鄉(xiāng)村公路瀝青路面礦料級配的控制及混合料施工檢驗

劉毅

（興文縣農(nóng)村公路建設(shè)項目管理處，四川 宜賓 644400）

0 引言

隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，鄉(xiāng)村公路建設(shè)逐漸成為推動鄉(xiāng)村發(fā)展的基本保障[1]，公路建設(shè)過程中的質(zhì)量控制與檢測技術(shù)也受到越來越多的重視[2-3]。瀝青公路是當(dāng)前農(nóng)村公路工程的主要形式，混合料的礦料級配是影響瀝青路面耐熱性和耐久性的決定性因素[4]。施工過程中，相較于一二線城市，鄉(xiāng)村公路建設(shè)受附屬設(shè)施、自然環(huán)境、材料等級的限制，更容易引發(fā)混合料礦料級配的變動，影響瀝青路面的建設(shè)質(zhì)量[5-7]。本文針對混合料的礦料級配對瀝青公路質(zhì)量的影響，介紹了混合料的礦料級配控制方法，實現(xiàn)了對瀝青路面施工質(zhì)量的控制，以期提高鄉(xiāng)村公路建設(shè)質(zhì)量。

1 項目概況

本文以宜賓某四級公路提質(zhì)改造工程為例。該改造公路總長度11.04km，路基和路面寬度均為6.5m，設(shè)計時速是20km/h。改造工程分上下兩層，其中路面形式為瀝青混凝土，上面層使用RSMA-10瀝青混合料，結(jié)合料為橡膠瀝青，所用集料為玄武巖。

2 混合料礦料級配的控制

混合料的礦料級配控制主要分為三個方面：目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計和生產(chǎn)配合比驗證。

2.1 目標(biāo)配合比設(shè)計

瀝青路面選取原材料包括橡膠瀝青、玄武巖、木質(zhì)纖維和礦粉等。采用馬歇爾試驗方法進(jìn)行瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計。根據(jù)篩孔通過率確定級配中值，并據(jù)此對目標(biāo)級配比例進(jìn)行調(diào)整。四級公路上面層SRSMA-10瀝青礦料目標(biāo)配合比顆粒級配曲線如圖1所示，調(diào)整后的目標(biāo)級配比例符合級配設(shè)計要求。

圖1 目標(biāo)配合比顆粒級配曲線

按照延度、軟化點、針入度對橡膠瀝青的選用進(jìn)行嚴(yán)格把控，并根據(jù)實測值，確定瀝青密度。經(jīng)實驗檢測，調(diào)整后的橡膠瀝青延度、軟化點、針入度和密度分別是1.054、49.8、65.2、8.1，針入度指數(shù)PI為4.0，均達(dá)到技術(shù)要求。

根據(jù)確定的礦料級配，采用馬歇爾試驗方法確定最佳油石比。按照規(guī)范要求，選擇五組馬歇爾試件成型油量分別為5.7%、6.1%、6.5%、6.9%和7.3%，每組油量成型6個馬歇爾。按照礦料質(zhì)量的0.4%添加木質(zhì)素纖維，得到五組馬歇爾的體積參數(shù)結(jié)果。由體積參數(shù)曲線圖求取密度和穩(wěn)定度最大值、目標(biāo)空隙率、瀝青飽和度范圍的瀝青用量中值，分別為a1=7.12%、a2=6.51%、a3=6.62%、a4=6.43%，SRSMA-10 瀝青混合料的最佳瀝青用量初始值OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4=6.67%，根據(jù)規(guī)范中各項指標(biāo)對應(yīng)范圍可知，瀝青用量取OAC2=6.4%。根據(jù)OAC1 和OAC2得到最佳瀝青用量為6.54%，取最佳油石比6.5%（對應(yīng)空隙率、飽和度和礦料間隙率分別為3.7%、78.7%和18.1%），符合施工要求。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計

根據(jù)目標(biāo)配合比進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計。生產(chǎn)配合比的設(shè)計主要在拌和樓進(jìn)行。目前生產(chǎn)中使用的拌和樓主要分為連續(xù)式和間歇式兩種類型，本文使用間歇式拌和的方式。同時在實驗室將取出熱料進(jìn)行集料篩分試驗，選擇四分法進(jìn)行取樣。由篩分試驗結(jié)果確定各熱料倉中的礦料級配，即所求生產(chǎn)配合比。根據(jù)篩分試驗得到的各檔熱料通過率確定，改造公路上面層SRSMA-10生產(chǎn)配合比的礦料級配曲線，如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)配合比的礦料級配曲線

2.3 生產(chǎn)配合比驗證

設(shè)定冷料倉流量，將冷料送入冷料倉烘干加熱。將加熱后的冷料送入各個熱料倉，按最佳油石比6.5%，加上范圍內(nèi)最高和最低瀝青用量6.2%和6.8%，試拌三組瀝青混合料。為了保證取料熱度均勻，取倉中間的混合料，進(jìn)行達(dá)標(biāo)驗證。

