Superpave瀝青混合料的質(zhì)量控制

摘要：借鑒美國公路研究計劃（SHRP）的成功經(jīng)驗，Superpave路面在我國高速公路中逐漸得到推廣應(yīng)用，本文從原材料控制、級配控制、溫度控制三個方面，對Superpave瀝青混合料的質(zhì)量控制提出了幾點建議。

關(guān)鍵詞：Superpave瀝青混合料 原材料控制 級配控制 溫度控制

0 引言

美國自上世紀(jì)50年代起，隨著交通量的日益增加，瀝青路面產(chǎn)生了嚴(yán)重的早期破壞，通過調(diào)查分析，認(rèn)為一直以來采用的瀝青混合料的設(shè)計方法即馬歇爾設(shè)計方法有必要改進(jìn)，為此1987-1992年，美國耗資5千萬美元進(jìn)行瀝青部分Superpave研究，在美國聯(lián)邦公路局的大力推廣下，美國大部分州已開始修建Superpave路面。在我國，借鑒其成功經(jīng)驗，也逐漸開始在高速公路中推廣應(yīng)用Superpave路面結(jié)構(gòu)。要修筑高質(zhì)量的Superpave瀝青混凝土路面，就必須保證Superpave瀝青混合料的質(zhì)量。通過對蘇州繞城高速公路西南段HAL1標(biāo)Superpave瀝青混合料配合比設(shè)計和質(zhì)量控制，我認(rèn)為應(yīng)主要從以下幾個方面嚴(yán)格控制。

1 原材料控制

原材料的質(zhì)量是整個施工質(zhì)量保證的基礎(chǔ)，只有合格的原材料才能生產(chǎn)出合格的瀝青混合料，才能鋪筑出性能優(yōu)良的路面。

1.1 提高集料的質(zhì)量

1.1.1 選用質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)廠家，保證料源一致，規(guī)格統(tǒng)一

生產(chǎn)中所用集料盡量選用同一料源，同一料源的級配、密度基本相差不大，便于混合料級配、體積指標(biāo)的控制；對于有多個料廠供料的施工單位，應(yīng)統(tǒng)一振動篩尺寸，同時，不同石料廠生產(chǎn)的石料的密度應(yīng)大體一致。

1.1.2 把好進(jìn)料關(guān)

應(yīng)從源頭抓起，采取料源石料廠和拌和場雙控。西南段HAL1標(biāo)便派專人長駐石料廠控制質(zhì)量，不合格的料不允許裝車裝船；船到碼頭后必須先通知試驗室，經(jīng)試驗室檢驗合格后方可卸料。對于常規(guī)指標(biāo)，如＜0.075mm、針片狀顆粒含量、砂當(dāng)量等，這些屬于集料的加工性指標(biāo)，同加工質(zhì)量及加工過程有關(guān)，變異性較大，必須嚴(yán)格控制。

1.1.3 原材料運至拌合場即料廠應(yīng)合理存放

拌和場要求場地硬化且排水良好，避免將堆場的土混入碎石中。不同規(guī)格的料堆間設(shè)置隔離墻，高度要視料堆高度確定，以兩檔料堆放時不能夠混合為準(zhǔn)。粗集料堆最好覆蓋，避免粉塵落入造成二次污染；細(xì)集料應(yīng)有防雨棚，保證細(xì)集料干燥、清潔。料堆要有明顯標(biāo)識，防止上錯料。

1.2 礦粉的質(zhì)量

礦粉應(yīng)采用堿性石料磨制，應(yīng)干燥、潔凈。對于礦粉，試驗室主要的試驗是篩分。試驗室應(yīng)對礦粉的細(xì)度嚴(yán)格控制。

1.3 瀝青膠結(jié)料的質(zhì)量

瀝青的質(zhì)量主要關(guān)系到路面工程質(zhì)量和路面通車后的路用性能，是路面施工控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。目前由于對瀝青質(zhì)量的重視，瀝青生產(chǎn)廠家工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定，通常能達(dá)到重交通路用瀝青技術(shù)要求。

