瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)對(duì)瀝青路面施工質(zhì)量的影響分析

王海波

（江蘇中基工程技術(shù)研究有限公司，江蘇南通226003）

0 引言

在瀝青路面施工建設(shè)過(guò)程中，關(guān)于瀝青路面工程質(zhì)量存在一系列不同的影響因素，集中體現(xiàn)在瀝青路面所需要的原材料上，其中關(guān)于瀝青混合料的配合比組成是當(dāng)前控制瀝青路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，面對(duì)當(dāng)前情況下的瀝青路面施工工程，在施工準(zhǔn)備階段就應(yīng)對(duì)瀝青混合料配合比的組成進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，并且對(duì)其配合比組成設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，以此保證其設(shè)計(jì)能夠有效控制瀝青路面施工質(zhì)量。利用對(duì)瀝青路面的原材料的了解，深入探究其瀝青混合料的配合比組成設(shè)計(jì)以及對(duì)應(yīng)的指標(biāo)要求，以此體現(xiàn)瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)對(duì)于當(dāng)前瀝青路面施工質(zhì)量的影響，從而有效提升我國(guó)目前瀝青路面的施工建設(shè)水平，以此延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。

1 瀝青路面施工的原材料概述

根據(jù)瀝青路面施工技術(shù)的技術(shù)規(guī)范，針對(duì)同品種的石油瀝青材料，其對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)越小，對(duì)應(yīng)的瀝青越硬；而標(biāo)號(hào)越大，其對(duì)應(yīng)的瀝青則越軟。而瀝青路面的所處環(huán)境其實(shí)較為復(fù)雜，其路面經(jīng)常出現(xiàn)永久性變形、低溫開(kāi)裂、疲勞開(kāi)裂、松散等現(xiàn)象。

為了能夠有效提高瀝青路面的使用性，應(yīng)在充分考慮交通條件、瀝青與石料之間的黏附性等因素的同時(shí)，選擇適合當(dāng)?shù)貧夂蛞约皩?duì)應(yīng)條件的瀝青材料，以此充分發(fā)揮瀝青路面使用性能。除此之外，關(guān)于集料自身的質(zhì)量控制以及其與瀝青的黏附性是保證瀝青混合料對(duì)應(yīng)抗壓強(qiáng)度和耐久性的重要因素，在集料的加工中通常采用三級(jí)破碎二級(jí)除塵的加工工藝，從而有效保證集料的干凈整潔，以此有效提高瀝青和對(duì)應(yīng)集料的黏附性。填料在混合料中的占比并不大，但填料與瀝青形成的瀝青膠漿是影響瀝青混合料性能的關(guān)鍵因素。

2 瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)的要求

2.1 瀝青混合料的配合比組成設(shè)計(jì)

關(guān)于瀝青路面的瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)，其主要依據(jù)我國(guó)現(xiàn)階段實(shí)施的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，其配合比的組成設(shè)計(jì)主要利用了馬歇爾試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)不同的礦料級(jí)配以及瀝青用量進(jìn)行分析研究，令其最后的混合料體積與對(duì)應(yīng)指標(biāo)建設(shè)相符合。

而對(duì)于瀝青混合料配合比的組成設(shè)計(jì)步驟，其主要在于目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比檢驗(yàn)階段以及確定級(jí)配允許波動(dòng)范圍。首先對(duì)瀝青原材料進(jìn)行選取試驗(yàn)，在確定了瀝青以及相關(guān)調(diào)料后，對(duì)集料進(jìn)行二次篩分，其次根據(jù)其配合比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)利用馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青混合料的油石比，最后對(duì)瀝青油石比進(jìn)行最佳油石比的選定，以此來(lái)準(zhǔn)確體現(xiàn)瀝青混合料的相關(guān)用量以及配合比的規(guī)范性。

現(xiàn)階段，市場(chǎng)上供應(yīng)的原材料種類多樣，部分材料的使用性能會(huì)受到溫濕度變化等因素的直接影響，尤其是在生產(chǎn)、進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)原材料以及將其投料加工為混合料的不同階段，材料的性能指標(biāo)存在顯著變化。因而在原材料的選擇上，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)材料品質(zhì)性能的檢測(cè)，并經(jīng)由試驗(yàn)檢測(cè)后再應(yīng)用到施工中。與此同時(shí)，無(wú)論是配合比級(jí)配設(shè)計(jì)，還是最佳瀝青用量的確定，均需確保混合料具有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、滲水系數(shù)以及低溫抗裂性[1]。

