簡論瀝青混凝土路面施工中材料控制

劉羚麗

（太原市公路管理處，山西 太原 030001）

0 引言

隨著社會的進步與發展，公路與城鎮道路標準的不斷提升，瀝青路面主要采用瀝青混凝土路面，在很大程度上無論是對道路的壽命還是交通安全均提高了很大一步，道路的各項指標進一步合理且能夠適應和滿足各類環境要求。自山西省修建第一條高速公路——太舊高速公路開始至今，高等級公路和市政道路的瀝青路面幾乎全部采用的是瀝青混凝土路面，避免了“黑碎”路面那種易老化、剛性強、拌和時間長、預熱慢、浪費大、路面病害多、密水性差的弱點。現在瀝青混凝土路面的普遍采用，很大程度上對各類客觀不利影響起到了一定緩解作用。根據當前交通的要求，瀝青混凝土路面必須具有足夠的穩定性、強度、平整性、抗滑性，而且對施工帶來的噪聲、施工工藝安排等也提出了很高的標準。公路建筑材料是道路技術發展重要基礎，據統計，公路工程材料費用約占工程總造價的50%左右，而原材料的質量是保證路面質量的重要因素。

1 瀝青混凝土混合料中材料的質量控制

路面結構層質量控制的基礎是材料質量的控制，從選料開始不僅要求材料規格相對均勻，而且要加大試驗力度，用科學數據指導生產。瀝青混合料所用原材料均應符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）的要求。

1.1 粗集料

粗集料是組成瀝青混合料的骨架料，是瀝青混凝土組成的主要成分。在選用時要采用干燥、潔凈、表面粗糙而且符合級配類型規定的，并且對強度、外形、與瀝青黏附性和抗磨耗性有嚴格要求的，而且要選擇中性或堿性石料。堿性石料與瀝青的黏附性比中性或酸性石料強，但其強度不高，多應用在下面層（或中間層），如石灰巖等。而且這種石料飽水抗壓強度小于100 MPa,密水性較高；中性石料與瀝青的黏附性較堿性而言較差，但它的強度和抗磨耗性能比堿性石料要強得多，也就是說它的強度高、磨損少，多被選用于上面層，而上面層石料飽水抗壓強度要大于120 MPa,密水性也能達到標準要求（通過試驗確定），如玄武巖、閃長巖等。

生產石料要選擇好的山體，并對石料強度、磨耗性、酸堿性等通過試驗確定合格，孔隙率大于1%的石料嚴禁使用。為了保證級配的均勻性，避免新的級配石料給工程項目造成損失，根據當前的規范與標準要求，等級公路瀝青混凝土路面結構一般設計為AC-16，AC-20,AC-25，市政道路一般設計為AC-10，AC-13五種瀝青混凝土路面結構。因此，所對應的石料分別為 0～3 mm、3～6 mm、6～11 mm、11～19 mm、11～26.5 mm 6個檔，要用哪一檔的石料就要用哪一檔篩子。篩子選用方孔篩，篩孔要比所用碎石的規格最大粒徑大2～3 mm,保證所生產碎石能符合規范要求和實際使用。自行加工的一般無法保證施工需求量一致，要對多余部分處理和對不足部分進行補充，在選擇料源中注意以下幾點。

a）選擇碎石時，盡可能選擇同一石場、同一設備生產；不同石場的同種石料必須分別堆放。

b）石料級配均勻穩定，關鍵篩孔的通過要求必須保證規定要求的中值。如5～10 mm，4.75 mm檔；3～6mm，2.36 mm 檔；0～3 mm，0.075 mm檔必須控制在中值。

c)嚴格控制粗集料強度（壓碎值）、風化顆粒的含量及水銹面含量和針片狀含量。

d)建議粗集料進場后采用苫蓋措施。

表1 太原市幾組粗集料試驗數據表

1.2 細集料

瀝青混凝土細集料包括天然砂、機制砂、石屑等，要求干凈、無風化、無雜質。高速公路對細集料的要求是必須有適當級配的機制砂，選擇優質石灰巖等堿性石材研制而成。在篩分時注意0.6 mm以下通過率少，會增加礦粉用量。細集料存放時必須用苫布覆蓋，底部密封，因為細集料吸水性很強，雨天對混合料的拌和影響很大，底部靠近地面15 cm范圍內因吸收水后會直接影響成品混合料質量并導致因防護措施不到位而無形增加工程成本的現象。突出表現在因細集料含水量不均勻而使混合料老化或溫度不足出現的質量問題，特別是國產4000型立拌機上表現比較明顯。在此，如使用該設備應注意以下幾點。

