浅谈AC-25C沥青混合料生产配合比优化
内容提要：热拌沥青混合料路面作为一种路面结构形式，在高等级公路建设中被广泛应用。沥青混合料配合比作为沥青混合料生产的依据尤为重要，然而试验室设计的配合比虽然各项指标均符合设计要求，但在施工验证过程中仍需要根据实际情况做进一步优化调整，以达到最佳的施工效果。本文通过对黔江至恩施（简称黔恩）高速公路（重庆段）路面结构下面层AC-25C沥青混合料生产配合比的优化调整，达到提高施工质量，加快施工进度和保证经济效益的目的。
关键词：AC-25C 沥青混合料 生产配合比 优化
一、工程概况：
黔江至恩施（简称黔恩）高速公路（重庆段）是由重庆黔江区到湖北恩施市在建的一条高速公路，全长20.4km。地处夏季高温多雨，冬季温暖湿润的长江流域，其路面面层结构设计为4cmAC-13C改性沥青混合料上面层，6cmAC-20C普通沥青混合料中面层及8cmAC-25C普通沥青混合料下面层。
二、下面层AC-25C沥青混合料目标及生产配合比简介：
1、目标配合比简介：根据业主要求该项目目标配合比采取委托试验方法完成，目标配合比委托结果为： S8（15～25mm）:S10（10～15mm）:S12（5～10mm）:S14（3～5mm）：S16（0～3mm）:矿粉=22%：20%：15%：3%：28%：2%；油石比4.1%；矿料级配情况见表6。各项指标均符合设计要求。
2、生产配合比简介：由于该项目采用间歇式沥青混合料拌和机，需要设计生产配合比。经项目试验人员试验，最终确定生产配合比矿料级配组成为：6#仓（20～25）：5#仓（15～20）：4#仓（10～15）：3#仓（5～10）：2#仓（3～5）：1#仓（0～3）：矿粉=4%：21%：19%：22%：4%：25%：5%；油石比为3.8%。矿料级配情况见表6。各项指标符合设计要求。
三、生产配合比验证：
选定K14+100～K14+350左幅作为AC-25C沥青混合料下面层试验段，进行生产配合比验证。机械设备及施工工艺符合规范要求。
试验段施工过程中存在的问题:
1、成品料外观偏细，看不到大料、且表面干涩，粘聚性差、不利于摊铺碾压，且碾压完成后局部出现小裂纹；
2、后场拌合楼在拌合过程中出现6#仓溢料，5#仓等料现象，降低拌合机生产速度，造成原材料浪费，影响施工进度，影响经济效益。
K14+100～K14+350左幅AC-25C沥青混合料下面层试验段混合料各项指标试验结果见表1。
从试验数据来看，虽然该试验段各项指标均达到设计要求，但从具体试验数据分析，矿料级配整体偏细，空隙率偏大，其他一些关键指标如动稳定度、冻融劈裂强度比、压实度、渗水系数等指标偏低，刚刚达到设计标准要求，质量保证率底。
现场芯样级配偏细，大料少，空隙率大，局部有小空洞。
按此生产成品料质量不易控制，增大后续施工难度。
就上述施工中存在的问题，试验检测结果及现场取芯情况，分析可能造成这些问题的原因主要有以下几方面：
1、拌合站是否存在计量不准：由于拌合站系统误差或者计量不准会造成混合料配料不准，影响成品料级配偏细。
2、矿料级配本身发生变化：由于生产所用矿料粒径变小，比表面积增大，在油石比不变的情况下，沥青膜厚度不够，造成现场混合料粘聚性差、干涩，碾压过后形成局部低温开裂；试验结果表现为空隙率偏大，渗水系数变大；压实度、动稳定度、冻融劈裂强度比等关键指标偏低。
3、拌合站溢料等料分析：冷料上料不均或者该档矿料掺配比例与实际原材料组成比例不符，都会造成热料仓溢料、等料等现象。
针对上述情况对拌合站机械排查，重新标定拌合站计量设备；取热料仓热料进行筛分试验，结果有些变化，于是对该生产配合比进行级配优化调整。
四、生产配合比优化调整
根据试验段试铺中存在的问题，优化方案为沥青用量不增加，调整各种矿料合成比例，使之即符合设计要求又不会造成拌合楼溢料等料等不良现象，且能进一步提高施工质量。
首先对于益料、等料的解决方法：由于5#仓（15～20mm碎石）与6#仓（20～25mm碎石）来源于同一个冷料仓，即规格为（15～25mm）的那一档矿料，对该矿料进行冷料筛分试验结果见表3。
由该结果得质量比6#仓（20～25mm碎石）：5#仓（15～20mm碎石）=1：2。
然后根据热料仓各仓筛分试验结果调整各仓掺量使整个级配与生产配合比曲线比偏粗，且不超生产配合比矿料级配的允许范围，并考虑6#仓与5#仓在冷料组成上的平衡，最终调整结果为：6#仓（20～30mm碎石）：5#仓（15～20mm碎石）：4#仓（10～15mm碎石）：3#仓（5～10mm碎石）：2#仓（3～5mm碎石）：1#仓（0～3mm砂）：矿粉=10%：20%：18%：18%：4%：25%：5%;油石比为3.8%不变。合成级配情况见表6。
使用该优化后的生产配合比在ZK13+585～K14+100左幅进行第二次试拌试铺。机械设备及施工工艺与前次相同。
施工情况如下：
1、施工现场混合料外观大料均匀可见，混合料均匀，粘聚性好，不干涩，利于摊铺碾压，碾压终了，路面冷却后无裂纹。
2、后场拌合站各矿料组成比例合理，无溢料等料等不良情况。
K13+585～K14+100路面左幅下面层AC-25C沥青混合料各项指标见表4。
现场取芯情况如ZK13+585～K14+100左幅下面层AC-25C沥青混合料芯样图。
从试验检测结果数据来看，该段路面AC-25C沥青混合料空隙率、动稳定度、冻融劈裂强度比、压实度、渗水系数等各项指标与优化前相比有了显著提高。
现场芯样密实完整，没有空洞，且大料分布均匀，级配良好。
消除了6#仓溢料，5#仓等料的不良情况，保证了生产速度，且没有浪费原材料。
就此达到了该生产配合比的优化目的，为今后的沥青路面下面层施工提供可靠的指导参数，有效的保证了后续施工质量。
结束语：对于沥青生产配合比而言，试验室设计的配合比虽然各项指标均符合设计及规范要求，但未必是施工中最合适的配合比，在施工生产中综合考虑各种影响因素，对配合比进行优化具有非常重要的意义。通过在施工验证配合比过程中的进一步优化，提高施工质量，保证施工进度，避免了了原材料的浪费，获得较好的经济效益。
参考文献：《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40—2004
《重庆高速公路沥青路面技术规范》CQJTG/T A01—2005
《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1—2004
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011
《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005
《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008