嵌挤作用的好坏在很大程度上取决于集料
石质的坚韧性!
集料的颗粒形状和棱角性"粗集料
的这些性质是成败与否的关键"
中粗集料起嵌挤作用,要求用坚硬!
粗
糙的硬质石料,其质量要满足5公路改性沥青路
面施工技术规范6的技术要求"
（3）木质纤维素采用吉林木质纤维,无团粒
结块,质量符合我国指南要求,其特性见表2,木
质纤维为混合料质量的013%"
2目标配合比设计
主要解决两个问题,一是确定矿料的级配,二
#96#全国中文核心期刊路基工程2006年第1期（总第124期）是确定最佳沥青用量"
表2木质纤维质量检测结果与技术要求表
试验项目试验结果我国指南要求
纤维长度/均小于6<6
灰粉含量/%1319[1810
值618715?
110
吸油率/倍纤维质量的5182不小于纤维质量5100
体积密度/（#-1）26~2925~30
含水量/%315<510
211选择初始矿料级配
初次设计时参照5公路沥青玛蹄脂碎石路面
技术指南6中13级配的建议,经确定3组冷
料投料比例,使混合料在4175筛孔的通过百
分率为22%!
25%!
28%,均固定矿粉的用量,
01075筛孔的通过百分率为10%左右的原则,
三个级配中915通过率,大体在中值上下波
动,调试了三种不同级配,使沥青混合料的集料骨
架间隙率>17%满足规范要求"矿料的筛分
结果见表3,矿料的初始级配如下"
甲:
粗集料（10~20）B粗集料（5~10
）B人工砂B矿粉=42B37B11B10
乙:
粗集料（10~20）B粗集料（5~10
）B人工砂B矿粉=42B34B14B10
丙:
粗集料（10~20）B粗集料（5~10
）B人工砂B矿粉=42B31B17B10
表3矿料筛分结果表%
材料
通过系列筛孔的百分率
19161312915417521361118016013011501075
10~2010010079123013219113111110110110110
5~101001099180000000
人工砂100109814831153143312201315141117
矿粉10010100101001010010981291118014
212目标配合比设计测定矿料级配
分别对3种初始级配测定以下内容:
4175
以上粗集料的毛体积相对密度Q（实测）;合成
（全部）矿料的毛体积相对密度Q（计算）;
4175以上粗集料的相对密度Q（实测）;4175
以上集料的间隙率%,其测定结果见
表4"
213选择初试沥青用量,测定,等
指标
初试沥青用量的选择,是根据合成矿料（粗
集料）毛体积的相对密度!
析漏试验的结果及实
践经验"例如毛体积相对密度为219左右时,选用
油石比为518%;毛体积相对密度为218左右时,
选用油石比为611%;毛体积相对密度为217左右
时,选用油石比为614%"根据我国已铺筑
的经验,最佳油石比一般宜在517%~611%左右"
表4目标配合比设计矿料级配计算结果表
筛孔
/
合成级
配甲
合成级
配乙
合成级
配丙
级配范
围中值
13推荐
级配范围
191010010100101001010010100
161010010100101001010010100
1312911391139113951090~100
9150701770177017621550~75
4175221025102719271020~34
2136191722122417201515~26
1118161317191915191014~24
0160141115111611161012~20
0130121513111317131010~16
011511121117121112109~15
010759171011101410108~12
4175以上粗集料的
毛体积相对密Q219512195221953
合成矿料的毛体积
相对密度Q219432194721950
4175以上粗集料的
松方相对密度Q117701176311759
4175以上粗集料的
间隙率/%401040124014
试验段所用合成集料毛体积相对密度均大于219,
选用油石比中值为518%"并按此制作马歇尔试
件,在试件成型过程中,加入占混合料总重013%
的木质素纤维"然后分别测试初始级配沥青混合料
试件的各项马歇尔指标,马歇尔实验数据见表5"
试件击（压）实温度（适合实验室试件成型和现
场初始碾压温度）为175e,双面击实各75次"
表5马歇尔实验结果汇总表
指标合成级配甲合成级配乙合成级配丙
沥青含量/%518518518
空隙率/%413319318
矿料间隙率/%181********2
饱和度/%761978197914
粗集料间隙率/%361738184111
捣实空隙率/%401040124014
沥青混合料理论最大相对
密度Q216562165921662
试件毛体积相对密度Q215422155721563
214根据和确定矿料级配
目标配合比是沥青混合料设计过程的一个重要
步骤,从原材料的控制到矿料级配的确定来检验混
合料性能,的矿料间隙率>17%,粗骨
料的间隙率<（捣实状态下纯粗集
料骨架间隙率）是鉴定粗集料能否实现嵌挤的基
本条件,同时也是区别于普通的密级配沥青
混合料的关键指标"
由表5可见,甲!
