付銀凱

摘 要：青混合料是一種復(fù)合型材料，它由瀝青、粗集料、細(xì)集料、礦粉及外摻劑組成。由這些不同質(zhì)量和數(shù)量的材料混合后形成不同的結(jié)構(gòu)，并且具有不同的力學(xué)性質(zhì)，瀝青混合料配合比組成設(shè)計(jì)是否合理.直接影響了瀝青路面的使用性能。因此，瀝青混合料設(shè)計(jì)是瀝青路面質(zhì)量管理控制的基礎(chǔ)之一。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料；設(shè)計(jì)；影響因素

在瀝青路面中，瀝青混合料的設(shè)計(jì)配比是控制路面質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，所以在選擇材料和配比上就要格外注意，根據(jù)材料的不同結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分類，在配比時(shí)也要根據(jù)運(yùn)輸量、行車率的大小、是否有坡度、平曲線半徑、氣候變化和潮濕陰雨情況進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比分析，結(jié)合不同結(jié)構(gòu)層的作用，綜合確定。在這其中原混合料的質(zhì)量要經(jīng)過嚴(yán)格把關(guān)，瀝青混合料質(zhì)量保證的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是要通過瀝青混合料組成設(shè)計(jì)優(yōu)化瀝青混合料的結(jié)構(gòu)，以確保瀝青混合料的質(zhì)量。

一、概述

瀝青混合料設(shè)計(jì)的科學(xué)性，是保證瀝青路面質(zhì)量的重要手段，因此在選擇瀝青混合料結(jié)構(gòu)層類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)交通量大小、荷載種類、路線縱坡、平曲線半徑、氣候變化和潮濕陰雨情況等，結(jié)合不同結(jié)構(gòu)層的作用，綜合確定。在原材料質(zhì)量保證的前提下，瀝青混合料質(zhì)量保證的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是要通過瀝青混合料組成設(shè)計(jì)優(yōu)化瀝青混合料的結(jié)構(gòu)，以確保瀝青混合料的質(zhì)量。配合比設(shè)計(jì)一般按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三階段來實(shí)施，并通過鋪筑試驗(yàn)段驗(yàn)證確定瀝青混合料的施工級(jí)配曲線范圍和最佳瀝青用量。

1、瀝青混合料級(jí)配的確定。礦料級(jí)配確定是很嚴(yán)肅的工作，根據(jù)近年來的經(jīng)驗(yàn)，路面結(jié)構(gòu)應(yīng)遵照嵌擠密實(shí)的原則，通過馬歇爾設(shè)計(jì)在滿足瀝青混合料基本體積性質(zhì)的基礎(chǔ)上，盡可能使良好級(jí)配集料最終形成緊密嵌擠骨架結(jié)構(gòu)，同時(shí)保證有足夠的裹覆瀝青所需的結(jié)構(gòu)比表面積，礦粉之間處于緊密狀態(tài)，并為礦料在瀝青之間相互作用創(chuàng)造良好條件，使瀝青混合料最大限度地發(fā)揮強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的效應(yīng)，從而獲得最好路用性能。

2、瀝青混合料最佳瀝青用量的確定。瀝青混合料中瀝青的用量對(duì)瀝青混合料的使用性能有重要的影響。瀝青用量太大易導(dǎo)致泛油和車轍，瀝青用量太小易出現(xiàn)耐久性問題。因此，尋找一種合理的瀝青用量確定方法，確定瀝青用量適中顯得尤為關(guān)鍵。我國(guó)規(guī)范規(guī)定，瀝青混合料最佳油石比通過馬歇爾設(shè)計(jì)用OAC的方法來確定，一般OACl及OAC2的中值作為最佳瀝青用量OAC，許多情況沒有考慮氣候，交通條件，參照實(shí)踐調(diào)整OAC工作都沒有進(jìn)行，這是不完善的，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際考慮路各項(xiàng)性能指標(biāo)重要程度綜合確定OAC。

二、瀝青混合料影響指標(biāo)的因素考慮

1、粉膠比。在確定瀝青用量時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)礦粉與瀝青的質(zhì)量比例，即通常所說的粉膠比。粉膠比的理論依據(jù)是礦粉不僅是填充粗細(xì)集料間隙的細(xì)小礦料，更是與瀝青組成的結(jié)合料，這種瀝青礦粉結(jié)合料是黏結(jié)填充粗細(xì)集料的黏結(jié)劑。瀝青用量首先要求礦料表面有一個(gè)適宜的瀝青膜厚度，對(duì)一定數(shù)量的礦粉，瀝青用量太多，它與礦粉的用量有一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤?。粉膠比太小，路面會(huì)泛油；粉膠比過大使有效的瀝青用量偏小，黏結(jié)力減弱，并導(dǎo)致瀝青混合料松散，縮短瀝青路面使用壽命。一般粉膠比控制在1～1.2為宜。

