瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題剖析

【摘 要】 瀝青混合料配合比的組成效果，直接關(guān)系到瀝青路面的路用性能，本文對瀝青混合料設(shè)計(jì)過程中容易出現(xiàn)問題的因素給予了解析，并提出了具體的操作規(guī)范及必要的應(yīng)對措施。

【關(guān)鍵詞】 瀝青；混合料；配合比

瀝青混合料路面具有行車舒適、噪音低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，近年來在我國的公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著時間的推移，發(fā)現(xiàn)這種路面的缺陷也是不容忽視的，通過十幾年的應(yīng)用，也發(fā)現(xiàn)這種路面在我國的使用過程中普遍出現(xiàn)耐久性差和早期容易損壞兩個突出問題，給我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來了很大的損失。這種狀況的出現(xiàn)或許和材料、施工工藝和質(zhì)量控制等因素有關(guān)，但是，瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法存在問題才是最大的一個原因。如果配合比設(shè)計(jì)不合理，那么就算施工工藝和質(zhì)量控制水平再高，也難以保證工程質(zhì)量。

一、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中的幾個影響因素

混合料配合比設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)是對原材料的級配進(jìn)行測試、合成級配的計(jì)算、進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)制作試件、測試并選定最佳的油石比等，最終，為瀝青路面施工的推廣做好最后的準(zhǔn)備。為此，我們必須在瀝青混合料的配比設(shè)計(jì)中把握好各個影響因素，以保障試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.原材料的質(zhì)量和取樣

瀝青和填料的質(zhì)量以及礦料的級配、顆粒形狀、粘附性等特征，都對路面的質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。對礦料的分檔和級配的好壞又決定了礦質(zhì)混合料的配比好壞。對市場上常供應(yīng)的礦料進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)，其中含泥量大、針片狀礦料含量高、級配和均勻性都較差，若采用這種礦料生產(chǎn)瀝青混合料，產(chǎn)品質(zhì)量是很難控制的。因此，進(jìn)行瀝青混合料配比設(shè)計(jì)選材過程中，要把握好原材料和備料的質(zhì)量。

而要想真實(shí)地獲得原材料的質(zhì)量屬性，就要在原材料取樣的時候保證所有的操作行為符合JTG E42-2005（《公路工程集料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》）的要求。具體的，如對同批次的原材料進(jìn)行取樣時，規(guī)范的操作手法是從原材料堆的頂部、中部、底部取大致相同的具有代表性的部分組成一份試樣。若是從皮帶運(yùn)輸機(jī)上面取樣，只需在出料口抽取不同的幾份有代表性的樣品組成一組即可。在取樣中的所有細(xì)節(jié)操作都應(yīng)合乎規(guī)范的要求，只有照顧好這些細(xì)節(jié)，才能保證試樣有足夠的表征能力。

按照規(guī)范的要求，還要采用四分法或者分料器對試樣進(jìn)行縮分，這也是為了減少平行試驗(yàn)中的誤差。

2.礦質(zhì)混合料設(shè)計(jì)

按照規(guī)范的要求，礦質(zhì)混合料的設(shè)計(jì)合成級配以混合料通過篩孔時的通過量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定。如通過包括0.075mm、2.36mm、4.75mm標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的篩孔時，其通過量要求能接近設(shè)計(jì)級配范圍的中限才可。問題是，在實(shí)際的操作過程中，試驗(yàn)的所有操作，包括傳統(tǒng)的圖解法初算、電腦試算調(diào)整或者人機(jī)對話的計(jì)算方法，都和試驗(yàn)人員熟練程度、經(jīng)驗(yàn)豐富程度有很大的關(guān)系。若是試驗(yàn)人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，忽略了將當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境、氣候條件等因素考慮在內(nèi)，片面追求合成級配接近級配中值，那么，很容易出現(xiàn)公路通車后不久就出現(xiàn)損壞的情況。

3.瀝青試樣的制備

為了避免出現(xiàn)瀝青試樣老化影響到瀝青混合料的性能，在試驗(yàn)中，應(yīng)避免對瀝青料的直接加熱，如必須加熱，則應(yīng)注意試樣反復(fù)加熱不能超過兩次，且溫度不超過規(guī)定范圍。

4.實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)操作精確度

在確定礦料級配的時候，常常將干篩法和水洗法共同使用來確認(rèn)。但是，干篩法不能將粘附于礦料上的小于0.075mm的礦粉成分篩下去，這樣在配料時就不好把握應(yīng)該具體地添加多少礦粉。尤其是對于那些含石粉較多的材料，進(jìn)行礦料摻配時更容易出現(xiàn)失誤。即使是結(jié)合水洗法來評定，也是難以得到較精確的級配，這是因?yàn)榈V料中小于0.075mm的成分還包括粘土、石粉、塵屑等成分，用水洗法是無法將這些區(qū)分開的。因此，最好進(jìn)一步進(jìn)行砂當(dāng)量試驗(yàn)，對礦料的潔凈程度進(jìn)行真實(shí)的評價。