乙初始级配试验结果
均能满足小于要求,但丙初始级配
#97#郭兰英:
生产配合比设计及应用不能满足小于要求,说明丙初始级配不能
实现粗集料的嵌挤,甲!
乙两种级配都能实现粗集
料的嵌挤,而且均达到了大于17%的要求,
有足够的间隙可供玛蹄脂填充,但合成级配甲在允
许的范围内有些偏小!
合成级配丙不在允许的范围
内,经分析比较后,确定合成级配乙号级配为设计
级配"
215变化油石比,测定空隙率,确定最佳沥
青用量
乙号级配已经接近合理的油石比,为此上下浮
动013%,即补充515%!
611%再进行马歇尔试
验,结果见表6"
表6变化沥青用量的马歇尔试验结果表
沥青含量/%
沥青混合料理论
最大相对密度Q
试件毛体积相对
密度Q
空隙率
/%
矿料间隙率
/%
粗集料间隙率
/%
饱和率
/%
捣实空隙率
/%
51521673215604131810381576134012
61121646215553151816391081144012
表中混合料小于
（4012%）要求,均符合大于17%的要求,
经商议,希望设计空隙率4%,同时也希望节省一
些沥青用量,确定最佳沥青用量为518%,目标空
隙率为4%"
216目标配合比设计检验结果
进行车辙试验,动稳定度（实验数据）为
4897次/;其冻融劈裂强度比为92195%,
满足要求,按照0732-2000试验规程方法,做谢
伦堡沥青析漏试验,结合料的损失为01033%Z
011%;按0733-2000试验方法做肯塔堡飞散试
验,飞散损失率为0104%;由车辙成型试件进行
渗水系数为415（1/）和构造深度为019,
以上指标均满足规范要求"
综合考虑上述设计过程后,建议采用合成级配
乙,即目标配合比为:
10~20B5~10B人
工砂B矿粉B沥青=42B34B14B10B518"
3生产配合比设计
（1）选定震动筛的筛孔及确定各热料仓的比
例:
按照试验规程及施工技术规范要求,在目标配
合比的基础上对各热料仓取样进行二次筛分,并使
各筛孔上的级配值接近目标配合比的级配值,采用
的筛孔尺寸为3!
5!
1112!
18"确
定各热料仓的比例为1号仓（1810~1112）B2号
仓（1112~510）B4号仓（3~0）B矿粉=37B41B
11B11,供控制室使用"
（2）13混合料试拌,试验段铺筑:
试验
段铺筑了1500"按确定的最佳沥青用量及热料
仓的比例进行混合料试拌,拌和过程逐盘打印各料
仓的材料比例,施工温度!
沥青及矿粉用量等"
试拌!
试铺采用了517%!
518%两个油石比,
铺筑后差别不大,由于目前现场压实功能普遍偏
大,为了避免路面泛油,并结合实践经验,以及规
范许可生产配合比设计时空隙率要求可以稍大,决
定采用最佳沥青用量为517%,空隙率为411%"
其构造深度为0193,渗水试验结果:
不渗水"
各项指标都满足设计指标技术要求"说明级
配设计是成功的"
（3）试铺混合料质量检验
试铺过程中,从现场取样,按规范要求,进行
了抽提筛分!
马歇尔试验!
测定空隙率等体积指
标,并进行了车辙试验和冻融劈裂试验"马歇尔试
验各项指标及计算结果如表7,沥青混合料生产检
验结果报告见表8"
从抽提筛分试验结果看,级配结果偏粗,在试
验路中进行验证,调整后的级配结果见表9"
表7生产配合比马歇尔试验检验主要技术指标表（平均值）
项目击实次数
/次
空隙率
/%
粗集料间隙
率
（计算）/%
矿料间隙
率/%
流值
/
饱和度
（计算）/%
稳定度
/
最大理论
相对密度
Q/（#-3）
毛体积相对
密度Q
/（#-3）
抽提油
石比/%/%
检验结果两面各75411371118120217277177137216632155461038711
规范标
准要求两面各75310~410
<
=3916
>171002100~41007010~8510>61205170~6110>7010
注:
规范许可生产设计时空隙率要求可以稍大,故表中空隙率为411也满足规范要求"
表8生产配合比矿料级配筛分检验结果表
筛孔孔径/16131291541752136111801600130011501075
合成级配/%100931562172419221117131516121211121014
13级配范围/%10090~10050~7520~3415~2614~2412~2010~169~158~12
#98#全国中文核心期刊路基工程2006年第1期（总第124期）表9生产配合比设计矿料级配表
矿料名称矿粉3~05~11121112~18沥青用量/%
百分含量/%1110111041103710517
4结语
通过13目标配合比!
