淺談瀝青混凝土路面配合比設(shè)計(jì)質(zhì)量控制

胡玉倩 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230032）

目前，在我省道路建設(shè)迅速發(fā)展的同時(shí)，存在一些瀝青混凝土路面出現(xiàn)了早期損壞現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)損壞路面的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致產(chǎn)生早期破壞原因很多，其中一個(gè)很重要的原因是設(shè)計(jì)的瀝青混合料配合比不合理、不科學(xué)，這樣設(shè)計(jì)的瀝青混凝土難以保證生產(chǎn)質(zhì)量，所以應(yīng)重視對(duì)瀝青混合料配合比的科學(xué)優(yōu)化，避免因?yàn)r青混凝土路面工程耐久性不良和早期破壞嚴(yán)重的問(wèn)題造成經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)交通行業(yè)的社會(huì)形象和可持續(xù)發(fā)展的影響。

1 原材料質(zhì)量控制

原材料質(zhì)量合格與否是瀝青混凝土路面質(zhì)量?jī)?yōu)劣的基礎(chǔ)，因此要確保瀝青混凝土性能首要做法是從源頭抓起，對(duì)所使用的瀝青、粗集料、細(xì)集料、礦粉等材料加強(qiáng)檢測(cè)、嚴(yán)格選擇，按照規(guī)范及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)文件中對(duì)原材料性能的要求進(jìn)行各檢測(cè)項(xiàng)目的試驗(yàn)，在性能合格的原材料中結(jié)合本地材料的供應(yīng)狀況擇優(yōu)選材。

①瀝青的選擇：每批入場(chǎng)瀝青都應(yīng)附有產(chǎn)品合格證和出廠試驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)場(chǎng)后對(duì)主要控制指標(biāo)如針入度、延度和軟化點(diǎn)進(jìn)行復(fù)試。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)文件的要求后方可使用，對(duì)于不同批次、不同廠家、不同標(biāo)號(hào)的瀝青還應(yīng)分開(kāi)堆放，采取防雨措施。

②粗集料的選擇：粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性以及良好的顆粒形狀。每批進(jìn)場(chǎng)的粗集料均應(yīng)取樣試驗(yàn)，材料滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定后方可使用?，F(xiàn)場(chǎng)將不同規(guī)格的粗集料分開(kāi)堆放，設(shè)立明顯的標(biāo)志牌并采取防雨措施。

③細(xì)集料的選擇：細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)或其他有害物質(zhì)以及具有合適顆粒級(jí)配，每批進(jìn)場(chǎng)的細(xì)集料均應(yīng)取樣試驗(yàn)，材料滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定后方可使用，現(xiàn)場(chǎng)堆放的粗集料應(yīng)采取防雨措施。

④填料的選擇：填料采用石灰?guī)r或巖漿巖的石料經(jīng)磨細(xì)而成的礦粉，且干燥、潔凈、不含雜質(zhì)和團(tuán)塊。在雨季施工時(shí)更要注意保護(hù)，以免吸水后填料結(jié)團(tuán)成塊。

2 科學(xué)的配合比設(shè)計(jì)

2.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

2.1.1 礦料配合比例的確定

原材料選定后，根據(jù)設(shè)計(jì)文件中瀝青混合料的類(lèi)型對(duì)礦料進(jìn)行摻配比例確定，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于礦料級(jí)配的計(jì)算中，可以采用人機(jī)對(duì)話不斷調(diào)整以達(dá)到最合適的配合比例，一般使礦料篩分曲線接近于規(guī)范中混合料級(jí)配曲線的中線。材料比例不同所形成的瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)也不同，產(chǎn)出的瀝青混合料性能差別巨大，所以合理的礦料配合比例是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青混合料的必要條件。

2.1.2 最佳油石比的確定

瀝青在瀝青混合料中以兩種方式存在，一種是“結(jié)構(gòu)瀝青”，一種是“自由瀝青”，結(jié)構(gòu)瀝青是指瀝青混合料在礦料比例確定后，能完全包裹在礦料表面并在礦料表面形成的擴(kuò)散結(jié)構(gòu)膜，它是瀝青與礦料相互作用的強(qiáng)度的主要來(lái)源?！白杂蔀r青”是指在瀝青混合料中多余的瀝青，它的增加會(huì)降低瀝青混合料的粘結(jié)力。如果瀝青用量較少時(shí)，不足以形成“結(jié)構(gòu)瀝青”，那么瀝青混合料就比較脆硬、抗水性較差也易磨損，如果瀝青用量較多，礦料間的粘結(jié)力就會(huì)降低。因此當(dāng)瀝青用量最適宜時(shí)，瀝青混合料的強(qiáng)度最高。所以，最佳瀝青用量的確定就是確定能使混合料能形成“結(jié)構(gòu)瀝青”，并減少“自由瀝青”的瀝青用量。

