楊勇

摘 要：本文通過對高模量瀝青混合料的特點和使用范圍進行簡單的闡述，分析了配合比設(shè)計，希望可以為公路工程施工提供理論方面的幫助。

關(guān)鍵詞：公路工程;高模量瀝青混合料;配合比設(shè)計

1 高模量瀝青混合料在公路工程中的應(yīng)用背景

我國在高等級公路施工建設(shè)中，超過70%的公路都采用瀝青混合料作為路面攤鋪材料，這是因為瀝青混合料具有粘結(jié)力大、強度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)秀的路面材料特點，極大的提高了公路通行的質(zhì)量。可是隨著人們生活水平的提高，出行基本都會選擇乘坐交通工具，這導(dǎo)致我國的交通量急劇增加，并且由于對公路維護工程不夠重視，各地都在搞建設(shè)，超載和重載的情況頻繁發(fā)生，再加上我國幅員遼闊，某些地區(qū)的氣候十分惡劣，導(dǎo)致公路過早就出現(xiàn)裂隙、坑槽等嚴(yán)重?fù)p害公路質(zhì)量的病害，公路的路面性能急劇下降，影響了人們的安全出行，公路使用壽命減少。瀝青混合料是十分常見的粘性材料，它的性能嚴(yán)重受到溫度等外界性能的影響，在高溫度情況下十分容易發(fā)生形變，并且形變后不可逆轉(zhuǎn)，在低溫環(huán)境中，容易發(fā)生開裂和沉降。

為了進一步的提高公路路面的質(zhì)量，解決上述的問題，人們進行了大量的研究，針對性的采取了各種措施，常見的措施有改善瀝青混合料中的礦料級配，使用質(zhì)量更佳的粗細(xì)集料，可是取得的效果并不理想，付出和收入不成正比。因此在科學(xué)技術(shù)進一步發(fā)展的社會背景下，人們將目光投向了研究新型路面材料的方向，公路工程領(lǐng)域的眾多專家學(xué)者紛紛開始研究，不斷的提出新的材料，由此高模量瀝青混合料應(yīng)運而生，成為了高等級公路工程建設(shè)的常用材料。高模量瀝青混合料作為新型的路面材料，相較于一般的瀝青混合料，它具有耐疲勞、抗低溫開裂、高模量等更為優(yōu)秀的路面材料特點，極大的提高了路面的抗車撤能力。

2 高模量瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特點和適用范圍

2.1 結(jié)構(gòu)特點

通過對改性瀝青的使用，極大了提高了瀝青混合料的模量，路面的車輛荷載得到有效增加，在高溫環(huán)境下，穩(wěn)定性更好，不容易發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的形變，在低溫情況下，具有力了強抗裂性能，有效的增加了路面的使用壽命，降低了路面維護施工的難度，節(jié)約了維護成本。同時因為它強大的抗疲勞性和高荷載能力，可以在路面設(shè)計時，在保證路面強度的前提下，合理的降低路面的厚度。高模量瀝青混合料的模量還要高于改性瀝青，在15℃、10 Hz的實驗環(huán)境中，動態(tài)模量超過了14 000 MPa。使用高模量瀝青混合料作為路面攤鋪的材料，瀝青混合料的拌和、攤鋪和碾壓施工環(huán)節(jié)中，溫度要求都比一般的瀝青混合料要高，在拌和過程中，還需要加入外滲劑，防止瀝青混合料出現(xiàn)外滲的情況，所以在進行配合比設(shè)計時，需要考慮到添加外滲劑后對配合比的影響。