1.4 外加劑

瀝青結(jié)合料與集料表面粘結(jié)力喪失而導(dǎo)致集料松散剝離是路面早期水損害破壞的一個主要原因，這就要求增強石料與瀝青的粘附性，很多工程都選用抗剝落劑；由于抗剝落劑要求耐熱、具有良好長期性能，易于溶解，試驗室應(yīng)對抗剝落劑的穩(wěn)定性檢測，特別是高溫穩(wěn)定性。

2 級配的控制

在保證原材料質(zhì)量合格的前提下，要想充分顯示Superpave優(yōu)良的路用性能，級配的控制尤為重要。其實以上對原材料的控制很多方面也是為了保證混合料的礦料級配。為規(guī)定集料級配，Superpave采用0.45次方的級配圖，并用級配控制界限和限制區(qū)來確定設(shè)計集料結(jié)構(gòu)，從級配控制點之間通過并避開細(xì)集料范圍內(nèi)的一個限制區(qū)。

2.1 首先仍應(yīng)強調(diào)原材料

各種合格的礦質(zhì)原材料進(jìn)場了，特別是粗集料，很大的一個料堆，一批一批料堆上去，應(yīng)盡量避免合格的料在料堆上離析，最好水平分層堆放，避免大石子全部滾落在下方，人為改變規(guī)格料的級配。

2.2 拌和樓的控制

2.2.1 拌和樓冷料倉之間應(yīng)有足夠高的隔板，避免冷料竄倉，同時也要減少鏟車上料時產(chǎn)生的離析與竄倉。

2.2.2 只有冷料準(zhǔn)確、穩(wěn)定地按設(shè)定目標(biāo)配合比供料，才能保證熱料的穩(wěn)定，為此在進(jìn)行熱料倉取樣做生產(chǎn)配合比之前宜進(jìn)行冷料倉的流量試驗，據(jù)此建立轉(zhuǎn)速與流量的關(guān)系曲線，每個冷料倉均應(yīng)建立這種關(guān)系曲線，確定拌和機的轉(zhuǎn)速。

2.2.3 冷料倉流量試驗后，按調(diào)整后的轉(zhuǎn)速送料，各熱料倉單獨放料進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計。設(shè)計后的比例在原材料穩(wěn)定的前提下，不應(yīng)隨便改變比例，以保持最大理論密度的相對穩(wěn)定。

2.2.4 為了減少混合料中粉塵含量，應(yīng)將風(fēng)門開到最大或至少要達(dá)到90%以上，切不可因影響生產(chǎn)能力而忽視了混合料質(zhì)量。

2.2.5 應(yīng)控制干拌時間不宜太長，濕拌時間不宜太短，主要由濕拌時間決定混合料的拌和均勻程度，應(yīng)以瀝青混合料拌和均勻，所有礦料顆粒全部裹覆瀝青并不產(chǎn)生自由瀝青為度，直觀上應(yīng)色澤均一、無花白料、流而不散、無結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象。

2.2.6 為了減少粗細(xì)料的離析，每拌好一盤最好先放在儲料倉中，待夠一車時再放料，放料時，料車應(yīng)前、后、中、前、后移動位置。

2.2.7 拌和樓應(yīng)配備計算機自動采集及打印數(shù)據(jù)的裝置，瀝青混合料的“過程控制”（在線監(jiān)測）和總量檢驗。

３ 混合料室內(nèi)試驗控制

正常施工時每天上、下午至少各取樣一次作室內(nèi)試驗以檢驗混合料級配、油石比及體積指標(biāo)，每天停機后應(yīng)取熱料倉白料（即不加瀝青拌和的各熱料倉礦料）進(jìn)行水洗篩分。

3.1 取樣

瀝青混合料取樣應(yīng)是隨機的，并具有充分的代表性，應(yīng)嚴(yán)格按照J(rèn)TJ052-2000《瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》的要求去做。