目前我國(guó)主要采用馬歇爾試驗(yàn)法確定最佳油石比，首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)估最佳瀝青用量，以預(yù)估的最佳瀝青用量為中值，以0.3%～0.5%階梯變化，采用5種瀝青用量分別成型至少5組試件，采用馬歇爾試驗(yàn)方法檢測(cè)各組試件的性能指標(biāo)，主要是密度、空隙率、飽和度和殘留穩(wěn)定度以及穩(wěn)定度、流值等，以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以上檢測(cè)的性能指標(biāo)為縱坐標(biāo)繪制關(guān)系曲線，確定均符合規(guī)范規(guī)定的瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACmin～OACmax。選擇的瀝青用量范圍必須涵蓋設(shè)計(jì)空隙率的全部范圍，并盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，并使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。如果沒(méi)有涵蓋設(shè)計(jì)空隙率的全部范圍，試驗(yàn)必須擴(kuò)大瀝青用量范圍重新進(jìn)行。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

目標(biāo)配合比中礦料的比例不能直接用于拌合樓的生產(chǎn)而是根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)行調(diào)整，首先對(duì)所有進(jìn)場(chǎng)的原材料必須進(jìn)行篩分復(fù)核試驗(yàn)，與試驗(yàn)室目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)所采用原材料進(jìn)行對(duì)比，性能不滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的原材料不得用于生產(chǎn)。然后應(yīng)對(duì)冷料倉(cāng)流量的調(diào)整，標(biāo)定電機(jī)轉(zhuǎn)速與礦料運(yùn)輸速度關(guān)系，繪制關(guān)系曲線，根據(jù)曲線選定適合的電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行原材料的輸送。其次確定各熱料倉(cāng)礦料配合比例，對(duì)熱料倉(cāng)的礦料進(jìn)行取樣篩分、計(jì)算以確定各熱料倉(cāng)礦料配合比例，使礦質(zhì)混合料的合成級(jí)配接近目標(biāo)配合比，如不符合要求則反復(fù)調(diào)整冷料倉(cāng)進(jìn)料比例，以達(dá)到供料均衡。最后確定最佳油石比并對(duì)生產(chǎn)的瀝青混合料性能進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。

2.3 生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證

根據(jù)確定的瀝青最佳用量生產(chǎn)出瀝青混合料，制作試件對(duì)其進(jìn)行主要性能檢測(cè)（如高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和低溫抗裂性能等），對(duì)不符合要求的瀝青混合料必須對(duì)生產(chǎn)配比或相關(guān)工藝做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 三階段瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的意義

現(xiàn)階段采用的三階段瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)串聯(lián)起了瀝青混凝土的室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，避免了室內(nèi)目標(biāo)配合比與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的脫節(jié)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)施工具有重要意義。

首先由于瀝青混凝土材料隨工程的時(shí)間進(jìn)展具有的變異性，在施工過(guò)程中，瀝青混凝士中的混合料的礦料級(jí)配與配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中的礦料級(jí)配有一定的差距，很難完全吻合，為了保障礦料級(jí)配的波動(dòng)性對(duì)瀝青配合比不產(chǎn)生很大的影響，我們必須對(duì)用于生產(chǎn)的原材料進(jìn)行跟蹤強(qiáng)化檢驗(yàn)。

其次加強(qiáng)了對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控，隨時(shí)根據(jù)情況的變化了進(jìn)行調(diào)整，控制用于生產(chǎn)的瀝青混合料處于最佳狀態(tài)。

再次這樣的設(shè)計(jì)方法貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的全過(guò)程，使其成為有機(jī)整體，對(duì)瀝青混凝土質(zhì)量提升做出了有力的保障。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，影響瀝青混凝土路面使用性能的因素很多，要想生產(chǎn)出高質(zhì)量的瀝青混凝土，首先應(yīng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中選擇符合質(zhì)量要求的原材料，其次配制出具合理的礦料級(jí)配，然后對(duì)生產(chǎn)出的瀝青混凝土進(jìn)行檢測(cè)確定最佳油石比，最后瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)比必須和施工生產(chǎn)的實(shí)際情況相結(jié)合，真正對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)起到指導(dǎo)意義，不斷地提高瀝青混凝土路面的使用性能，避免產(chǎn)生瀝青混凝土路面出現(xiàn)了早期損壞現(xiàn)象，為道路建設(shè)質(zhì)量的提高打好基石。