公路瀝青路面配合比設(shè)計(jì)及施工技術(shù)分析

王啟龍

（寧夏公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心（有限公司），寧夏 銀川 750000）

配合比設(shè)計(jì)是指根據(jù)瀝青的性質(zhì)和使用環(huán)境，合理確定瀝青混合料中各組分的比例。這一設(shè)計(jì)過程需要考慮瀝青的黏度、抗剪強(qiáng)度、耐久性等因素，以及路面的負(fù)荷、溫度變化等外部條件。通過精確的配合比設(shè)計(jì)，可以提高瀝青路面的強(qiáng)度、耐久性和抗裂性，從而延長其使用壽命。在施工中，合理選擇施工設(shè)備和工藝是保證施工質(zhì)量的前提。高效的施工設(shè)備可以確保瀝青混合料的均勻混合和均勻鋪設(shè)，而科學(xué)的施工工藝可以保證瀝青混合料鋪筑到路面上達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1 公路瀝青路面配合比設(shè)計(jì)

1.1 瀝青混合料組成

礦料是瀝青混合料中的一種質(zhì)量占比最大的成分，它由天然石料或人工石料組成。礦料的選擇對(duì)路面的承載能力、耐久性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。常見的礦料包括碎石、機(jī)制砂和填料等，其種類和配比會(huì)因不同的路面要求而異。

除了瀝青和礦料外，瀝青混合料中還添加了一些輔助材料，其中最重要的是增塑劑和粘合劑。增塑劑可以提高瀝青的柔性和可塑性，使其更好地與骨料結(jié)合，從而增強(qiáng)路面的抗裂性和耐久性。粘合劑則能夠增加瀝青混合料的黏合力和粘結(jié)力，確保骨料和瀝青之間的緊密結(jié)合，提高路面的穩(wěn)定性和抗滑性。

在瀝青混合料的制備過程中，需要進(jìn)行配合比的設(shè)計(jì)和攪拌工藝的控制。配合比的設(shè)計(jì)是根據(jù)路面的負(fù)荷、使用條件和預(yù)期壽命等因素進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和優(yōu)化，以確保路面具備合理的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。攪拌工藝的控制涉及瀝青的加熱、骨料的篩選和混合等步驟，這些步驟的準(zhǔn)確控制能夠保證瀝青混合料的均勻性和一致性[1]。

1.2 配合比設(shè)計(jì)方法

1.2.1 工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的確定

按以下原則進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的級(jí)配調(diào)整：

1.先決定使用粗型（C 型）還是使用精細(xì)型（F 型）的混合物。對(duì)于夏季高溫、重載車輛多的地區(qū)，宜采用高設(shè)計(jì)空隙率的粗型密級(jí)配瀝青混合料（AC-C 型）。對(duì)于冬季氣溫低、重車流量小的地區(qū)，宜采用低設(shè)計(jì)空隙率的細(xì)型密級(jí)配瀝青混合料（AC-F 型）。

2.在保證高溫抗車轍能力的前提下，要同時(shí)滿足低溫抗裂要求。因此，在設(shè)計(jì)配合比時(shí)，可以適當(dāng)降低接近標(biāo)稱最大直徑的粗骨料，降低0.6mm 以內(nèi)的細(xì)骨料，增加中粒度骨料，形成S 形的級(jí)配曲線，并且選擇中等或偏高的設(shè)計(jì)空隙率。

3.在確定每一層的級(jí)配范圍時(shí)，要兼顧各層的功能需求，使其達(dá)到耐久、穩(wěn)定、防水和抗滑。

4.按照公路等級(jí)及施工機(jī)械的控制程度所確定的工程設(shè)計(jì)級(jí)配比標(biāo)準(zhǔn)配組分范圍要小，4.75mm、2.3mm通過率的上、下限偏差不能超過12%。

5.在進(jìn)行瀝青混合料的配比設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到其工作特性，這樣才能更好地進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)，防止出現(xiàn)明顯的離析現(xiàn)象。

1.2.2 材料的選擇與準(zhǔn)備

從工程的實(shí)際使用的材料中取代表性樣品進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于粗細(xì)集料應(yīng)將所取得所用同種材料多次拌和均勻后進(jìn)行設(shè)計(jì)使用。所用材料必須符合工程設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。如果單一規(guī)格的某項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，而集料混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)，則可采用[2]。

正因?yàn)轸斘骰试谝后w肥研發(fā)中緊盯綠色發(fā)展需要，服務(wù)于“土壤修養(yǎng)”的目標(biāo)，其系列液體肥的PH值為中性，適用多種作物，真正實(shí)現(xiàn)有效改良土壤。