采用燃燒爐法對瀝青混合料中瀝青含量與礦料級配進(jìn)行檢測。得到的礦料級配如表1所示，三組瀝青混合料中，按6.5%最佳石油比試拌的一組，實測石油比為6.43%，礦料級配和石油比均滿足規(guī)范要求。

表1 改造公路上層SRSMA-10級配

采用馬歇爾試驗，對瀝青混合料的體積參數(shù)再進(jìn)行測定。6.5%油石比試拌的瀝青混合料，體檢參數(shù)如表2所示。

表2 試拌瀝青混合料6.5%的油石比馬歇爾體

結(jié)合表1 和表2 檢測結(jié)果可知，油石比為6.5%的SRSMA-10試拌瀝青混合料，礦料級配和馬歇爾體積參數(shù)均達(dá)到規(guī)范要求。

同時為確保瀝青混合料的動穩(wěn)定度，對混合料進(jìn)行高溫車轍試驗。將三組不同石油比的試拌混合料分別進(jìn)行車轍試驗，試驗溫度設(shè)置為60℃，碾壓次數(shù)為每分鐘42次。碾壓持續(xù)時間分為45min和60min，記錄每組瀝青混合料在兩次碾壓試驗中變形量，得到每組瀝青混合料的動穩(wěn)定度。最后6.5%、6.2%和6.8%油石比的動穩(wěn)定度DS分別為6846.9次/mm、6773.6次/mm 和7077.8次/mm，滿足穩(wěn)定度不小于3000 次/mm 的要求。由試驗結(jié)果得到，改造公路上面層SRSMA-10試拌瀝青混合料實測穩(wěn)定度與各項指標(biāo)均達(dá)到目標(biāo)要求，生產(chǎn)配合比可以用于實際施工。

3 控制礦料級配的混合料施工檢驗

3.1 施工過程抽檢

應(yīng)建設(shè)單位要求，在四級公路的路面施工過程中，對上面層RSMA-10瀝青混合料進(jìn)行多次隨機(jī)抽檢，確保礦料級配的變動幅度不大，實現(xiàn)對施工過程的質(zhì)量控制。經(jīng)8次隨機(jī)抽檢，測得上面層RSMA-10瀝青混合料礦料級配均與設(shè)計級配接近，二者差值始終滿足設(shè)計誤差要求。同時對隨機(jī)抽檢的瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗，對各組抽檢樣本的馬歇爾體積參數(shù)進(jìn)行檢測。馬歇爾體積參數(shù)的各項指標(biāo)代表了瀝青混合料的路用性能，確保馬歇爾試件的各項指標(biāo)滿足設(shè)計要求，控制瀝青路面施工質(zhì)量始終保持較好水平。

3.2 完工驗收檢測

在路面鋪裝完成后，對路面質(zhì)量進(jìn)行驗收檢測。通過現(xiàn)場鉆芯，對瀝青路面的厚度和壓實度進(jìn)行檢測。采用瀝青路面取芯機(jī)，隨機(jī)抽取8個樁位進(jìn)行鉆芯，8次實測的厚度均達(dá)到設(shè)計厚度，符合施工要求。在壓實度的測量上，基于最大理論相對密度和基于馬歇爾密度的壓實度也分別滿足規(guī)范規(guī)定94%和96%的要求。路面平整度是衡量路面宏觀粗糙度的重要指標(biāo)。采用三米直尺對路面平整度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表3所示。由表可得，改造公路上面層SRSMA-10路面平整度平均值為2.4mm，小于5mm的規(guī)定，且達(dá)到設(shè)計要求，確保行車舒適。

表3 改造公路上面層SRSMA-10瀝青混合料路面平整度檢測結(jié)果

路面滲水情況是檢測路面排水性的重要指標(biāo)。采用路面滲水儀對改造公路上面層SRSMA-10瀝青混合料路面的滲水情況進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表4所示。

表4 改造公路上面層SRSMA-10瀝青混合料路面滲水情況檢測結(jié)果

由表4可知，改造公路上面層SRSMA-10瀝青混合料路面滲水系數(shù)平均值為121ml/min，小于規(guī)范對SMA瀝青混合料要求的200ml/min，路面排水能力較強(qiáng)，符合驗收標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

瀝青混合料的礦料級配對瀝青路面受力性能有決定性作用。鄉(xiāng)村公路的礦料級配在施工時易受到各類不穩(wěn)定因素影響，進(jìn)而影響工程質(zhì)量。本文通過對瀝青混合料的目標(biāo)配合比和生產(chǎn)配合比的控制，嚴(yán)格落實礦料級配和體積指標(biāo)的各項規(guī)范要求，以此保障瀝青路面施工質(zhì)量。施工檢驗結(jié)果表明，改造公路上面層SRSMA-10瀝青混合料路面，無論是在路面厚度、平整度、壓實度和滲水情況等方面，均符合規(guī)范要求。