2.2 適用范圍

高模量瀝青混合料的性能十分的優(yōu)越，可以用于各個等級的公路施工建設(shè)當(dāng)中，作為各面層主要材料，考慮到公路工程的建設(shè)成本，高模量瀝青混合料最適合用于各種特殊環(huán)境的公路建設(shè)當(dāng)中，下面總結(jié)幾類常使用高模量瀝青混合料的場景。（1）高輪壓荷載道路。這類公路的通行的基本上屬于大型車輛，對路面施加的輪壓較高，例如在港口通行的路面。（2）重載交通道路。這類公路的通行的基本上屬于重載貨車，需要要求路面具有更強的承載力，例如工程建設(shè)頻繁的地區(qū)。（3）慢速交通道路。這類公路通常具有非常長的陡坡，或者經(jīng)常發(fā)生堵車，例如市內(nèi)高橋公路。

3 高模量瀝青混合料在公路工程中的應(yīng)用分析

3.1 工程概況

在進行配合比設(shè)計的過程中，實驗所參考的對象為某實際的公路工程建設(shè)。在某公路工程當(dāng)中，公路所處的位置氣候惡劣，晝夜溫差較大，并且降水量主要集中在夏季，公路等級設(shè)計為二級公路，路基和路面的寬度分別設(shè)計為8.5 m和7 m，平均縱坡 5%，為了保證公路質(zhì)量，決定采用高模量瀝青混合料作為施工的主要材料，根據(jù)此公路工程的特點和需求，進行配合比的設(shè)計。對于不用類型的瀝青混合料，配合比都有著明確的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)的專業(yè)技術(shù)人員需要做好配合比設(shè)計，根據(jù)實際的公路工程施工情況，在各個方面優(yōu)化配合比，保證高模量瀝青混合料的質(zhì)量，在對配合比進行優(yōu)化的過程中，必須要保證其科學(xué)合理性，所以需要進行大量的馬歇爾試驗，最終得到配合比設(shè)計結(jié)果。在對瀝青混合料拌和時，施工人員需要根據(jù)要求控制拌和時瀝青混合料的溫度，做好有關(guān)防治措施。若發(fā)現(xiàn)所用的瀝青材料達不到指標(biāo)要求，則需要禁止將材料運到混合料生產(chǎn)的現(xiàn)場，因為瀝青材料均具有極高的相似度，用肉眼根本難以分辨，很可能將會導(dǎo)致材料用錯的情況發(fā)生，進而導(dǎo)致所生產(chǎn)的高模量瀝青混合料不符合要求。

3.2 高模量瀝青混合料的配合比設(shè)計

在使用高模量瀝青混合料作為公路工程施工的主要材料的時候，集料級配的科學(xué)合理性，將會直接影響公路工程施工的質(zhì)量。所謂的高模量瀝青混合料的集料級配，從字面上的意思就能看出，它是指高模量瀝青混合料所用料集料的粒徑顆粒的分配?？紤]到公路工程路面強度和穩(wěn)定性的需求，進行計算后進行集料級配，最終所得的級配結(jié)果如下圖。

在進行干拌的過程中，隨著干拌時間的增加，各種添加劑均勻的分散到瀝青混合料當(dāng)中，制成標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件進行馬歇爾試驗，可以發(fā)現(xiàn)高模量瀝青混合料的空隙率在減少，干拌時間達到20 s后漸漸趨于穩(wěn)定。至于馬歇爾模數(shù)，則是同空隙率相反，它是隨著干拌時間在增加，不過同樣在20 s后漸漸的穩(wěn)定。從這次馬歇爾試驗當(dāng)中，綜合下來干拌時間最好控制在20 s，并且當(dāng)添加劑加入拌和后，需要及時進行拌合，這樣可以避免添加劑和集料結(jié)合成粘稠團狀物，這樣添加劑就不能充分的發(fā)揮出該有的功效，嚴(yán)重影響高模量瀝青混合料的質(zhì)量，導(dǎo)致路面質(zhì)量受到影響。

