浅谈沥青混合料配合比设计及施工质量控制

浅谈沥青混合料配合比设计及施工质量控制

颜威

嘉兴市恒正工程检测有限公司     浙江省嘉兴市     314199

摘要：沥青路面具有行驶噪音小、 维护方便等优点, 被高等级公路广泛选用。 但是, 不能否认目前一些高等级公路沥青路面的早期破坏现象还比较严重。 一些单位对热拌沥青混凝土的配合比设计及施工经验不足, 是造成沥青路面出现早期破坏的重要原因之一。 笔者通过一些工程实践,对热拌沥青混合料的配合比设计及施工一些看法。

关键词：沥青混合料;配合比设计；质量控制  

一、沥青混合料设计要求

沥青混合料设计任务主要是根据工程项目的实际需要，选择合适的沥青结合料及集料，并用合理的设计方法把这些材料组合起来，使完工的沥青路面满足交 通流及当地气候需要。热拌沥青混合料设计的目标，应该达到如下路用性能：

1、抗疲劳开裂能力。正常情况下的疲劳开裂是路面承受设计荷载的标志， 是 沥青路面结构设计的一项主要指标。沥青路面在设计寿命周期末才出现疲劳开裂， 毫无疑问，这个设计配比是成功的；如果疲劳开裂出现比较早，刨去压实不密实和交通量远远大于预期等因素，那就是沥青混凝土配合比设计有问题。克服疲劳 开裂的途径：路基边沟严格按照图纸施工并保持排水通畅，路基没有用不透水性材料包裹透水性材料，路基压实度确实达到设计压实度，充分考虑远景交通量 迅 猛提高，采用较厚的路面结构。

2、抵抗永久变形的能力。在路面交通荷载的反复作用下，沥青混合料内部结构不应被破坏。 现在渠化交通普遍， 车辙等病害普遍发生，这就要求沥青混合料级配设计精准。沥青混合料抗变形能力不足，通常要在级配组成、 沥青等级及用量、 孔隙率等方面找原因。 事实证明，采用骨架嵌挤型级配和改性沥青， 可最大程度上解决路面车辙病害。

二、沥青混合料配合比设计

1、沥青混合料的配合比设计。关于沥青路面的沥青混合料配合比组成设计，其主要依据我国现阶段实施的《公路沥青路面施工技术规范》进行合理设计，其配合比的组成设计主要利用了马歇尔试验的设计方法，对不同的矿料级配以及沥青用量进行分析研究，令其最后的混合料体积与对应指标建设相符合。而对于沥青混合料配合比的组成设计步骤，其主要在于目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比检验阶段以及确定级配允许波动范围。首先对沥青原材料进行选取试验，在确定了沥青以及相关调料后，对集料进行二次筛分，其次根据其配合比设计标准利用马歇尔试验确定沥青混合料的油石比，最后对沥青油石比进行最佳油石比的选定，以此来准确体现沥青混合料的相关用量以及配合比的规范性。现阶段，市场上供应的原材料种类多样，部分材料的使用性能会受到温湿度变化等因素的直接影响，尤其是在生产、进场检测原材料以及将其投料加工为混合料的不同阶段，材料的性能指标存在显著变化。因而在原材料的选择上，应加强对材料品质性能的检测，并经由试验检测后再应用到施工中。与此同时，无论是配合比级配设计，还是最佳沥青用量的确定，均需确保混合料具有符合标准要求的水稳定性、高温稳定性、渗水系数以及低温抗裂性。

2、沥青混合料配合比组成设计的指标

（1）高温稳定性。对于沥青混合料的高温稳定性，其主要可以利用马歇尔稳定度以及其流值进行对应验证。在对应的指标分析中，可以选择充分满足级配要求的集料，其集料的表面较为粗糙，对应的颗粒分布形成骨架密实结构，以此在一定程度上较大地提升了沥青混合料的高温稳定性。与此同时，沥青在高温时与其集料的黏附性好，对其沥青混合料的高温稳定性也存在积极影响。车辙试验也是测试沥青混合料高温稳定性的一种有效方法，应用棱角丰富、形状与立方体相接近的集料，有利于提高测试的精准性，促使集料颗粒形成稳定的嵌挤结构，优化沥青混合料的使用性能，避免路面在早期使用过程中出现坑槽、车辙以及离析等病害问题，最大限度内减少环境、行车荷载等外部因素对沥青路面造成的破坏。

