從原料指標(biāo)談瀝青混凝土工程監(jiān)理質(zhì)量控制措施

錢 俊

（安徽省建設(shè)監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230022）

文章試著從瀝青路面所使用的各種原材料規(guī)范指標(biāo)的意義，及其檢測(cè)方法的角度，重點(diǎn)探討監(jiān)理單位在施工準(zhǔn)備階段和過程中，如何從預(yù)控瀝青路面質(zhì)量通病的角度著眼，從嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量入手，并通過對(duì)瀝青混合料生產(chǎn)過程的有效監(jiān)管，以達(dá)到確保瀝青路面質(zhì)量的監(jiān)理目標(biāo)。

首先必須說明的是，瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)、試配、檢測(cè)、驗(yàn)證等工作周期較長(zhǎng)，一般需要近一個(gè)月時(shí)間，如果驗(yàn)證不合格重新選料或調(diào)整配合比則需要更多時(shí)間，這就要求瀝青路面工程的技術(shù)準(zhǔn)備必須提前，而很多監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)這一點(diǎn)恰恰缺乏認(rèn)識(shí)，等到大量的原材料已經(jīng)進(jìn)場(chǎng)時(shí)才開始重視，此時(shí)監(jiān)理工作已經(jīng)非常被動(dòng)，如果再發(fā)現(xiàn)原材料質(zhì)量達(dá)不到規(guī)范要求，即使監(jiān)理能夠采取強(qiáng)力措施要求施工單位更換，巨大的經(jīng)濟(jì)損失和工期損失實(shí)際上已經(jīng)造成。因此，在瀝青路面施工監(jiān)理中，監(jiān)理單位必須提前開始包括原材料的產(chǎn)地、運(yùn)輸能力、儲(chǔ)存環(huán)境等全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制工作。同時(shí)，監(jiān)理單位應(yīng)認(rèn)真考察試驗(yàn)檢測(cè)單位的專業(yè)人員和設(shè)備配備情況，提前確定好試驗(yàn)檢測(cè)計(jì)劃，避免因準(zhǔn)備工作滯后，導(dǎo)致試驗(yàn)檢測(cè)工作倉(cāng)促，原材料定樣采購(gòu)不及時(shí)，最終影響工程質(zhì)量和工程進(jìn)度。

1 瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量管理的一般原則

瀝青混合料是由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的復(fù)合材料的總稱。按材料組成及構(gòu)造分為連續(xù)級(jí)配、間斷級(jí)配混合料；按礦料級(jí)配組成及空隙率大小分為密級(jí)配、半開級(jí)配、開級(jí)配混合料；按公稱最大粒徑的大小可分為特粗式（公稱最大粒徑大于31.5mm）、粗粒式（公稱最大粒徑等于或大于26.5mm）、中粒式（公稱最大粒徑16mm 或19mm）、細(xì)粒式（公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm）、砂粒式（公稱最大粒徑小于9.5mm）瀝青混合料；按制造工藝分為熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、再生瀝青混合料等。

瀝青混合料的原材料主要包括瀝青、集料、填料（礦粉）及外摻劑等，集料按粒徑又分為粗集料與細(xì)集料兩種。瀝青的主要檢測(cè)項(xiàng)目包括針入度、延度、軟化點(diǎn)，閃點(diǎn)等；集料的主要檢測(cè)項(xiàng)目為級(jí)配篩分、壓碎值、密度、吸水率、針片狀顆粒含量、瀝青黏附性、含泥量、與砂當(dāng)量等；填料的檢測(cè)項(xiàng)目有級(jí)配篩分、密度、塑性指數(shù)、親水系數(shù)等，這些指標(biāo)在材料決定采購(gòu)之前必須全部檢測(cè)合格并配合比驗(yàn)證合格。需要注意的是，受限于拌合站原材料的生產(chǎn)能力和儲(chǔ)存能力，瀝青混合料的生產(chǎn)和原材料的采購(gòu)?fù)峭竭M(jìn)行的，而即使是相同礦源生產(chǎn)的集料，有些指標(biāo)也會(huì)出現(xiàn)差異，所以為保證混合料的質(zhì)量穩(wěn)定，監(jiān)理和檢測(cè)單位對(duì)集料的檢測(cè)工作必須是連續(xù)的。監(jiān)理必須對(duì)拌合站進(jìn)場(chǎng)的每一批材料保持關(guān)注，一般粗集料每500t、細(xì)集料每200t、礦粉填料每50t，監(jiān)理應(yīng)該組織對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。以同一來源、一次購(gòu)入且儲(chǔ)入同一瀝青罐的同一規(guī)格的瀝青為一批，每批瀝青也應(yīng)該對(duì)相關(guān)指標(biāo)的符合性進(jìn)行驗(yàn)證。要完成上述大量的連續(xù)檢測(cè)工作，瀝青混合料的生產(chǎn)過程中，必須安排監(jiān)理和檢測(cè)單位人員全程在拌合站駐場(chǎng)，開展連續(xù)的監(jiān)控工作。同時(shí)拌合站必須配備滿足檢測(cè)要求的實(shí)驗(yàn)室，配合監(jiān)理和檢測(cè)人員完成試驗(yàn)工作。

檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和及時(shí)性，是決定工程能否保證施工質(zhì)量和進(jìn)度的重要前提，項(xiàng)目總監(jiān)必須重視對(duì)所有檢測(cè)結(jié)果的收集，以此動(dòng)態(tài)監(jiān)控混合料的材料采購(gòu)和生產(chǎn)行為，避免生產(chǎn)單位以合格材料報(bào)驗(yàn)，而從其他渠道采購(gòu)，造成檢測(cè)結(jié)果不能反映真實(shí)質(zhì)量情況。大宗集料的采購(gòu)因氣候或者政策原因往往難以保證及時(shí)和連續(xù)性，這就要求施工單位必須提前準(zhǔn)備。監(jiān)理應(yīng)對(duì)施工單位選擇的集料礦源進(jìn)行實(shí)地查看，從料場(chǎng)的產(chǎn)量、運(yùn)輸能力，集料的破碎、篩分方式等判斷其是否有能力從產(chǎn)量和質(zhì)量上保證集料的及時(shí)供應(yīng)。原則上對(duì)各種規(guī)格集料應(yīng)要求盡量從同一礦源采購(gòu)，不同料源、品種、規(guī)格的集料嚴(yán)禁混雜使用。

避免集料進(jìn)場(chǎng)后出現(xiàn)混堆、污染、受雨水浸泡等情況出現(xiàn)，是避免配合比失控、保證混合料質(zhì)量的重要措施。因此在集料采購(gòu)前，監(jiān)理單位必須對(duì)拌合站的儲(chǔ)存環(huán)境進(jìn)行檢查。對(duì)不同規(guī)格集料的分倉(cāng)、標(biāo)識(shí)、防雨和排水措施進(jìn)行確認(rèn)。一般要求分倉(cāng)應(yīng)有足夠高度，能有效分隔不同的規(guī)格料避免出現(xiàn)混堆。同時(shí)，為避免集料堆放過程中因雨水造成含水量失控，影響瀝青混合料拌合質(zhì)量，堆放場(chǎng)地必須有防雨棚和排水措施，不符合上述要求的場(chǎng)地必須進(jìn)行整改。進(jìn)場(chǎng)的各種材料的來源、品種、質(zhì)量應(yīng)與經(jīng)報(bào)驗(yàn)確認(rèn)的樣品一致。為保證進(jìn)場(chǎng)集料符合要求，保障生產(chǎn)的連續(xù)性，在瀝青混合料生產(chǎn)之前，應(yīng)要求拌合站至少囤積不少于總量30%～50%的集料，礦粉和摻加劑則要求按總量一次購(gòu)入。使用成品改性瀝青的工程，應(yīng)要求供應(yīng)商提供所使用的改型劑型號(hào)，添加比例及瀝青的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。在現(xiàn)場(chǎng)改性的瀝青，應(yīng)要求提前試生產(chǎn)，并對(duì)試生產(chǎn)的改性材料添加比例進(jìn)行記錄，對(duì)不同添加量改性的瀝青進(jìn)行檢測(cè)，直至滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)后才能生產(chǎn)，同時(shí)監(jiān)理單位必須對(duì)生產(chǎn)過程改性劑的投放情況進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。

2 瀝青指標(biāo)控制的方法和意義

我國(guó)大量用于公路和市政瀝青混凝土路面建設(shè)的70A 基質(zhì)瀝青主要技術(shù)指標(biāo)要求如表1 所示。

表1 70A 基質(zhì)瀝青主要技術(shù)指標(biāo)要求

瀝青混合料及瀝青路面能否達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵取決于瀝青的上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能否達(dá)標(biāo)。其中尤以即針入度、軟化點(diǎn)、延度這三個(gè)指標(biāo)最為重要，稱為“三大指標(biāo)”。因?yàn)檫@三項(xiàng)指標(biāo)直接對(duì)應(yīng)瀝青混凝土的動(dòng)穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和耐候性，也就直接和瀝青混凝土路面的質(zhì)量和使用功能密切相關(guān)，所以，“三大指標(biāo)”是目前我國(guó)公路和市政道路建設(shè)中對(duì)瀝青提出的最基本指標(biāo)，也是在瀝青混合料生產(chǎn)過程中監(jiān)理單位必須嚴(yán)格監(jiān)控的最基本指標(biāo)。也只有控制好“三大指標(biāo)”，才能獲得一個(gè)使用長(zhǎng)久的瀝青混凝土路面，并較大程度地減少因氣候變化帶來的路面損壞。下面筆者通過試驗(yàn)方法大致介紹一下三大指標(biāo)的質(zhì)量意義。

2.1 針入度

針入度通常表示瀝青軟硬程度、稠度和彈性指數(shù)，反映在一定條件下瀝青對(duì)集料的黏結(jié)性能和混合料的彈性恢復(fù)能力。同時(shí)，針入度還用于瀝青標(biāo)號(hào)的劃分，即瀝青標(biāo)號(hào)越高，針入度越大。反之，瀝青標(biāo)號(hào)越低，針入度則較小。

