ＶＭＡ在瀝青混合料設計和施工中的應用

摘要：通過對瀝青混合料礦料間隙率的分析，闡述了VMA對瀝青混合料的影響，以及如何在混合料設計和施工中進行運用，用來控制瀝青路面的施工質量。

關鍵詞：VMA；瀝青混合料；應用

礦料間隙率(VMA)是瀝青混合料物理指標中的一個基礎指標。它與瀝青混合料的使用功能存在著直接的關系，主要反映在路面的高溫穩定性、低溫抗裂性、水損害、抗車轍能力等。選擇合適的VMA可以提高瀝青混合料質量，有效消除病害。

一、影響瀝青混合料VMA的因素

運用VMA指標控制瀝青混合料生產和施工，首先我們要了解影響瀝青混合料VMA的因素。

1、瀝青用量：VMA是隨著瀝青用量的變化而變化，是一條曲線關系。

2、施工溫度：溫度較高的情況下施工，可以獲得較小的VMA。

3、壓實功：增大瀝青混合料的壓實功，可以獲得VMA較小。

4、粉膠比：VMA受粉膠數量的變化影響較明顯，一般隨著粉膠比的增大而減小。

5、礦料級配：礦料級配是影響VMA的重要因素。它于級配的最大公稱粒徑有關，在《公路工程瀝青路面施工規范》(JTJ032-94)中專門規定它們之間的關系，它隨著級配最大公稱粒徑的增大而增大。

6、礦料的紋理狀況：礦料表面紋理粗糙，VMA較小，表面圓滑的礦料，VMA偏大。如在瀝青混凝土中砂的用量比石屑用量大時VMA通常偏大。

7、礦料的形狀：礦料顆粒方正時VMA較小，不規則時VMA較大。如礦料全部采用破碎集料的混合料比含有天然砂的混合料具有更高的礦料間隙率。

8、礦粉的親水系數：在同樣的條件下，采用親水系數小的礦粉比親水系數大的礦粉，混合料具有高的VMA。

9、其它因素：如礦料的吸水率、視比重等。

它們對VMA的影響大小或重要性排列如下：瀝青用量＞擊實溫度＞壓實條件＞粉膠比＞礦料級配＞表面紋理＞顆粒形狀＞其它。

二、VMA在瀝青混合料配合比設計中的應用

在瀝青混合料設計的過程中，VMA的設計在混合料配合比設計中應占重要位置。在瀝青混合料配合比設計、施工中具有以下作用。

1、依據VMA可以判定和調整瀝青混凝土設計級配的結構類型

瀝青混凝土按級配類型分析，其結構可以分為懸浮密實結構、骨架孔隙結構、骨架密實結構三種類型(在這里的觀念與常規的概念是不一致的，常規是以穩定度、流值確定混合料的結構類型)，這三種結構以骨架密實結構為最佳。通常情況下懸浮密實結構VMA偏小，骨架孔隙結構VMA偏大，骨架密實結構VMA比較適中。

2、VMA與瀝青混合料的公共范圍關系的應用

(1)公共范圍確定的過程

現行規范規定在給定的瀝青用量范圍內，取五組油石比，間隔為±0.5％的瀝青用量，擊實成型試件，測其密度，依此計算出Vv、VFA，然后加壓測試件M、F。然后建立Vv、VFA、P、M、F五個指標與瀝青用量的關系圖，最終能共同滿足瀝青混合料設計指標要求的瀝青用量范圍，即為瀝青混合料的公共范圍。

(2)公共范圍與VMA的關系

瀝青混合料的公共范圍小，說明瀝青在VMA中體積變化快。公共范圍大說明瀝青在VMA中體積變化緩慢。在瀝青用量一定的情況下，公共范圍的變化制約著礦料間隙率的變化。VMA從某一角度反映出瀝青混合料技術指標變化快慢的規律，顯示出混合料級配空間的變化。也就是說公共范圍的大小直接影響著瀝青混合料的結構類型。