在高模量瀝青混合料拌和的過程中，對拌和溫度的控制也十分重要。因為高模量瀝青混合料所用材料的因素，它的拌和溫度要較高于一般的瀝青混合料，如果拌和溫度過低，那么所得到的瀝青混合料的性能就會出現(xiàn)問題，在用于公路工程施工建設(shè)中，會發(fā)現(xiàn)瀝青混合料難以壓實，嚴(yán)重的影響路面的質(zhì)量，可是溫度也不能過高，溫度過高會導(dǎo)致瀝青老化，粘結(jié)力大大降低。在進行最佳拌合溫度確定的過程中，從165℃開始進行，發(fā)現(xiàn)瀝青混合料的空隙率在拌和溫度增加后，它也慢慢的減少，當(dāng)溫度達到175℃，空隙率來到最小值，隨后又慢慢的增加，而馬歇爾模數(shù)和穩(wěn)定度是隨著溫度的升高先是增加，然后慢慢的減少，也是大致在175℃出現(xiàn)最大值，因此在綜合多項因素的考慮后，確定高模量瀝青混合料最佳拌和的穩(wěn)定為175℃，這跟設(shè)計時的預(yù)期大體相似，拌和溫度的確比一般的瀝青混合料要高，大約高10℃～15℃。

在采用馬歇爾試驗方法確定最佳油石比后，得到的高模量瀝青混合料的目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)果檢測如下表所示。

3.3 高模量瀝青混合料的運用

當(dāng)高模量瀝青混合料生產(chǎn)完成后，將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，這個過程也十分的講究。根據(jù)對施工經(jīng)驗的總結(jié)，在運輸混合料之前，需要提前對路況進行了解，甚至需要考慮到當(dāng)天的天氣情況，并且為保證攤鋪的效率，運料車的數(shù)量也要保證，一般來說需要5輛左右的運料車才能滿足攤鋪時的需求。除此之外，在運輸?shù)倪^程中，因為高模量瀝青混合料的攤鋪和碾壓溫度要比一般的瀝青混合料較高，為了保證瀝青混凝土的溫度達到攤鋪時的溫度要求，一般會在車頂覆蓋篷布，同時在進行連續(xù)攤鋪施工時，控制好攤鋪機之間的距離，卸料時運料車掛空擋，依靠攤鋪機施加的動能前進，配合攤鋪機完成卸料。

在攤鋪時要做好路基的處理工作，需要控制攤鋪時的溫度，攤鋪溫度是影響攤鋪質(zhì)量的關(guān)鍵，在攤鋪過程中需要由專門的施工人員檢查記錄攤鋪溫度，嚴(yán)格控制好上下限溫度，不能超過上限，也不能低于下限。

當(dāng)攤鋪施工完成后，就要開始進行碾壓施工，這個環(huán)節(jié)也非常重要根據(jù)碾壓標(biāo)準(zhǔn)的不同，可以將分為三個環(huán)節(jié)初壓、復(fù)壓和終壓，每個環(huán)節(jié)都存在相互影響，施工順序要十分明確。初壓時在攤鋪完成后就開始，對環(huán)境具有較高大的要求，初壓完成后的復(fù)壓需要進行兩三次，碾壓速度相對初壓時需要有一定程度的提升，通過復(fù)雜消除在初壓過程中所導(dǎo)致痕跡，最后的終壓環(huán)節(jié)是為了進一步的提高路面的平整性，碾壓過程中保持勻速，對復(fù)壓過后平整度依然存在問題的路面進行處理。在進行碾壓的過程中，施工人員需要控制碾壓的溫度，當(dāng)最后一次的碾壓完成后，需要專業(yè)人員對路面的平整度進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)存在問題，需要及時進行處理。

4 總結(jié)

為了延長環(huán)境惡劣的公路路段的使用壽命，保證路段的通行質(zhì)量，對施工技術(shù)和材料質(zhì)量的要求極高，使用高模量瀝青混合料可以提高路面各方面的性能，因此在公路工程建設(shè)過程中，需要考慮實際需求，注重對高模量瀝青混合料的運用，確保我國公路工程施工的質(zhì)量，為我國的經(jīng)濟建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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