圖1 油石比與毛體積相對(duì)密度關(guān)系圖

圖2 油石比與穩(wěn)定度關(guān)系圖

圖3 油石比與空隙率關(guān)系圖

圖4 油石比與飽和度關(guān)系圖

1.2.3 礦料配合比設(shè)計(jì)

高速公路和一級(jí)公路應(yīng)按設(shè)計(jì)級(jí)配范圍，確定1～3種粗細(xì)不一的混合料配合比，并在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上、中、下畫出設(shè)計(jì)級(jí)配曲線。設(shè)計(jì)合成級(jí)配不能有過鋸齒形交錯(cuò)，0.3mm～0.6mm 內(nèi)不能有“駝峰”。若多次調(diào)節(jié)仍不能到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)改變材料再次進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2.4 馬歇爾試驗(yàn)

以預(yù)測(cè)油石比為中間值，按照規(guī)定的時(shí)間間隔，密級(jí)配瀝青混合料一般是0.5%，而瀝青碎石混合料可以壓縮到0.3%～0.4%，并通過5 次及5 次以上的試驗(yàn)，測(cè)定馬歇爾試樣的各項(xiàng)性能[3]。

1.2.5 確定最佳瀝青用量

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成曲線，以油石比或?yàn)r青摻量為橫軸，以馬歇爾實(shí)驗(yàn)的各種參數(shù)作為縱軸，同時(shí)確保測(cè)定出的結(jié)果都能滿足現(xiàn)行規(guī)范中有關(guān)瀝青混合料的技術(shù)規(guī)范要求，即瀝青用量范圍OACmin～OACnr。選用的瀝青摻量應(yīng)當(dāng)覆蓋整個(gè)設(shè)計(jì)空隙率，最大限度地覆蓋瀝青飽和度要求，并且要讓穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。如果不能覆蓋整個(gè)設(shè)計(jì)空隙度，那么實(shí)驗(yàn)就必須將瀝青用量的范圍擴(kuò)大后再次進(jìn)行。

1.2.6 配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)

高速公路和一級(jí)公路所采用的密級(jí)配瀝青混合料，按照本規(guī)范的規(guī)定，在配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)其各項(xiàng)使用性能進(jìn)行檢測(cè)，若不合格，則需要更換原料或重新設(shè)計(jì)。在規(guī)范條件下，按照計(jì)算出的最優(yōu)瀝青用量，進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。

1.高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)。對(duì)于標(biāo)稱最大粒徑為19mm 或小于的19mm 混合料，要按要求進(jìn)行車轍實(shí)驗(yàn)；對(duì)于標(biāo)稱最大粒徑為19mm 的密級(jí)配型瀝青、瀝青穩(wěn)定碎石混合料，因其車轍試樣尺寸無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，無法采用本規(guī)范方法。如需檢驗(yàn)，可增厚試件或使用大型的馬歇爾試件。

2.水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。按照規(guī)范要求，對(duì)瀝青混合料進(jìn)行浸水馬歇爾、凍融劈裂等試驗(yàn)，其殘余穩(wěn)定性、殘余強(qiáng)度比值等指標(biāo)都要滿足規(guī)范要求。

3.低溫抗裂能力的檢驗(yàn)。對(duì)于標(biāo)稱最大顆粒直徑不超過19mm 的瀝青混合料，按照規(guī)范要求進(jìn)行低溫彎曲實(shí)驗(yàn)，其斷裂應(yīng)變滿足規(guī)范。

4.滲水系數(shù)的檢驗(yàn)。采用輪碾機(jī)壓出的車轍試件進(jìn)行滲水系數(shù)的檢驗(yàn)，其滲水系數(shù)滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

2 公路瀝青路面施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

公路瀝青路面的施工準(zhǔn)備工作包括前期調(diào)查、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備和設(shè)備準(zhǔn)備等方面。首先，在施工前，必須進(jìn)行對(duì)道路基床的前期調(diào)查，包括地質(zhì)勘察、地形測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)勘察等，以獲取基本的地質(zhì)、地貌等信息。這有助于確定路面設(shè)計(jì)方案和施工工藝，并為后續(xù)的施工準(zhǔn)備工作提供依據(jù)。其次，進(jìn)行設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作，包括路面橫斷面的設(shè)計(jì)、排水設(shè)計(jì)、施工工藝設(shè)計(jì)等。根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，確定路面的寬度、坡度、超高、邊溝位置等參數(shù)，同時(shí)考慮排水要求，保證路面在不同氣候條件下的正常使用。材料準(zhǔn)備是施工準(zhǔn)備的另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇符合規(guī)范要求的膠結(jié)料、骨料和瀝青等材料，并進(jìn)行材料檢驗(yàn)和試驗(yàn)，確保其質(zhì)量符合要求。此外，還需要進(jìn)行材料的儲(chǔ)存、搬運(yùn)和預(yù)處理等工作，以便在施工過程中能夠及時(shí)使用。最后，設(shè)備準(zhǔn)備是施工前不可或缺的一部分。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工工藝，選擇適當(dāng)?shù)氖┕ぴO(shè)備，如攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、熱再生裝置等。對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行檢查和調(diào)試，確保其正常工作，并擺放在合適的位置，方便施工現(xiàn)場(chǎng)的操作和管理[4]。