3.2 抽提、馬氏擊實、旋轉(zhuǎn)壓實試驗

取樣后應(yīng)立即送到試驗室，四分法縮分至規(guī)定數(shù)量。

3.2.1 抽提試驗主要檢測瀝青混合料的瀝青用量及級配。

3.2.2 馬氏擊實試驗及旋轉(zhuǎn)壓實試驗檢驗混合料的體積指標(biāo)，其指標(biāo)反映了混合料的路用性能，直接影響路面質(zhì)量。許多工程師認(rèn)為用于傳統(tǒng)的馬歇爾法的沖擊壓實沒有模擬實際路面形成的混合料壓密狀況，Superpave體系的一個主要特性是改變了試驗室壓實方法，室內(nèi)壓實用Superpave旋轉(zhuǎn)壓實儀（SGC）完成。SGC的底座在壓實過程中以30轉(zhuǎn)/分鐘的恒定速度旋轉(zhuǎn)，試模壓實角度設(shè)置在1.25度，在壓密過程中加上了對混合料的搓揉過程，較好地模擬了實際路面的壓密特性。控制混合料的級配組成也就是為控制混合料的體積指標(biāo)，經(jīng)驗證明，Superpave級配組成應(yīng)著重控制4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm及0.075mm的通過量，特別是0.075mm的通過量，這些篩孔組成對體積指標(biāo)影響很大，旋轉(zhuǎn)壓實空隙率對其更為敏感。

3.3 每天停機后取熱料倉白料進(jìn)行水洗篩分，根據(jù)篩分結(jié)果及熱料倉篩網(wǎng)尺寸判斷篩網(wǎng)是否堵塞嚴(yán)重，是否破碎，是否有竄倉，這些問題都是生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的，必須及時解決。

4 溫度的控制

溫度控制歸根結(jié)底也是為了級配控制，防止溫度不均勻造成級配的離析在瀝青混合料質(zhì)量控制中也是非常重要的一環(huán)。溫度不均勻造成的離析，發(fā)生在混合料拌和、貯存、運輸、攤鋪、碾壓過程中的每一個環(huán)節(jié)，應(yīng)通過努力，盡量減輕溫度不均勻造成的離析。

4.1 拌和 瀝青加熱溫度、骨料加熱溫度、出料溫度應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控。在拌和過程中，除了溫度自動監(jiān)測外，還應(yīng)不時觀測混合料放料過程中的冒煙情況，冒白煙屬正常情況，如果冒濃濃的青煙，就要檢查是否超過了規(guī)定溫度。

4.2 貯存 最好選擇具有儲料倉的拌和站，混合料每拌好一盤應(yīng)先置于儲料倉，待夠一車后再放料，既防止混合料離析，又防止一盤一盤裝車混合料溫度下降。

4.3 出料溫度應(yīng)每車檢測，料車應(yīng)在距車廂底板1/3處設(shè)測溫孔，一般在磅房過磅稱重時有專人測量記錄，不符合要求的混合料不允許到工地；運輸時為防止溫度下降，混合料應(yīng)用氈布覆蓋，冬天應(yīng)加蓋一床棉被，并做到不露黑，風(fēng)吹不飄。

4.4 攤鋪 攤鋪前，尤其是早晨環(huán)境溫度低時，一定要對攤鋪機的熨平板充分預(yù)熱。運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的混合料，一定要檢測溫度，溫度不符合要求的混合料堅決不能鋪筑，溫度符合要求的應(yīng)盡可能快地鋪筑到路面上。

4.5 碾壓 碾壓應(yīng)緊跟攤鋪，初壓、復(fù)壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，盡量避免在低溫下反復(fù)碾壓，使集料棱角磨損、壓碎，破壞集料嵌擠；碾壓段落不宜太長，通常為3-5m，防止溫度降低，終壓一般應(yīng)在混合料溫度降為80-90℃前完成，低于此溫度，將很難壓實。

5 結(jié)論

對Superpave瀝青混合料的質(zhì)量控制，歸根結(jié)底是級配的控制。原材料控制是關(guān)鍵，只有保證原材料質(zhì)量的前提下，考慮級配控制，提高瀝青混合料的品質(zhì)才有意義。

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