針入度試驗(yàn)的方法是以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間貫入瀝青試樣的深度，以0.1 mm為單位。通常我國(guó)將針入度試驗(yàn)條件規(guī)定為：環(huán)境溫度25℃、標(biāo)準(zhǔn)針質(zhì)量為100g、貫入時(shí)間5s。通過試驗(yàn)測(cè)定的針入度值越大，表示瀝青越軟。既然針入度是測(cè)定瀝青稠度的一種指標(biāo)，而稠度高的瀝青其黏度也高，因此，針入度較高的瀝青其對(duì)集料的膠結(jié)性能較好。那么瀝青的針入度是不是越高越好呢？其實(shí)并不是這樣的，因?yàn)闉r青稠度是隨著環(huán)境溫度的不斷變化而變化的，相應(yīng)的瀝青混凝土的強(qiáng)度也隨之產(chǎn)生變化。使用稠度較高的瀝青，在環(huán)境溫度較低的情況下，能有效降低路面冷縮裂縫的出現(xiàn)，但在環(huán)境溫度較高的情況下，瀝青混凝土強(qiáng)度會(huì)迅速降低，彈性恢復(fù)能力較差，這種情況下路面極容易產(chǎn)生車轍和推移現(xiàn)象。因此，瀝青的針入度指標(biāo)必須在環(huán)境溫度的變化中尋求一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的平衡點(diǎn)，所以規(guī)范要求瀝青的針入度應(yīng)控制在60～80，根據(jù)不同地區(qū)氣候條件來確定針入度具體指標(biāo)。明白了這個(gè)原理，我們就能理解針入度指標(biāo)與瀝青混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能、動(dòng)穩(wěn)定性及耐候性能直接相關(guān)，因此針入度指標(biāo)是瀝青進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須檢測(cè)的最重要的指標(biāo)之一。

2.2 軟化點(diǎn)

目前實(shí)驗(yàn)室對(duì)軟化點(diǎn)的測(cè)定大多采用環(huán)球法，試驗(yàn)方法是將試樣放在規(guī)定尺寸的金屬環(huán)內(nèi)，上置規(guī)定尺寸和重量的鋼球，放于水（或甘油）中，以5±0.5℃/min的速度加熱，至鋼球下沉達(dá)到25.4mm 時(shí)，記下該時(shí)溫度即為該試樣軟化點(diǎn)。由于軟化點(diǎn)的高低反映了瀝青在一定溫度下的物理性質(zhì)，所以軟化點(diǎn)高的瀝青說明該瀝青在溫度較高的條件下，軟化變形的程度低，反之則表明這種瀝青在溫度升高時(shí)，易發(fā)生軟化變形。所以軟化點(diǎn)其實(shí)就是瀝青材料熱穩(wěn)定性的指標(biāo)。目前大量在高等級(jí)市政道路和各個(gè)等級(jí)公路使用的A 級(jí)瀝青，規(guī)范要求瀝青的軟化點(diǎn)≥46℃，使用這種指標(biāo)的瀝青生產(chǎn)的瀝青混凝土應(yīng)可以理解為具有一定的高溫穩(wěn)定性。

2.3 延度

瀝青的延度是指當(dāng)其受到外力的拉伸作用時(shí)，所能承受的塑性變形的總能力，是瀝青內(nèi)聚力的一種量度，實(shí)驗(yàn)室通過延度試驗(yàn)測(cè)定相應(yīng)的延度值。延度試驗(yàn)方法是將瀝青試樣制成8 字型標(biāo)準(zhǔn)試件，在規(guī)定的拉伸速度和溫度條件下將其拉斷的操作過程，將該過程拉伸距離定義為延度，試驗(yàn)結(jié)果以厘米計(jì)，拉伸速度一般為5 cm/min。延度一定程度上反映了瀝青在某一條件下的變形能力。因?yàn)榈蜏貢r(shí)的延度（10℃、15℃等）大小與瀝青在低溫時(shí)的抗裂性有一定關(guān)系，低溫延度值越大，低溫環(huán)境下瀝青混凝土出現(xiàn)冷縮裂縫的可能性相對(duì)較小。所以瀝青的延度指標(biāo)實(shí)際上正是反映出瀝青混凝土的低溫穩(wěn)定性指標(biāo)。同樣的就A 級(jí)瀝青而言，規(guī)范要求其10℃延度≥20，15℃延度≥100，使用這種指標(biāo)的瀝青生產(chǎn)的瀝青混凝土應(yīng)可以理解為具有一定的低溫抗裂性能。

當(dāng)然除了以上三大指標(biāo)外我們還需要關(guān)注瀝青的一些其他指標(biāo)，如閃點(diǎn)這項(xiàng)指標(biāo)不管是對(duì)瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量還是生產(chǎn)安全都有一定影響，一般規(guī)定A 級(jí)瀝青的閃點(diǎn)要求＞260℃，表示混合料拌合時(shí)在此溫度范圍內(nèi)瀝青不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重老化甚至燃燒，所以閃點(diǎn)也是為保證施工質(zhì)量與安全必檢的指標(biāo)。還有60℃黏度指標(biāo)，直接與瀝青與集料的黏附性相關(guān)，也直接關(guān)系到瀝青路面的動(dòng)穩(wěn)定性，因而也是一個(gè)檢驗(yàn)瀝青質(zhì)量的重要技術(shù)參數(shù)。其他指標(biāo)在此不再贅述，總之監(jiān)理人員必須認(rèn)真了解各項(xiàng)指標(biāo)設(shè)置的意義及其試驗(yàn)方法，才能在具體監(jiān)理工作中做好事前控制工作。

3 改性瀝青

從以上對(duì)瀝青特性的介紹中可以發(fā)現(xiàn)，瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)瀝青混凝土的各項(xiàng)性能高度關(guān)聯(lián)，但同時(shí)也有沖突的方面，如單純追求某一方面的性能就會(huì)降低另一方面。比如過度強(qiáng)調(diào)瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性，可能就會(huì)極大降低低溫抗裂性能，反之亦然。那么有沒有可能采取措施能夠同時(shí)加強(qiáng)瀝青各個(gè)方面的性能呢，答案是可以的，這就是改性瀝青得以大范圍應(yīng)用的原因。