(3)骨架密實結構

骨架密實結構瀝青用量公共范圍為0.8％，油石比在4.4-5.2％之間，穩定度、流值較適中。

(4)骨架孔隙結構

骨架空隙結構瀝青用量公共范圍為0.9％，油石比為4.65-5.55％之間，標準密度較低，穩定度低，流值大。

(5)懸浮密實結構

懸浮密實結構瀝青用量公共范圍為0.5％，油石比在4.4－4.9％之間，穩定度、流值都較大。

從以上可以看出：

A、公共范圍在0.6-0.8％之間為宜。規范要求確定瀝青用量的公共范圍大干0.6％是有道理的。公共范圍在0.6-0.8％之間為骨架密實結構，公共范圍在0.4-0.6％之間為懸浮密實結構。公共范圍在0.8-1.2％之間為骨架孔隙結構。這為我們設計瀝青混凝土配合比提供了實踐依據。

B、VMA的曲線變化與瀝青用量公共范圍的變化有密切的聯系。在同樣的瀝青用量的情況下。VMA偏大，確定的最佳瀝青用量偏大。VMA偏小，確定的最佳瀝青用量偏小。因此瀝青混凝土配合比設計完成后，可以用公共范圍作為檢驗標準配合比是否合理。

C、在瀝青混合料的設計時，常規設計為骨架密實結構，我們根據以上條件可以判定瀝青混凝土的結構，調整瀝青混凝土的級配，使之達到規定的VMA數值。

三、VMA在混合料控制生產中的作用

在瀝青混合料的生產控制過程中，如何保證瀝青混合料的內在質量是最重要的問題。我們常規控制瀝青混合料的空隙率。對于Ｉ型瀝青混凝土孔隙率常規控制在3-3.5％之間。在這里我們提出在控制孔隙率的同時，也控制VMA的大小。因為VMA是瀝青體積百分率，孔隙率的綜合反映。我們可以通過比較VMA的大小來控制瀝青混合料的質量。

1、判定瀝青混合料中回收粉用量的大小，控制混合料質量

在實驗室配合比設計當中，礦粉的用量是按純礦粉用量摻加的，得到的技術數據是比較理想化的數據。因為在實際生產過程中，由于大面積連續施工，拌和機的熱料倉中的粉塵比較多，其比重較低，在同樣的條件下VMA的數值偏大。

回收粉的用量對瀝青混合料的礦料間隙率是有一定的影響，同時也影響著瀝青混合料的空隙率。可見控制VMA的大小是十分有必要的。如果在瀝青拌和樓計量準確的情況下，VMA數值不合適，就要考慮熱料倉粉塵的影響的原因。適當調整礦粉的細度、用量、拌和機的引風量，來降低粉塵的數量。使瀝青混合料的VMA降低，達到規范規定的范圍內。

2、通過VMA來判定瀝青混合料的各項物理技術指標是否異常

經拌和機生產的瀝青混合料在實驗室會測試到一系列物理技術指標，如：空隙率、飽和度、穩定度，礦料間隙率等。這些技術指標都存在一定的相關性。在實踐中，我們可以通過VMA總結判定瀝青混合料是否異常。

第一步、判定瀝青混合料VMA是否異常，如果VMA超出正常的規定區域，通過前面調整瀝青混合料的結構類型的方法，使之符合規定的要求。

第二步、瀝青混合料的VMA在正常的范圍內，再看瀝青混合料在實際生產中的檢測數據的波動與瀝青混合料配合比設計的數據之間是否正常波動。重點看油石比、空隙率兩個技術指標上，看它們是否異常。如果屬于非正常波動，可以適當的調整VMA的數值或粉油比，瀝青混合料的技術指標也會發生相應的變化，尋找合理的VMA做為生產控制的基礎依據。

四、結束語

通過總結瀝青混合料VMA技術指標與其它指標的關系，并在瀝青配合比設計和實際生產中的運用，能夠提高瀝青路面的施工質量。我們還需要進一步借鑒一些好的經驗，使瀝青混合料的性能得到更大的提高，促進瀝青路面施工質量的提高和發展。