2.2 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

按照規(guī)范要求確定膠結(jié)料的品種、級(jí)別和用量；選擇符合規(guī)范要求的骨料，并按照不同粒徑進(jìn)行分級(jí)；根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求調(diào)整瀝青用量，控制瀝青的溫度和黏度等。選用膠結(jié)料時(shí)，需要考慮其抗剪強(qiáng)度、黏度、流動(dòng)性等性能指標(biāo)，并確保其質(zhì)量符合要求。通常情況下，聚合物改性瀝青、瀝青混合料和瀝青混凝土等膠結(jié)料均可作為公路瀝青路面的選用。按照規(guī)范要求，骨料應(yīng)符合吸水率、強(qiáng)度、粒形等技術(shù)指標(biāo)，并根據(jù)不同粒徑進(jìn)行分級(jí)以滿足路面設(shè)計(jì)要求。常用的骨料有鋼渣礦粉、砂石、碎石等。最后，根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，調(diào)整瀝青用量，控制其溫度和黏度等參數(shù)。在施工過程中，需要對(duì)瀝青進(jìn)行加熱或降溫處理，以保持瀝青的流動(dòng)性；同時(shí)，還需通過攪拌或加入添加劑等措施來提高瀝青的黏著性能和抗老化性能。

2.3 瀝青混合料運(yùn)輸

選擇較大噸位的運(yùn)料車運(yùn)輸，例如自卸車、掛車等。車輛應(yīng)具備充足的承載能力，以便滿足工程需要，并且保證運(yùn)輸過程中混合料的均勻性?；旌狭显谶\(yùn)輸過程中需要保持適宜的溫度，以確保瀝青的流動(dòng)性和均勻性。根據(jù)規(guī)范要求，應(yīng)控制混合料的溫度在指定范圍內(nèi)，避免過高或過低的溫度對(duì)混合料質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。混合料在運(yùn)輸過程中應(yīng)保持密封狀態(tài)，防止雨水或濕氣的侵入。運(yùn)輸車輛的貨箱或罩布應(yīng)具備良好的防水和防潮性能，以保護(hù)混合料免受外界濕度的影響?；旌狭显谶\(yùn)輸過程中可能會(huì)發(fā)生分層和沉降，因此，在裝車前和運(yùn)輸途中應(yīng)定期進(jìn)行攪拌，以保持混合料的均勻性和穩(wěn)定性[5]。

2.4 混合料攤鋪

應(yīng)根據(jù)施工需求選擇合適的攤鋪機(jī)械設(shè)備，并確保其符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)備狀態(tài)良好，操作人員熟練?；旌狭系臏囟葘?duì)攤鋪質(zhì)量有重要影響。攤鋪前，混合料的溫度應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)，避免過高或過低的溫度對(duì)攤鋪質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和路面平整度要求，合理控制混合料的攤厚。攤鋪時(shí)應(yīng)使用刮板、調(diào)平器等工具，確保攤鋪厚度均勻、穩(wěn)定。在攤鋪過程中，應(yīng)控制攤鋪機(jī)的速度，保證混合料能夠均勻、穩(wěn)定地鋪設(shè)在基層或下一層瀝青面上，避免太快或太慢導(dǎo)致不均勻和堆積。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工條件，合理確定攤鋪機(jī)的攤鋪寬度，并進(jìn)行有效的調(diào)整和控制，確保攤鋪寬度符合要求。

3 結(jié)語

在公路建設(shè)中，瀝青路面的配合比設(shè)計(jì)和施工技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。合理的配合比設(shè)計(jì)可以保證公路路面的穩(wěn)定性和耐久性，有效提高道路使用壽命。而高水平的施工技術(shù)則能夠確保路面質(zhì)量，提升行車安全性和舒適性。我們應(yīng)當(dāng)注重科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新，在配合比設(shè)計(jì)方面不斷優(yōu)化調(diào)整，以適應(yīng)各種復(fù)雜路況和氣候條件。同時(shí)，加強(qiáng)施工技術(shù)培訓(xùn)和管理，提高施工人員的專業(yè)素養(yǎng)，確保施工過程中的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。