2、高溫穩(wěn)定性。瀝青混合料高溫各項(xiàng)性能指標(biāo)，在設(shè)計(jì)和施工中均應(yīng)考慮。隨著現(xiàn)代高速公路及城市快速路的渠化交通，瀝青路面在行車荷載單向反復(fù)作用下，很容易出現(xiàn)車轍、推移、擁包、搓板、泛油等破壞，但高溫穩(wěn)定性主要表現(xiàn)為車轍。車轍的影響因素主要有集料、結(jié)合料、混合料類型、荷載、環(huán)境條件等，據(jù)研究得出的經(jīng)驗(yàn)說法，瀝青結(jié)合的高溫抗車能力有60%依賴于礦料級(jí)配的嵌擠作用，瀝青結(jié)合的黏結(jié)性能有40%的貢獻(xiàn)，對(duì)不同組成的瀝青結(jié)合料，集料（尤其是生產(chǎn)嵌擠的粗集料）比例是重要因素。甘肅省的幾條高速公路大多采用密級(jí)配瀝青砼，如果集料是浮在瀝青（砂）漿中，嵌擠作用不能很好形成，瀝青將提高主要因素抗車轍性能就明顯降低，提高防車轍能力措施：集料質(zhì)量很重要，應(yīng)選用堅(jiān)硬穩(wěn)定，表面粗糙，有棱角，顆粒接近立方體的集料。選擇較粗的級(jí)配有好的抗車轍能力，但不容易控制，級(jí)配過粗導(dǎo)致無法緊密嵌擠，反而影響高溫穩(wěn)定性，且使空隙率強(qiáng)大引起水破壞。限制砂的含量，尤其是細(xì)砂用量，太大使級(jí)配容易產(chǎn)生塑性流動(dòng)，選用低標(biāo)號(hào)瀝青、改性瀝青，綜合確定最佳瀝青用量。

3、水穩(wěn)性。瀝青路面損害主要是水穩(wěn)性導(dǎo)致的水損害，瀝青路面在水或凍融循環(huán)的作用下，由于行車的動(dòng)荷載作用，進(jìn)入路面空隙的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力成真空負(fù)壓抽吸的反循環(huán)作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，瀝青黏附性降低，逐漸喪失了黏結(jié)能力，瀝青膜從石料表面逐漸脫落（剝離），瀝青混合料掉粒松散、繼而形成路面的松散、剝落和坑槽等破壞。據(jù)相關(guān)調(diào)查試驗(yàn)表明，水分從瀝青面層中蒸發(fā)要比滲透進(jìn)去困難的多、慢的多。侵入路面結(jié)構(gòu)層中的水使結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低，瀝青與集料的黏附性下降，致使瀝青從集料表面剝落，剝落破壞包括兩種狀態(tài)，其一是自身剝落破壞，其二是在交通荷載作用下路面破壞。水穩(wěn)性破壞的作用機(jī)理。主要依據(jù)是黏附性理論，黏附指的是一種物體與另一種物體黏附時(shí)的物理作用或分子力。影響瀝青與集料之間的因素，包括瀝青與集料的表面的界面張力，瀝青與集料的化學(xué)組成，瀝青的黏性，集料的表面構(gòu)造，集料的空隙率，集料的清潔度，集料的含水量和集料與瀝青拌和時(shí)的溫度。減少水穩(wěn)性破壞的措施：選擇顆粒級(jí)配良好的集料，提高瀝青與集料的黏附性，提高集料之間的黏結(jié)力，加入適量瀝青用量1%～2%的消石灰粉代替一部分礦粉，加入胺類抗剝落劑或使用改性瀝青來提高黏結(jié)力，設(shè)計(jì)配合組成時(shí)從級(jí)配上控制空隙率降低水入侵嚴(yán)格控制降低空隙率。加強(qiáng)集料黏附力試驗(yàn)，用水煮法控制黏附力，用瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)（侵水馬歇爾試驗(yàn)、侵水劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)、侵水車轍等）控制瀝青混合料水穩(wěn)性指標(biāo)。

4、耐久性能。瀝青砼路面的耐久性就是瀝青砼路面的抗老化及耐疲勞能力，它直接影響到瀝青路面的使用壽命，影響因素主要是材料的抗老化性能與抗老疲勞性能，以及瀝青料的抗老化及抗疲勞性能。提高瀝青的抗老化及耐疲勞措施：

選用硬度小延度好的瀝青，瀝青的種類和坡度對(duì)瀝青混合料的影響基本用它對(duì)混合料勁度作用來衡量。通過相互試驗(yàn)表明，瀝青愈軟，疲勞壽命愈長(zhǎng)。在保證瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓技術(shù)性能的前提下下盡可能采用比較低的拌和溫度，并嚴(yán)格控制不得超過規(guī)范規(guī)定的拌和溫度，最好不得超過175℃.以杜絕將瀝青燒老化，增強(qiáng)瀝青混合料抗疲勞性能。

在實(shí)際生產(chǎn)中，綜合考慮各種因素的影響，對(duì)優(yōu)化瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，保證瀝青路面的質(zhì)量具有十分重要的意義。同時(shí)，要做好瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，首先應(yīng)保證原材料的質(zhì)量，其次要提高試驗(yàn)人員的操作技能，保證試驗(yàn)儀器精度，嚴(yán)格按試驗(yàn)規(guī)程操作，將試驗(yàn)誤差減少到最小程度，瀝青混合料質(zhì)量控制在設(shè)計(jì)施工過程中難以把握，尤其路面性能的各項(xiàng)指標(biāo)是相互制約，相互矛盾，往往顧此失彼，所在混合料設(shè)計(jì)施工過程中要周密籌劃兼顧各項(xiàng)指標(biāo)，因地制宜，解決好主要矛盾，抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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