所謂改性瀝青，是指通過對(duì)普通基質(zhì)瀝青摻加改性劑，使其性能得以改善而獲得的瀝青結(jié)合料，使用改性瀝青獲得的混合料稱為改性瀝青混合料。改性劑品種較多，一般分為兩大類，即橡膠類和樹脂類，其改性的性能和重點(diǎn)也各不相同。目前主要的SBS 改性劑，屬于橡膠類改性劑，并因其對(duì)普通瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)提升較為顯著，因而在我國(guó)被廣泛使用。實(shí)驗(yàn)證明，在普通70A 基質(zhì)瀝青中添加5%左右的SBS 外摻劑后，在針入度指標(biāo)降低、彈性恢復(fù)率加大的前提下，軟化點(diǎn)≥75℃，5℃延度≥30cm，彈性恢復(fù)率提高90%，60℃黏度達(dá)到普通瀝青的30 倍以上。而150℃黏度基本與普通瀝青相等，因而不影響瀝青熱拌和攤鋪。從以上的指標(biāo)和普通瀝青的比較中可以看出，使用改性瀝青混合料施工的瀝青路面，相較于普通瀝青具有更好的低溫抗裂性和高溫抗變形能力，瀝青的集料黏附性同時(shí)增加，因而大幅度提高了路面的耐候性、動(dòng)穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，增強(qiáng)了道路的抗損害能力。改性瀝青混凝土路面相比普通瀝青混凝土路面具有無可比擬的優(yōu)越性能，已經(jīng)成為城市道路和公路建設(shè)發(fā)展的主流方向，監(jiān)理人員必須充分掌握其必要知識(shí)，緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐。

需要注意的是，雖然改性瀝青有這樣優(yōu)異的性能，但因其價(jià)格相對(duì)昂貴，因而不會(huì)被無限制的使用，一般用于中面層和上面層，這是與瀝青路面的高溫、低溫?fù)p害的成因相對(duì)應(yīng)的。高溫季節(jié)時(shí)，隨著氣溫的變化，瀝青路面的上下面層熱量散失相對(duì)較快，而中面層在高溫時(shí)段受熱后降溫相對(duì)較慢，因而路面的車轍和推移往往表現(xiàn)在上面層而實(shí)際上形成于中面層。低溫季節(jié)時(shí)，瀝青路面中下面層因受到上面層保護(hù)，發(fā)生低溫破壞相對(duì)較弱，但上面層在低溫條件下出現(xiàn)冷縮裂縫和松散的可能性較大。所以，為同時(shí)提高瀝青道路低溫和高溫穩(wěn)定性的需求，在中上面層使用改性瀝青混合料是一種高性價(jià)比的技術(shù)措施。

改性劑的投放比例直接關(guān)系到改性瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)，因此不可不察，監(jiān)理單位必須對(duì)進(jìn)場(chǎng)改性瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)控到位，使用成品改性瀝青的工程，監(jiān)理應(yīng)要求供應(yīng)商提供所使用的改型劑型號(hào)、添加比例及瀝青的質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。在拌合站自行改性的瀝青，應(yīng)要求提前試生產(chǎn)，并對(duì)試生產(chǎn)的改性材料添加比例進(jìn)行記錄，對(duì)不同添加量改性的瀝青進(jìn)行檢測(cè)，直至滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)后才能生產(chǎn)，同時(shí)監(jiān)理單位必須對(duì)生產(chǎn)過程改性劑的投放情況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。

4 集料的質(zhì)量控制

4.1 粗集料的質(zhì)量要求

瀝青混合料使用的粗集料，是指粒徑大于4.75 mm的，石質(zhì)堅(jiān)硬清潔不含風(fēng)化顆粒近立方體顆粒的碎石。粗集料在瀝青混合料中主要起到骨架支撐作用，對(duì)路面的抗滑作用和高溫穩(wěn)定性有較大的影響。前面已經(jīng)說過，集料的質(zhì)量控制工作必須根據(jù)工程的進(jìn)度要求提早進(jìn)行，從源頭抓起，并且保持連續(xù)的監(jiān)控，否則很難達(dá)到質(zhì)量要求。粗集料顆粒形狀和級(jí)配要求在瀝青混凝土質(zhì)量控制中屬于重中之重，首先，因其對(duì)瀝青混凝土壓實(shí)度的影響極大。瀝青混凝土攤鋪碾壓后，能否達(dá)到逐級(jí)充填密實(shí)結(jié)構(gòu)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，是路面質(zhì)量控制的關(guān)鍵；其次，粗集料的級(jí)配對(duì)于路面的干縮裂縫和溫縮裂縫影響相當(dāng)大，逐級(jí)充填的良好級(jí)配能有效減少裂縫的出現(xiàn)，所以監(jiān)理工作必須對(duì)粗集料的顆粒形狀和級(jí)配嚴(yán)格要求，其實(shí)這一點(diǎn)對(duì)水穩(wěn)工程同樣重要，而具體方法也就是從控制集料的各項(xiàng)指標(biāo)入手。