2.2 瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)的指標(biāo)

在對(duì)瀝青路面的瀝青混合料配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮瀝青混合料的相關(guān)體積指標(biāo)參數(shù)。例如，瀝青存在的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性以及耐久性等，性能較為良好的瀝青路面則不容易受損，其使用壽命也將得到大幅度提升；而性能較差的瀝青路面，其對(duì)應(yīng)的路面受損較快。因此，在對(duì)瀝青混合料配合比的組成設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分了解并且建立相關(guān)的性能指標(biāo)。

2.2.1 高溫穩(wěn)定性

對(duì)于瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，其主要可以利用馬歇爾穩(wěn)定度以及其流值進(jìn)行對(duì)應(yīng)驗(yàn)證。在對(duì)應(yīng)的指標(biāo)分析中，可以選擇充分滿足級(jí)配要求的集料，其集料的表面較為粗糙，對(duì)應(yīng)的顆粒分布形成骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，以此在一定程度上較大地提升了瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。與此同時(shí)，瀝青在高溫時(shí)與其集料的黏附性好，對(duì)其瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性也存在積極影響。車(chē)轍試驗(yàn)也是測(cè)試瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的一種有效方法，應(yīng)用棱角豐富、形狀與立方體相接近的集料，有利于提高測(cè)試的精準(zhǔn)性，促使集料顆粒形成穩(wěn)定的嵌擠結(jié)構(gòu)，優(yōu)化瀝青混合料的使用性能，避免路面在早期使用過(guò)程中出現(xiàn)坑槽、車(chē)轍以及離析等病害問(wèn)題，最大限度內(nèi)減少環(huán)境、行車(chē)荷載等外部因素對(duì)瀝青路面造成的破壞[2]。

2.2.2 水穩(wěn)定性

關(guān)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性，其主要可以通過(guò)瀝青混合料浸水的馬歇爾試驗(yàn)以及凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，也可以通過(guò)瀝青與石料的黏附性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。若是其對(duì)應(yīng)的檢測(cè)指標(biāo)尚未達(dá)到要求，則可以在混合料中加入石灰、水泥以及抗剝落劑等，能夠以此有效地令其混合料的水穩(wěn)定性達(dá)到要求。除此之外，還可以將普通瀝青換成改性瀝青，進(jìn)而重新對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2.3 耐久性

關(guān)于瀝青混合料的耐久性，其對(duì)應(yīng)的影響因素較多，其中最為關(guān)鍵的則是瀝青混合料的空隙率。瀝青混合料的對(duì)應(yīng)空隙率大小與礦料級(jí)配、瀝青材料用量以及壓實(shí)程度都有一定的關(guān)系，因此對(duì)于瀝青混合料而言，其瀝青、壓實(shí)機(jī)械都必須滿足相關(guān)的施工工藝要求。

2.2.4 滲水性和低溫抗裂性

除了上述對(duì)瀝青混合料的性能指標(biāo)分析，其滲水性以及低溫抗裂性也是影響瀝青混合料的重要指標(biāo)。滲水量過(guò)大將直接造成瀝青路面使用壽命的縮短，應(yīng)有效調(diào)整礦料級(jí)配與瀝青的用量，以此提高混合料配合比的設(shè)計(jì)合理性。同時(shí)，對(duì)于低溫抗裂性，其可以通過(guò)低溫彎曲試驗(yàn)來(lái)有效提高混合料配合比設(shè)計(jì)的規(guī)范性[3]。