a）細集料的砂含量規范要求不小于60%，進場中要求控制70%以上。

b）備料過程中，特別是在偏遠山區，機械堆放應注意防止因刮風改變級配及造成材料損失。

c）細集料的含水量每一盤掌握準確。

表2 太原市幾組細集料試驗數據表

1.3 填料

填料一般采用強基性石灰巖制作的礦粉（必要時可用P.O水泥替代），礦粉必須是干燥潔凈的，且滲水系數符合要求，并能自由地從礦粉倉流出。如果業主有要求需添加抗剝落劑的，要按照試驗結果確定添加數量，或將要求與廠商商議直接添加，但供應的產品添加后質量和有效氧化鈣含量必須經試驗確定。目前大部分項目上用的礦粉是螺旋輸送器送至拌和鍋中，如礦粉中含水量偏大結塊可能導致輸送器堵塞甚至電機燒壞；也會造成完工后，路面上出現由于礦粉團產生的油斑。拌和機的粉塵可作為礦粉的一部分回收使用。但每盤用量不得超過填料總量的25%，摻有粉塵填料的塑性指數不得大于4%。粉煤灰作為填料使用時，用量不得超過填料總量的5%，粉煤灰的燒失量應小于12%，與礦粉混合后的塑性指數應小于4%。混合礦粉必須注意細度和鈣鎂的含量，在使用時應注意。

a）應盡可能地使用摻配消石灰的礦粉，因為能防止瀝青路面早期水毀損害現象。

b）在添加礦粉前用鋼絲網過濾。

c）SMA瀝青瑪蹄脂碎石混合料礦粉用量為10%左右，施工時盡可能用好的方法使其足量添加。

d）袋裝礦粉由專人拆袋，預防因拆袋不當將袋子細絲進入而阻裹螺旋輸送器。

表3 太原市幾組礦粉試驗數據表

綜上所述，在對集料進行篩分時，無論是哪一結構類型的瀝青混凝土，經忻阜高速等公路和太原市小店區等市政道路施工結果表明，關鍵篩孔的控制效果如表4。

表4 關鍵篩孔表

1.4 瀝青

瀝青分A、B、C三級，瀝青到貨時應附有煉油廠的瀝青質量檢驗單，其標準符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）中附錄A瀝青路面使用性能氣候分區的規定。

瀝青路面采用的瀝青標號，宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結構層中的層次及受力特點、施工方法等，結合當地的使用經驗、經技術論證后確定。

在采備石油瀝青時，首先將舊的石油瀝青儲備罐徹底清空，每批貨經檢驗是同等級、同標號時再卸貨，嚴格控制不同標號瀝青混合，否則會出現很大的質量問題。

2 瀝青混合土配合比控制

2.1 設計

配合比的設計目的是要確定和嚴格控制瀝青混合料中各項原材料的品種及摻配比例、礦料級配、最佳瀝青用量（或油石比）。瀝青混合料的配合比設計與檢驗按《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG D40—2004）進行，配合比設計分為3個階段，即：目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證。熱拌瀝青混合料配合比設計采用馬歇爾穩定度法。在生產中，做好生產配合比設計，保證目標配合比在拌和中得以實現是關鍵。

表5 太原市幾組道路石油瀝青試驗數據表

不同的級配瀝青混合料的空隙率大小不同，黏結力和內摩阻力比例分配不同，混合料各項性能表現不同。例如空隙率小的瀝青混合料低溫抗裂性、抗老化性、抗疲勞性、水穩定性較好，但高溫穩定性較差。顯然性能之間可能彼此矛盾，相互制約，所以選擇級配時，要使得各項路用材料性能互相兼顧，達到最優。在各項指標能達到技術標準的前提下，選擇低成本的最佳配合比。

瀝青用量的控制是關鍵，瀝青用量的多少決定著包裹礦料的瀝青膜的厚度。瀝青用量太少，不足以包裹礦料，或雖完全包裹礦料，但瀝青膜很薄，特別薄的瀝青膜容易老化、變脆，而且瀝青混合料黏結力較小。瀝青用量太大，瀝青把礦料相互擠開，則瀝青混合料內摩阻力較小。因此，一般采用相應于瀝青混合料最佳疲勞壽命的瀝青含量。

在試拌前，對瀝青拌和設備的計量系統、測溫系統、瀝青噴灑量等功能部位進行校核，先行調試各冷料倉，再對拌和設備二次篩分后進入各熱料倉的材料取樣篩分，重新合成材料配比以達到較優曲線，以此確定各熱料倉的材料比例。拌和應將集料充分烘干，瀝青應采用導熱油加熱，瀝青結合料的加熱溫度不得超過175℃，改性瀝青結合料的加熱溫度不得超過185℃。

2.2 市政道路過程中（比如太原市小店區農村公路全覆蓋工程項目）客觀存在的特點

a）前期準備工作時間短，施工進度非常緊。

b）施工場地非常局限，動遷工作量很大。

c）原材料用量高達工程造價的50%以上，施工場地分布集中，多數材料需要二次搬遷。

d）合格標準的地采材料周邊緊缺，并在施工過程中，往往出現片面追求施工進度，只求施工方效益，給質量控制和安全保障加大了難度。

表6 太原市幾組瀝青混合料試驗數據表

3 結束語

總之，瀝青混凝土路面的推廣大大提高了公路的使用性能、行車效果、整體質量以及公路使用壽命。而工程所用材料數量大、品種多、規格復雜，是施工管理的難點。所以，我們只有在瀝青混凝土路面施工過程中嚴格管理涉及材料的各個環節，細化工序管理，把好材料關，控制材料質量，降低工程施工成本，這樣才能在工程完工后減少路面病害，提高經濟效益，降低公路后期養護成本。