粗集料常用的質(zhì)量控制指標(biāo)一般包括壓碎值、吸水率、瀝青黏附性、針片狀含量、軟石含量等，其中壓碎值、吸水率、瀝青黏附性屬于集料的天然特性，必須選擇符合技術(shù)要求的礦源采購(gòu)，個(gè)別指標(biāo)也通過在混合料中添加改性材料來達(dá)到指標(biāo)要求。如集料的瀝青黏附性如不能達(dá)到要求，可通過添加抗剝落劑解決，具體添加比例通過實(shí)驗(yàn)確定。而針片狀含量、軟石含量及含泥量指標(biāo)則與集料的加工生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，如何通過生產(chǎn)過程的管理和監(jiān)控，努力使集料的生產(chǎn)質(zhì)量滿足規(guī)范要求，是監(jiān)理單位履行質(zhì)量管理責(zé)任的一個(gè)重要工作。粗集料規(guī)范具體要求如表2 所示。

表2 粗集料規(guī)范具體要求

以下試分析各項(xiàng)指標(biāo)在瀝青混凝土質(zhì)量控制中的意義。

（1）壓碎值。在粗集料的指標(biāo)中，應(yīng)特別重視壓碎值，壓碎值的試驗(yàn)方法是篩取一定規(guī)格一定數(shù)量的集料，裝入試模放在壓力機(jī)上，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到規(guī)定的壓力，看集料被壓碎的情況。壓碎值是反應(yīng)粗集料強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)，必須滿足規(guī)范要求。如果集料的壓碎值達(dá)不到規(guī)范要求，在瀝青混凝土攤鋪碾壓過程和成型道路使用過程中，集料很容易發(fā)生破碎，而破碎面因沒有瀝青包裹，在受到雨水侵蝕和長(zhǎng)期交通荷載的情況下，極易發(fā)生局部松散、飛石、空洞甚至連片脫落，從而造成路面過早破壞。

（2）洛磯磨耗損失。洛磯磨耗損失指標(biāo)，是以洛杉磯磨耗機(jī)的磨耗指標(biāo)表示集料抵抗沖擊、磨耗和邊緣剪切等聯(lián)合作用能力的參數(shù)，表示石質(zhì)堅(jiān)硬致密程度。試驗(yàn)表明集料密度與壓碎值、吸水率等指標(biāo)都有相關(guān)關(guān)系，但規(guī)范規(guī)定瀝青混凝土集料的洛磯磨耗損失應(yīng)≤30%，這就說明集料的密度并不是越大越好。因?yàn)檫^分致密堅(jiān)硬的集料破碎面可能比較光滑，難以吸附瀝青結(jié)合料，因此影響混合料的耐久性，所以集料的多種指標(biāo)是必須權(quán)衡考慮的。

（3）吸水率。吸水率是是指集料在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力和一定溫度下，在水中浸泡一定時(shí)間所增加的重量百分率。這個(gè)指標(biāo)控制不好，將直接影響到瀝青混合料的生產(chǎn)成本、質(zhì)量，并影響到路面的使用壽命。我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸混合料的車輛經(jīng)過時(shí)，車廂頂上冒著白煙，車后有滴水現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象表明混合料中集料的吸水率過高，且拌合時(shí)集料含水量過大。與集料吸水率相關(guān)聯(lián)的是集料的孔隙率，這個(gè)指標(biāo)的差異直接影響到混合料的油石比。對(duì)于不摻加纖維的瀝青混合料而言，瀝青用量包括集料空隙吸收的瀝青和集料表面形成一定厚度的瀝青膜。而真正有效的瀝青是集料表面包裹的瀝青膜。當(dāng)集料的吸水率發(fā)生變化時(shí)，吸入瀝青量也隨即發(fā)生了變化，相應(yīng)的混合料的油石比也同時(shí)發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)集料的吸水率差值達(dá)到0.5%時(shí)，混合料的最佳油石比差值也近乎達(dá)到了0.5%。明白了集料吸水率（孔隙率）對(duì)混合料最佳油石比的影響，我們會(huì)得出一個(gè)結(jié)論，就是集料的吸水率直接影響混合料的生產(chǎn)成本，但這各結(jié)論是建立在對(duì)進(jìn)場(chǎng)的不同批次集料的吸水率差異動(dòng)態(tài)監(jiān)控完全掌握的基礎(chǔ)上的。而很多施工項(xiàng)目部和監(jiān)理部并沒有做到對(duì)進(jìn)場(chǎng)集料的吸水率變化進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控，甚至有不同礦源的集料在拌合站同時(shí)使用。由于集料的吸水率出現(xiàn)差異，而拌合過程中油石比并沒有隨之進(jìn)行調(diào)整和驗(yàn)證，客觀上造成瀝青混合料的配比失控，油石比失控的直接后果就是瀝青混凝土的動(dòng)穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、高低溫穩(wěn)定性全面達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。由此可以得知，集料的吸水率指標(biāo)在保持動(dòng)態(tài)監(jiān)控的狀態(tài)下，其差異造成成本差異，而在監(jiān)控缺失的情況下則會(huì)直接造成質(zhì)量失控，這是不得不非常重視的一個(gè)指標(biāo)。當(dāng)然，集料的吸水率過高會(huì)導(dǎo)致進(jìn)場(chǎng)集料的含水量過大，而拌合站在瀝青混凝土的熱拌過程中其加熱時(shí)間和加熱溫度因必須考慮到瀝青的老化程度都是有一定限制的，所以也會(huì)造成混合料的含水量過大，這種混合料在運(yùn)輸和施工過程中隨著水分的大量蒸發(fā)會(huì)使混合料降溫過快，從而影響瀝青混凝土的成型質(zhì)量。而在路面的使用過程中，過大的吸水率會(huì)造成集料表層油膜過早脫落，從而形成路面的早期損害。在同一料質(zhì)的前提下，不同礦源，或者同一礦源不同的塘口甚至不同的開采深度產(chǎn)出的集料吸水率都有較大的差異，監(jiān)理單位必須認(rèn)識(shí)到這種差異的存在，并采取相應(yīng)的技術(shù)管控措施。尤其是在拌合站出現(xiàn)不同來源的、指標(biāo)差異較大的同規(guī)格集料混合堆放的情況時(shí)更應(yīng)高度重視，必須立即指令停止生產(chǎn)，會(huì)同檢測(cè)單位查明指標(biāo)差異情況，報(bào)經(jīng)建設(shè)單位和設(shè)計(jì)院同意后，通過添加纖維，調(diào)整配合比或最佳油石比等措施，經(jīng)重新驗(yàn)證后方可繼續(xù)生產(chǎn)。

