瀝青混合料級配確定及控制

摘要：目前在實際工程中，瀝青混合料是公路工程建設中最為常見的原料。而瀝青混合料的級配主要是指各種粒徑的礦料（粗集料、細集料和填料等）經過一定比例的組合和搭配，以良好的促進作用改變瀝青混合料的性能，進而提升整個工程的原材料質量。而影響其配比的因素包含較多方面，如混料的密度、穩定度和流值等，在這些因素的影響下會改變礦料的表面積，進而影響瀝青混合料的用量。本文基于此背景對瀝青混合料的級配確定方法進行分析，進而提出其具體的影響因素和控制措施，為后續工程順利施工建設創建良好的技術條件，延長路面的使用壽命。

關鍵詞：混合瀝青料;級配;控制措施

中圖分類號：U414

引言

瀝青路面建設施工所使用的主要材料就是石料，因此石料本身的品質和質量對于路面的使用性能有著十分重要的影響。在瀝青路面工程施工中，石料在使用中的要求也相對較高，如其本身的耐磨性性質和堅硬性質等，并且在碎石的壓碎值、粘附性、吸水率、堅固性和視密度指標方面都有著較高的要求。因此需要在施工前對瀝青路面所使用的混合料級配加以關注和控制，以就近原則和降低造價原則為主，選擇適合當地的混合瀝青料級配的要求，進而提升整體公路的使用性能和延長公路使用壽命，為人民出行安全作出技術保障。

1、瀝青混合料相關簡介

目前我們所熟知的瀝青混合料，是在瀝青顆粒和礦料的結合下形成的礦料總稱，根據其具體混合料的結構特點，可以將其分為兩種形式，連續級配、間斷級配混料;根據礦料的級配組成和空隙率可以將其分為密級配、半開級配和開級配混合料三種;根據其最大粒徑大小可以分為三種形式，分別為最大粒徑大于37.5mm的特粗式礦料、最大粒徑在26.5mm-31.5mm之間的粗粒式礦料、最大粒徑為16mm-19mm之間的中粒式礦料和最大粒徑為9.5mm-13.2mm之間的細粒式礦料以及最大粒徑小于9.5mm的砂粒式混合料;根據制造工藝可以分為熱拌、冷拌和再生瀝青混合料三種[1]。

根據具體混合料性能和路面施工的要求，其中瀝青的性能應當包含以下幾個方面。

（1）稠度相對較高：其表面特征的粘結性大小就是在一定溫度下的額稠度。

（2）塑性相對較高：塑性以“延度”表示，即在一定外力和溫度作用下發生變形但是不會開裂的性能。

（3）有著較強的溫度穩定性：在該方面主要是指在溫度作用下，冬天不脆裂，夏天不會變軟。

（4）大氣穩定性較高：瀝青本身的抗光、抗老化和抗熱能力相對較強。

（5）有著良好的水穩性：在水損害作用下，瀝青本身抗性較強[2]。

2、瀝青混合料級配確定

2.1目標配比確定

在相關規范中對于瀝青混合料級配范圍要求比較廣泛，其所根據的是原材料種類、外界氣候特點、需要施工的公路等級、公路交通量和工程建設的實際性質等多種因素，以這些因素為基礎，確定適合工程項目建設的級配范圍。同時在整體工程建設之前，需要了解的內容是，多種規格的礦料可組合成一種混合料，因此需要先做的工程就是混合料的篩分作業，確定各個規格礦料本身的級配情況，然后再確定每一個規格的礦料比例，最終完成所需級配的設計范圍混合曲線[3]。

一般的礦料級配比確定方法包含兩種形式。第一種為試算法，該方法計算速度較快，但是可以供給其計算的礦料量卻有著限制，最多適合3到4中礦料合成計算;第二種為圖解法，該方法所合成的礦料級配曲線所需種類不限，但是總體的操作內容和流程比較復雜，但是隨著計算機技術和各種程序的深入應用，在人們的對于技術的創新背景下，促進快速迭代的計算方法逐漸受到關注。而在各個礦料用量確定后，需要將瀝青的實際用量加以確定，確定后進行試拌作業，在試件進行制作之后，進行低溫彎曲等試驗實施試件質量的檢驗，在檢驗其整體性能符合要求后方可進入到下一階段。