（2）渗水性和低温抗裂性。对沥青混合料的性能指标分析，其渗水性以及低温抗裂性也是影响沥青混合料的重要指标。渗水量过大将直接造成沥青路面使用寿命的缩短，应有效调整矿料级配与沥青的用量，以此提高混合料配合比的设计合理性。同时，对于低温抗裂性，其可以通过低温弯曲试验来有效提高混合料配合比设计的规范性。

3、沥青混合料配合比的拌和工艺。在对应的沥青混合料配合比组成设计过程中，应充分对拌和站性能以及相关设备生产的混合料性能进行有效检测。其拌和方式分别有间歇式拌和与连续式拌和。针对连续式拌和，其连续式拌和机所使用的集料必须是稳定不变的，工程若是从多处进料、同时其料源质量不稳定时不能采用连续式拌和。由于目前我国工程中应用的集料量较大，同时具有工期时间的限制，一个固定产地供应的集料往往较难满足工程中的需要，因此，选择多个料源供应带动了间歇式拌和的广泛应用。而拌和工艺应充分注意对拌和时间的控制，应根据沥青混合料的实际情况进行拌和，时间过短，混合料不均匀将产生花白料；若时间过长，则将造成集料的二次破碎，推动沥青老化，令其失去黏性。沥青混合料的拌和时间分为干拌、湿拌时间，间歇式拌和机普通沥青混合料生产周期为 45s（ 干拌时间不少于 5～10s），SMA 改性沥青混合料的拌和时间适当延长，生产周期为 55（s 干拌时间 5～10s），加纤维的沥青混合料拌和时间宜再延长 5～10s 以上。适当缩短混合料的拌和时间，可以使得生产效率大幅提升，而若是将拌和作业的时间适当延长，则能够使得混合料的均匀性得到显著改善；因而结合实际施工情况，科学调控沥青混合料的拌和时间，是沥青混合料施工质量控制面临的要点课题，且时间过短或过长，均会给混合料的最终使用性能带来不利影响。与此同时，拌和工艺还需要注意温度的控制，需要充分调控好沥青的加热温度、集料加热温度以及原材料的加热温度。例如，普通沥青混合料，可以将加热温度控制在 155℃～165℃范围内，采用间歇式拌和机集料加热温度比沥青温度高 10℃～30℃左右，采用连续式拌和机矿料加热温度比沥青温度高 5℃～10℃，在原材料温度达到标准要求后，再拌和混合料。在实际生产过程中，若是忽视了对原材料温度的准确把控，使其加热温度过低，则会影响混合料的拌和效果，削弱沥青与集料的黏附性。

4、沥青路面施工质量控制。对于沥青路面施工质量的控制，原材料的质量是沥青混合料质量控制的关键，它对沥青混合料质量起着较为重要的作用，直接影响沥青混合料的各项性能指标。因此在选择材料时需特别注意原材料级配的变异性、颗粒级配、0.075mm 颗粒含量及针片状含量等，同时在矿源的选择上一定优先选择口碑较好、产量较大的厂家。并且从运输、摊铺、碾压等工序上进行工艺优化，运输时车辆应配备保温防水设施，避免运输时出现异常天气情况，导致材料性质发生改变。在使用多台摊铺机过程中，必须要保证摊铺机的型号 、参数一致；摊铺过程中，保证摊铺速度必须要均速一致。碾压过程中注重选择适宜规格的压实设施，通过试验路段的试验与校核结果，对压路机设备数量、规格、碾压遍数进行合理控制。

总之, 沥青路面设计及施工是一个技术含量较高的系统工程, 只有全面掌握各程序的关键技术, 科学组织, 严格管理, 才能铺筑出高质量的沥青混凝土路面。

参考文献：

[1]郑书霞. 沥青混合料路用性能研究[J]. 公路交通科技，2020（3）：85-87.

[2]陈斌.某工程沥青混合料配合比设计[J]. 福建建材，2018（5）：76-77+82.

[3]张勇.浅谈沥青混合料面层配合比设计[J].科技与企业,2019(13):13.