（4）黏附性。集料和瀝青的黏附性指標(biāo)是關(guān)聯(lián)瀝青混合料水穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。瀝青路面在雨水和交通荷載的聯(lián)合作用下，可能引起瀝青與集料剝離，并隨之出現(xiàn)松散、脫落、坑洞等損害，尤其在陰雨季節(jié)或南方多雨水地區(qū)，這是一種常見、多發(fā)、甚至早發(fā)的路面病害。在工程施工準(zhǔn)備階段，重視集料的黏附性指標(biāo)，或有意識(shí)地結(jié)合吸水率指標(biāo)，通過調(diào)整配比和在混合料中增加添加劑等方法，能夠有效的達(dá)到提前防治的效果。檢驗(yàn)瀝青與集料的黏附性能差異，我國(guó)的實(shí)驗(yàn)方法主要是水煮法。在使用相同標(biāo)號(hào)瀝青的前提下，集料的酸堿性又決定了黏附性。酸性集料的瀝青黏附性一般較差，如玄武巖和灰綠巖；堿性集料相對(duì)來說黏附性較好，如石灰?guī)r。在使用玄武巖與灰綠巖作為路面材料時(shí)，需添加抗剝落劑，來增加其瀝青黏附性。需要注意的是，黏附性是初選集料品種的指標(biāo)，必須和吸水率指標(biāo)同時(shí)考察，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)表明，堿性集料即使黏附性滿足要求，但如果吸水率過大，依然極易造成瀝青剝落，甚至比酸性集料更加嚴(yán)重。因此僅用集料的黏附性指標(biāo)來作出混合料的水穩(wěn)定性判斷是片面的，應(yīng)將多種指標(biāo)包括吸水率、混合料的間隙率等結(jié)合起來在水存在的環(huán)境下全面考察，而這一點(diǎn)就非常依賴監(jiān)理人員和施工技術(shù)管理人員的專業(yè)水平了。

（5）針片狀顆粒含量。一般認(rèn)為集料顆粒的粒徑最大長(zhǎng)度方向是最大厚度方向的三倍的顆粒就屬于針片狀顆粒，它的含量必須控制在規(guī)范規(guī)定的范圍之內(nèi)。針片狀顆粒含量如果超標(biāo)，在混合料攤鋪碾壓和路面使用過程中交通荷載的作用下，針片狀顆粒就會(huì)大量折斷，由于這些顆粒折斷處沒有瀝青的包裹，其對(duì)瀝青混凝土路面損害原理基本等同于以上各個(gè)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的損害程度，所以這個(gè)指標(biāo)的重要性是可想而知的。針片狀顆粒含量與集料的加工破碎方式直接相關(guān)，集料的加工方式及其對(duì)應(yīng)的針片狀顆粒含量大致如表3 所示。

表3 集料的加工方式及其對(duì)應(yīng)的針片狀顆粒含量 單位：%

采用沖擊式破碎加工工藝生產(chǎn)的4.75 以下集料基本上就是機(jī)制砂。

由此可以知道，要有效降低所采購(gòu)集料的針片狀含量，就必須從集料生產(chǎn)的源頭抓起，最直接有效的方法就是選擇符合要求的礦源作為料源。為達(dá)到規(guī)范規(guī)定集料的針片狀含量指標(biāo)，一般至少要求礦場(chǎng)使用反擊破加工設(shè)備，并能有效監(jiān)督其使用反擊破設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)。高等級(jí)公路或者對(duì)集料有更高顆粒形狀要求的項(xiàng)目，礦場(chǎng)還應(yīng)使用沖擊式破碎設(shè)備，不配備上述設(shè)備的礦場(chǎng)不能作為瀝青混凝土集料的采購(gòu)源。

4.2 細(xì)集料質(zhì)量要求

瀝青混凝土使用的細(xì)集料，是指公稱粒徑在0.075～4.75 mm的集料，一般來說瀝青混合料配比中細(xì)集料的體積比僅占20%～30%，使用比例較小，但作用巨大。首先細(xì)集料主要用于填充粗集料的骨架間隙，形成瀝青混凝土較小的孔隙率，有效滿足其強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和耐久性等各項(xiàng)技術(shù)要求。其次，同粗集料相比，細(xì)集料雖然在混合料中比例較小，但比表面積大，因此能夠吸附更多的瀝青，其傳遞荷載和膠結(jié)作用更加明顯。也正是因?yàn)樯鲜鎏攸c(diǎn)，在同樣的瀝青用量下，細(xì)集料用量多少將直接影響粗集料的油膜包裹厚度，也就直接影響到混合料的質(zhì)量，因而細(xì)集料的質(zhì)量和在混合料中的使用量必須按照目標(biāo)配合比嚴(yán)格控制。