2.2生產配比確定

（1）配比轉化。在配比轉化中，主要是利用目標設計的配比數值在一定關系曲線下轉化為皮帶轉速的過程。在該關系曲線進行繪制之后確定整個方程，由皮帶的轉速特點和方程關系式來將每一個轉速下的質量加以計算[4]。同時也可以將“盤”作為拌合料的單位以此來確定，將每一種規格的礦料轉速比進行計算，進而將二者之間的比值加以轉化。

（2）確定拌料倉篩孔大小。在礦料進行加熱之后，其在每個板料倉的配比情況會由篩孔大小來決定，但是如果這個篩孔的大小設計不滿足要求和規范，會造成部分料倉存量不足的情況發生。另外如果料倉內部的存量過多，會在一定程度上造成溢料等問題，對混合料的產量有著較大的影響[5]。另外需要結合進料倉的所堅持的原則來設計篩孔大小值，參照目標的配合比通過率曲線確定曲線上通過率為20%、40%、60%、80%所對應的篩孔尺寸，如表1所示。

（3）確定熱料倉摻配比值。在冷礦料的頻帶比值確定、篩分進入熱料倉之后需要進行詳細的篩分試驗，并且可以結合各種方法來將各個級配范圍的比例進行計算，如試算和圖解法等，該比例就是礦料級配的生產配比[6]。

3、瀝青混合料級配影響因素及控制措施

我國甘肅省G316線長樂至同仁公路兩當縣楊店至徽高速公路建設項目，主線全長53.4km，其中改造利用十天高速徽縣一級連接線7km，共設置特大、大橋11983m/22座，中橋264m/4座和涵洞65道;隧道19110m/9座;樞紐立交1處，出入口立交4處，分離式立交1處，小橋通道7座，涵洞通道17座，互動立交連接線為6.389km。基于本工程分析，建設其橋梁和公路的相關工程資料研究，對于其本身使用的瀝青混合料級配影響因素和控制措施可以根據以下4點來完善：

3.1材料自身質量影響

目前工程建設所使用的礦質材料質量穩定性對于其整體級配有著十分重要的作用，各個規格材料的級配如果發生波動或者變化，必定會影響混合料的級配配比。另外在一些工程施工建設中，基于人民與國家對于環保的要求和所規定的環保標準，大部分生產石料的廠家都被迫關閉，同時在經濟壓力下會造成廠家隨意更改原料配比，甚至使用不合格的材料進行配比的問題時常發生。所以相關管理人員需要切實做好材料進場前的準入制度，對材料的抽樣檢測頻率加以提升，保障原材料進入施工現場之前能夠被控制。另外還需結合相關規定，隨時檢測礦質材料顆粒組成指標，如果在檢測過程中發現一些指標異常的情況，需要極大材料的抽樣檢測頻率。

3.2材料堆放方式的影響

一般材料會在斜坡上進行堆積和臨時存放，這樣在長時間作用下，一些較大粒徑的集料會在斜坡作用下向下花落，在坡腳處就會大量堆積。并且在具體的施工作業中，很多施工機械在鏟料期間都會先從底部進行，這樣在后續拌和中，會因為粗細不均勻的問題造成混合料的質量不佳。針對于這些問題的發生，最好的解決辦法就是，在鏟料期間，需要鏟料車連續不斷的鏟料，并且車輛與車輛之間不能分開，這樣會在每一車卸料后產生各自獨立的料堆，在料堆面積達到一定程度后，利用機械設備對其進行整平處理。并且在此期間需要結合逐層卸料的原則，避免原料離析的問題發生，保障后續配比的科學性。