2.3 瀝青混合料配合比的拌和工藝

在對(duì)應(yīng)的瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)充分對(duì)拌和站性能以及相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)的混合料性能進(jìn)行有效檢測(cè)。其拌和方式分別有間歇式拌和與連續(xù)式拌和。針對(duì)連續(xù)式拌和，其連續(xù)式拌和機(jī)所使用的集料必須是穩(wěn)定不變的，工程若是從多處進(jìn)料、同時(shí)其料源質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)不能采用連續(xù)式拌和。由于目前我國(guó)工程中應(yīng)用的集料量較大，同時(shí)具有工期時(shí)間的限制，一個(gè)固定產(chǎn)地供應(yīng)的集料往往較難滿足工程中的需要，因此，選擇多個(gè)料源供應(yīng)帶動(dòng)了間歇式拌和的廣泛應(yīng)用。而拌和工藝應(yīng)充分注意對(duì)拌和時(shí)間的控制，應(yīng)根據(jù)瀝青混合料的實(shí)際情況進(jìn)行拌和，時(shí)間過(guò)短，混合料不均勻?qū)a(chǎn)生花白料；若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則將造成集料的二次破碎，推動(dòng)瀝青老化，令其失去黏性。瀝青混合料的拌和時(shí)間分為干拌、濕拌時(shí)間，間歇式拌和機(jī)普通瀝青混合料生產(chǎn)周期為45s（干拌時(shí)間不少于5～10s），SMA 改性瀝青混合料的拌和時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，生產(chǎn)周期為55s（干拌時(shí)間5～10s），加纖維的瀝青混合料拌和時(shí)間宜再延長(zhǎng)5～10s 以上。適當(dāng)縮短混合料的拌和時(shí)間，可以使得生產(chǎn)效率大幅提升，而若是將拌和作業(yè)的時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，則能夠使得混合料的均勻性得到顯著改善；因而結(jié)合實(shí)際施工情況，科學(xué)調(diào)控瀝青混合料的拌和時(shí)間，是瀝青混合料施工質(zhì)量控制面臨的要點(diǎn)課題，且時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，均會(huì)給混合料的最終使用性能帶來(lái)不利影響。

與此同時(shí)，拌和工藝還需要注意溫度的控制，需要充分調(diào)控好瀝青的加熱溫度、集料加熱溫度以及原材料的加熱溫度。例如，普通瀝青混合料，可以將加熱溫度控制在155℃～165℃范圍內(nèi)，采用間歇式拌和機(jī)集料加熱溫度比瀝青溫度高10℃～30℃左右，采用連續(xù)式拌和機(jī)礦料加熱溫度比瀝青溫度高5℃～10℃，在原材料溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后，再拌和混合料。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，若是忽視了對(duì)原材料溫度的準(zhǔn)確把控，使其加熱溫度過(guò)低，則會(huì)影響混合料的拌和效果，削弱瀝青與集料的黏附性。

3 瀝青路面施工質(zhì)量控制

對(duì)于瀝青路面施工質(zhì)量的控制，原材料的質(zhì)量是瀝青混合料質(zhì)量控制的關(guān)鍵，它對(duì)瀝青混合料質(zhì)量起著較為重要的作用，直接影響瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。因此在選擇材料時(shí)需特別注意原材料級(jí)配的變異性、顆粒級(jí)配、0.075mm 顆粒含量及針片狀含量等，同時(shí)在礦源的選擇上一定優(yōu)先選擇口碑較好、產(chǎn)量較大的廠家。并且從運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等工序上進(jìn)行工藝優(yōu)化，運(yùn)輸時(shí)車(chē)輛應(yīng)配備保溫防水設(shè)施，避免運(yùn)輸時(shí)出現(xiàn)異常天氣情況，導(dǎo)致材料性質(zhì)發(fā)生改變。在使用多臺(tái)攤鋪機(jī)過(guò)程中，必須要保證攤鋪機(jī)的型號(hào)、參數(shù)一致；攤鋪過(guò)程中，保證攤鋪速度必須要均速一致。碾壓過(guò)程中注重選擇適宜規(guī)格的壓實(shí)設(shè)施，通過(guò)試驗(yàn)路段的試驗(yàn)與校核結(jié)果，對(duì)壓路機(jī)設(shè)備數(shù)量、規(guī)格、碾壓遍數(shù)進(jìn)行合理控制。

4 結(jié)語(yǔ)

關(guān)于我國(guó)目前瀝青路面的相關(guān)施工質(zhì)量控制，其主要的因素在于瀝青混合料的配合比組成設(shè)計(jì)。為了能夠進(jìn)一步考慮到瀝青路面的施工性能，應(yīng)選擇合適的瀝青，將其混合料進(jìn)行合理攤鋪壓實(shí)，進(jìn)而嚴(yán)格檢測(cè)瀝青混合料的相關(guān)重要性能指標(biāo)，以此確保在規(guī)范要求下，對(duì)其瀝青混合料的配合比進(jìn)行組成設(shè)計(jì)，充分保證瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量，從而有效提高瀝青路面的使用壽命，建設(shè)高質(zhì)量瀝青路面。