生产配合比!
生产
配合比验证三阶段混合料试拌!
试验!
混合料质量
检验及试验路铺筑表明所配置的改性沥青13
混合料的矿料级配合理,混合料的马歇尔特性完全
符合要求,混合料产品的质量是有保证的,达到了
设计要求,也达到了结构作为抗滑表层的目
的"说明各种材料适用,表9所提供的生产配合比
矿料级配可以作为沥青拌和站混合料的生产依据"
收稿日期:
2005-01-31
钻孔桩基础施工中的缺陷及处理措施
赵俊芳顾正洪
（中国矿业大学能源与安全工程学院江苏徐州221008）
摘要结合实例分析钻孔桩基础的主要缺陷,并针对造成缺陷的原因制定出有效的处理方
法,能够为同类工程起到一定的指导作用"
关键词钻孔桩基础缺陷处理措施
1前言
钻孔桩是在泥浆护壁的条件下,利用机械钻进
形成桩孔,采用导管法灌注水下混凝土的施工方
法"钻孔桩基础施工简便,操作容易掌握,设备投
入一般不是很大,因此无论在公路!
铁路!
水利!
水电等大型建筑,还是在各类民用建筑中都得到了
广泛应用,工艺也日趋完善,但由于施工不当,偏
斜孔!
断桩!
堵管!
夹泥等质量问题也时有发生,
因而对作业人员的操作熟练程度!
工艺水平都有较
高的要求"
2工程概况
新建铁路胶州至新沂线-20标段由济铁工
程集团徐州工程公司承建,该工程地处苏鲁两省交
界地区,该地区属南温带亚湿润季风气候,四季分
明;地表径流条件良好,主要受大气降水补给,地
下水主要为第四系孔隙潜水,主要含水层为洪冲击
层中的中粗砂及沙砾石层,水量较为丰富;地表以
下主要为砂粘土!
砂土和粗砂"
跨205国道特大桥是-20标段的重点!
难
点工程"该桥全长674155,基础采用钻孔桩基
础,全桥共有钻孔桩72根,桩径均为1,桩长
18~22不等,采用正循环钻机!
泥浆护壁成孔"
钻孔桩数量大,桩身长,其施工质量的好坏直接关
系到桥梁上部结构甚至全桥的工程质量,因此在开
工前的准备工作以及正式施工中,工作人员对钻孔
桩基础这一重要环节都给与了足够的重视"
3施工中的缺陷及处理措施
工作人员分析了钻孔桩基础可能出现的各种缺
陷后,又结合该工程所处地理位置!
该地区的地质
条件等因素,制定了相应的处理措施,以确保桩基
施工的顺利进行"现针对该桥在钻孔桩基础施工中
的缺陷以及相关的处理措施作了如下总结"
（1）桩底地基承载力不足"造成桩底地基承
载力不足的主要原因是桩端没有支撑在持力层上"
这种情况一般出现在复杂地带,这种地层最好
取芯检验"如果不能钻孔取芯,要参照临近取芯情
况!
钻速!
泥浆返上的岩屑及钻进情况!
工程地质
资料进行综合考虑"
（2）偏斜孔"钻机安装时支撑不好!
钻孔地
层结构性质不均匀等因素引起的钻机整体或钻头在
钻孔中发生偏斜,导致出现偏孔"
因钻机倾斜造成的应先移开钻机,检查钻孔壁
情况,如果钻孔壁比较稳定,则应加固施工范围内
的地基或加大钻机的支撑面积,而后重新安装钻机
恢复施工,如果钻孔壁随时有坍塌的可能,则将钻
孔回填至原地面标高,待地层静置稳定后重新开始
钻孔;如果是地层结构不均匀引起的,先分析清楚
岩层的走向,而后再用适当的回填料,回填至计算
确定的高程处,静置一段时间后恢复施工"
（3）缩孔"缩孔是在饱和粘性土!
淤泥质黏
土土层中的特有现象,其原因是此类地层含水量
高,塑性大,钻头钻过后孔壁回缩,从而导致钻孔
的直径小于设计的桩直径"
针对发生缩孔的原因,可以先用块石或卵石回
填,而后采用重量较大的冲击钻冲击,挤紧钻孔孔
壁的办法处理"
（4）护筒脱落"因施工地点地表覆盖多为砂
#99#赵俊芳,等:
钻孔桩基础施工中的缺陷及处理措施
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