3.3拌和設備影響

一般在混合料拌期間，所使用的熱料倉都會裝有一些稱重裝置，也正是因為這些稱重設備，一旦這些裝置標準不統一或者安裝的位置不準確，會對整體混合料的級配精度和合理性造成不了影響。所以需要在整體設備安裝前做好位置的標定，通常都是在空倉時觀察其是否穩定和歸零，在滿倉時期再確定一遍質量，同時加砝碼，這樣才可檢驗其質量是否存在不合理的情況。同時在篩網的安裝過程中，順序為大--小，篩面的傾向角度要科學合理，因為傾斜角如果過小，對于礦料生產速度的提升有著較大的不良影響，而相反如果角度過大，也會造成礦料篩分的不夠充分，這樣就會導致一些應當進入下一級的顆粒沒有被篩選下，這樣容易進入到一些規格較大的熱料倉中，最終使整個混合料的規格發生混料問題，并且也會導致混料倉級配整體偏細。需要明確的是，篩網是一種極易被損壞的物件，所以在使用期間需要定期檢查和觀察，如果發現破損需及時更換，并且還需經常清理，保障整個網面清潔程度，沒有較大面積的堵塞。

同時在上冷礦料期間需要合理控制上料量，保障其在一個合理的范圍內，既要保障拌合機的產量，還需兼顧其整體的篩分能力，避免某一處的篩網有大量的礦料堆積產生混倉的問題。由于拌和設備其結構相對較為復雜，很多因素都會影響級配的穩定性[7]。因此需要定期對各個熱料倉中的礦料進行取樣和篩分，當遇到一些級配波動較大的礦料配比時需要找到其產生的原因，加以改進，保障其配比的合理程度。

3.4材料取樣的誤差影響

無論是礦質材料還是混合料，其都屬于非勻質體，運輸對方期間會發生離析問題，因此如何取到具有代表性的樣本是目前其工程建設需要注意的問題。對于礦質材料而言，一般都是在料堆上取樣，分為不同的高度，在料堆的上中下取數量大致相同的樣品，并且需要將一些沒有代性的樣品去除，再在每個部分抽取該部分下面的礦料。并且在混合料的取樣中，現階段最為常見的有攤鋪現場和拌合廠卸料口以及運料車等取樣形式結合實際的取樣情況分析，前兩者的取樣難度相對較大，并且需要選擇一個適當的區域進行取樣，這樣的樣品有著較強的代表性。

在室內抽樣方法主要是應用四分法進行，但是由于一些瀝青膠結材料的加入，會增加四分法的取樣難度，造成分配不均勻的情況，而解決辦法包含兩點。第一，保障混合料的實際溫度，進而將混合料的流動性全面加強;第二，結合實際情況制作一種專業下料的漏斗，在漏斗作用下完成混合料的下降，當呈現錐形后進行平分，分為四份完成抽樣取樣的目標。

結語：

綜上所述，瀝青混合料的級配對于整個公路工程路用性能有著十分重要的影響，其與公路路面施工的造價、使用性能和壽命有著密切的關系。隨著我國對于公路建設質量要求的提升，瀝青混合料級配指標必定會受到重視，因此需要想換人員做好級配的確定和控制相關影響因素，進而生產出科學、性能穩定和經濟性較強的瀝青混合料，提升公路工程建設的質量。

參考文獻：

[1]袁高昂，李德文，潘軍利，郝培文.大粒徑透水瀝青混合料抗反射裂縫影響因素及仿真研究[J].北京工業大學學報，2020，46（09）：1039-1047.

[2]牛冬瑜，謝希望，牛艷輝，盛燕萍，孟建黨，杜亞志.粗集料接觸參數對瀝青混合料損傷演化的影響[J].中國公路學報，2020，33（10）：201-209.

[3]呂建華，趙正良，陳文，何若夫，黃能，張鵬.瀝青混合料級配范圍優化方法及應用[J].中外公路，2020，40（04）：213-217.

[4]王中合.瀝青路面車轍病害調查分析與預防措施[J].交通世界，2020（20）：86-87.

[5]林海榕.透水瀝青混合料動態設計參數試驗研究[J].上海公路，2020（02）：91-93+106+129.

[6]徐慧寧，石浩，譚憶秋.瀝青混合料三維空隙形態特征評價方法及分析[J].中國公路學報，2020，33（10）：210-220.

[7]劉曉波.瀝青混合料的配合比設計方法應用[J].山西建筑，2020，46（10）：108-109.

作者簡介：續勤（1986-），男，甘肅蘭州人，漢族，工程師，本科學歷，道路橋梁與渡河工程專業，主要從事工程監理，公路工程試驗檢測，工程施工管理。