5.實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備檢定情況

通常要求在實(shí)驗(yàn)之前對所需的儀器進(jìn)行檢定合格之后才能使用。保證實(shí)驗(yàn)所用到的儀器和設(shè)備都在一個精準(zhǔn)的狀態(tài)，這樣試驗(yàn)的結(jié)果才更有準(zhǔn)確性。配比設(shè)計(jì)中以馬歇爾實(shí)驗(yàn)最為關(guān)鍵，對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度要求非常高。因此，對關(guān)鍵儀器馬歇爾穩(wěn)定度測定儀的校準(zhǔn)工作更要仔細(xì)。

在實(shí)驗(yàn)過程中，若遇到荷載增加量變化很小，流值卻保持增大的情況，就要首先對儀器的精度進(jìn)行檢查，察看儀器的精度有沒有出現(xiàn)異常跑偏的現(xiàn)象。若所有操作都已經(jīng)符合規(guī)范要求，就可以按照要求及時對試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行修正，如原點(diǎn)修正、或者是直接采用荷載98%處對應(yīng)的變形值作為流值，這些都需要在試驗(yàn)報(bào)告中表明。

6.馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和最佳瀝青用量

進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)時，要將本地的實(shí)際情況如氣溫極值、車況、水文情況等考慮在內(nèi)，還要留有擴(kuò)充的余地，在此基礎(chǔ)上選定合適的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍來確定瀝青用量。瀝青的具體用量則應(yīng)在生產(chǎn)配合比驗(yàn)證、試拌、試驗(yàn)段鋪筑的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合選定，以能滿足路面的功能要求為準(zhǔn)。根據(jù)目標(biāo)空隙率選定的瀝青用量直接決定了瀝青混合料的性能，也最終決定了路面性能的好壞。在此，可通過馬氏試驗(yàn)來確定最佳瀝青用量。

二、可采取的措施

為了能夠在實(shí)驗(yàn)過程中將誤差減小到最低的程度，應(yīng)根據(jù)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素，從以下幾個方面進(jìn)行把握：

（1）提高對原材料質(zhì)量的重視程度，嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，如有可能，最好從生產(chǎn)源頭開始把握質(zhì)量關(guān)，這點(diǎn)對于那些碎石備料的選用尤為重要。

（2）對參與實(shí)驗(yàn)的人員要嚴(yán)格考察他們的職業(yè)素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)前也要進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，將按照規(guī)范進(jìn)行操作的要求傳達(dá)給他們，并在實(shí)驗(yàn)操作過程中派專人進(jìn)行指導(dǎo)，盡量減少試驗(yàn)中人為誤差的出現(xiàn)。進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)全部過程中的實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該做到能夠滿足試驗(yàn)精度的要求，所有的操作都必須按照規(guī)范進(jìn)行。在進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)時，那些超過標(biāo)準(zhǔn)差的偶然誤差可以剔除，避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（3）試驗(yàn)儀器的示值應(yīng)盡量保持精度合格。在實(shí)驗(yàn)前要對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，檢查儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)是否有異樣，計(jì)量是否準(zhǔn)確。在試驗(yàn)中也要不斷地對儀器的設(shè)定進(jìn)行檢查，察看設(shè)備是否有異常，操作是否合理。平常要多對儀器進(jìn)行保養(yǎng)和管理，不允許在實(shí)驗(yàn)中有玩忽職守及隨意對儀器進(jìn)行操作。

（4）生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)源于目標(biāo)配合比，配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證是生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)的后一步驟，這些是生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)必走的三個步驟，這三個步驟涵蓋了理論的研究和對理論的實(shí)踐檢驗(yàn)全過程，是全面進(jìn)行施工推廣之前的最后準(zhǔn)備工作。其中，將瀝青混合料進(jìn)行試拌、試鋪以及對混合料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，由此來具體確定適合的標(biāo)準(zhǔn)配合比。若需調(diào)整料源或者經(jīng)測試瀝青混凝土配合比不符合要求時，需及時對配合比進(jìn)行調(diào)整，并重新進(jìn)行試拌、試鋪，直至生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)達(dá)到規(guī)范要求。另外，所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)配合比不能忽視混合料的生產(chǎn)供給能力因素，供給能力要和生產(chǎn)所需的能力持平，才能保障工程順利進(jìn)行。

結(jié)語：在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中，綜合考慮各種因素的影響，對于保證瀝青路面的性能質(zhì)量非常重要。這需要我們在保證原材料質(zhì)量的基礎(chǔ)上，采用高精度的儀器進(jìn)行合乎規(guī)范的操作，才能保證在混合料配合比設(shè)計(jì)中將試驗(yàn)誤差降到最低。只有重視了這些因素，才能增加試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度，提高我們對生產(chǎn)過程的控制水平。

參考文獻(xiàn)

[1]李文杰，梁斌，李金鳳，韓素華.基于MATLAB的瀝青混合料配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（4）：15-16

[2]李德超.瀝青混合料生產(chǎn)配合比調(diào)整中的幾個問題[J].公路，2006（1）：23-24

[3]沈金安.關(guān)于瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)確定最佳瀝青用量的問題[J].公路，2001（11）：47-48

[4孫維豐，許素蘭，馬士賓，崔洪軍.瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化計(jì)算新方法[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2007（5）：25-26

[5]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 JTGF40-2004