瀝青混凝土細(xì)集料應(yīng)采用堅(jiān)硬潔凈干燥無風(fēng)化無雜質(zhì)并有適當(dāng)顆粒級(jí)配的機(jī)制砂或石屑，不能采用礦場(chǎng)的下腳料。細(xì)集料進(jìn)場(chǎng)監(jiān)理必須按批量檢驗(yàn)，各技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求，如表4 所示。

表4 指標(biāo)技術(shù)要求

細(xì)集料一般包括石屑、機(jī)制砂和天然砂。目前國(guó)內(nèi)在瀝青混合料的拌合過程中，大量使用石屑，少量使用機(jī)制砂和天然砂作為瀝青混合料的填充料。

（1）石屑。石屑是石料破碎過程中表面剝落或撞下的尾料，因采購(gòu)成本較低，所以在混合料生產(chǎn)中被大量采用是可以接受的，但必須在過程中嚴(yán)格管控。由于細(xì)集料在混合料中主要用于造漿和填充，故對(duì)其顆粒形狀和針片形狀一般無須特別要求，可忽略不計(jì)。但石屑的含泥量一般較大，需要重點(diǎn)控制，這就要求山皮浮表的黏土在集料開采前必須盡量清理干凈，同時(shí)，為達(dá)到配合比的要求，對(duì)于石屑控制砂當(dāng)量和0.075 通過率≤10%是有必須保證的的。這里就必須了解細(xì)集料的一個(gè)重要指標(biāo)：砂當(dāng)量。砂當(dāng)量是測(cè)定天然砂、人工砂、石屑等各種細(xì)集料中所含的黏性土或雜質(zhì)的含量，用以評(píng)定集料的潔凈程度的指標(biāo)。砂當(dāng)量試驗(yàn)是按規(guī)定稱取一定數(shù)量的機(jī)制砂，放入砂當(dāng)量?jī)x中，用專門配制的清洗液沖洗，后量取沉淀砂和砂懸浮物的總高度，看砂含量占總量百分?jǐn)?shù)的多少，規(guī)范要求細(xì)集料的砂當(dāng)量應(yīng)該在60%以上。細(xì)集料的潔凈程度直接關(guān)系到其與瀝青的黏結(jié)程度，從而直接影響混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)這個(gè)指標(biāo)的要求，選擇石屑作為細(xì)集料使用，一定要嚴(yán)格控制粉塵和黏土比例，否則即難以滿足材料指標(biāo)的要求。

（2）機(jī)制砂是工廠通過使用制砂機(jī)專門生產(chǎn)的細(xì)集料，具有潔凈、粗糙、級(jí)配區(qū)間連續(xù)、能較好地粗集料相結(jié)合、瀝青黏附性好的特點(diǎn)，這些良好的特點(diǎn)使之應(yīng)該成為瀝青混合料細(xì)集料的首選。但機(jī)制砂價(jià)格較貴，在公路工程中市場(chǎng)占有較小，一般來說產(chǎn)量不大，因此可以代表路面材料今后的發(fā)展方向。

（3）天然砂一般為河砂，屬于有限資源，主要成因?yàn)閹r石長(zhǎng)期風(fēng)化后形成，含有較高比例的石英顆粒，具有較高的硬度，但與瀝青的黏附性并不高，大量使用天然砂作為細(xì)集料對(duì)于瀝青混合料的水穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此，從環(huán)境保護(hù)的角度，結(jié)合天然砂與瀝青交接能力的不足，故要求限制使用天然砂作為細(xì)集料原料。

5 填料的質(zhì)量要求

在瀝青混合料中，填料通常指礦粉。填料在瀝青混合料中比例較小，卻起到至關(guān)重要的作用，這是由混合料中填料所發(fā)生的作用決定的。因?yàn)闉r青必須吸附在填料表面，才能形成穩(wěn)定的油膜，才能最終對(duì)集料產(chǎn)生黏附作用，也就是說瀝青和填料混合才能對(duì)混合料產(chǎn)生真正的膠結(jié)效果。因此，填料雖然在混合料中僅占很小的比例，但它巨大的比表面積與瀝青產(chǎn)生的膠結(jié)作用卻是影響混合料各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)鍵因素。填料的作用如此重要，以至于其特性對(duì)瀝青混凝土路面的動(dòng)穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性等諸多性能都發(fā)揮重要影響。

填料使用礦粉的粗細(xì)程度一般檢測(cè)方法是在0.3mm篩網(wǎng)都全部通過，0.15mm 篩網(wǎng)90%～100% 通過，0.075mm 篩網(wǎng)80%～100%通過，這樣細(xì)度的礦粉才適合在瀝青混合料中作為填料。

填料進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)檢查其含水量，一般應(yīng)控制在1.0%以下。首先外觀檢查應(yīng)無團(tuán)粒結(jié)塊并包裝儲(chǔ)存良好，同時(shí)必須避免在存放期間受潮，這樣的填料各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)能夠符合規(guī)范的要求。如果礦粉表面有團(tuán)粒結(jié)塊，則說明礦粉已經(jīng)受潮，含水量過大。填料含水量過大，在混合料的拌和過程中難以均勻分布，因此也無法真正發(fā)揮作用，從而影響混合料的拌合質(zhì)量。因此，監(jiān)理單位除對(duì)進(jìn)場(chǎng)的礦粉做常規(guī)檢測(cè)外，還要對(duì)填料的存放條件進(jìn)行檢查，在生產(chǎn)過程中也應(yīng)通過填料的外觀檢查，監(jiān)控填料的質(zhì)量。

另外，填料的技術(shù)指標(biāo)還包括塑性指數(shù)和親水系數(shù)。塑性指數(shù)是填料的液限含水量與塑限含水量之差。塑性指數(shù)高的礦粉，吸水和吸油能力較強(qiáng)，膨脹系數(shù)較大，使用這一的填料易造成瀝青混合料的強(qiáng)度降低，也容易使瀝青路面在水的作用下發(fā)生損壞。因此，礦粉作為填料使用，其中要求塑性指數(shù)必須＜4%。填料的親水系數(shù)即礦粉試樣在水（極性介質(zhì)）中膨脹的體積與同一試樣在煤油（非極性介質(zhì)）中膨脹的體積之比，用于評(píng)價(jià)填料與瀝青混合料的黏附性能。親水系數(shù)控制在1.0 以內(nèi)，也就是說礦粉在水中的體積必須比在煤油中的體積小，才是合格的。如果親水系數(shù)過大，說明填料與水的結(jié)合力較強(qiáng)，同樣會(huì)造成混合料的水穩(wěn)定性下降。

6 總結(jié)

通過以上論述，采取連續(xù)主動(dòng)的管理措施，有效控制瀝青混合料中各種材料的質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)瀝青路面工程的質(zhì)量意義已經(jīng)基本闡明了。而要達(dá)到這樣的管理效果，充分的技術(shù)準(zhǔn)備、完善的管理制度是根本保障。因此文章特別強(qiáng)調(diào)，市政公路工程的建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位應(yīng)全面了解和掌握各項(xiàng)規(guī)范和指標(biāo)的控制意義，并采取相應(yīng)的管理措施以保證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)。同時(shí)，市政、公路工程應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)建立完善的檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)制，為保證檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性和實(shí)效性，試驗(yàn)檢測(cè)單位最好全部由建設(shè)單位聘用，并由監(jiān)理單位指導(dǎo)和管理其現(xiàn)場(chǎng)工作。監(jiān)理單位應(yīng)通過有計(jì)劃有針對(duì)性連續(xù)的試驗(yàn)檢測(cè)工作，嚴(yán)格把好原材料質(zhì)量關(guān)，讓真實(shí)及時(shí)的試驗(yàn)檢測(cè)的成果成為工程質(zhì)量和進(jìn)度管理工作的重要依據(jù)。

鑒于原材料和配合比對(duì)混合料質(zhì)量的直接影響，以及混合料生產(chǎn)過程的不可逆性，筆者認(rèn)為瀝青路面施工質(zhì)量事前和事中控制意義遠(yuǎn)大于事后控制。相對(duì)于攤鋪現(xiàn)場(chǎng)而言，監(jiān)理單位更應(yīng)高度重視瀝青混合料后場(chǎng)生產(chǎn)過程的質(zhì)量監(jiān)控工作。除了在生產(chǎn)前對(duì)拌合站條件的檢查以外，瀝青混合料正式生產(chǎn)之前應(yīng)提前安排拌合站進(jìn)行試生產(chǎn)，通過對(duì)試生產(chǎn)的混合料進(jìn)行配合比和油石比的檢測(cè)，驗(yàn)證并校準(zhǔn)拌合站計(jì)量設(shè)備，直至計(jì)量準(zhǔn)確滿足配合比要求。最后，在瀝青混凝土正式生產(chǎn)和攤鋪過程中，監(jiān)理單位應(yīng)規(guī)定駐場(chǎng)監(jiān)理員和檢測(cè)人員，對(duì)生產(chǎn)的瀝青按大約每300t 為一個(gè)批次進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查其配比和油石比是否穩(wěn)定，并作好記錄，如出現(xiàn)偏差即及時(shí)通知拌合站進(jìn)行調(diào)整。只有通過這種方式，才能有效地動(dòng)態(tài)監(jiān)控瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量，避免不合格的出現(xiàn)。

在瀝青道路工程的質(zhì)量控制方面還有一點(diǎn)是必須注意的，那就是施工招標(biāo)過程也是一個(gè)重要的質(zhì)量管理階段。為確保施工單位采購(gòu)的各種材料滿足規(guī)范要求，無論是建設(shè)單位還是監(jiān)理單位，都應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求提前做好技術(shù)準(zhǔn)備，將設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)及其控制措施搞懂吃透，并將工程涉及的全部技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，甚至采購(gòu)、加工、運(yùn)輸、囤積、生產(chǎn)、試驗(yàn)檢測(cè)等各方面的管理要求，在招標(biāo)文件中加以明確。否則的話，把這些管控工作放到施工單位中標(biāo)進(jìn)場(chǎng)以后，甚至拖到瀝青工程即將開始的時(shí)候，在目前建設(shè)工程低價(jià)中標(biāo)并且變更困難的大環(huán)境下，如再加上工期緊急，這種管控的工作就不可能有什么實(shí)際效果，這種不利的狀況是所有有經(jīng)驗(yàn)、負(fù)責(zé)任的工程組織者和管理者應(yīng)該避免的。