瀝青混合料設計的影響因素

付銀凱

摘 要：青混合料是一種復合型材料，它由瀝青、粗集料、細集料、礦粉及外摻劑組成。由這些不同質量和數量的材料混合后形成不同的結構，并且具有不同的力學性質，瀝青混合料配合比組成設計是否合理.直接影響了瀝青路面的使用性能。因此，瀝青混合料設計是瀝青路面質量管理控制的基礎之一。

關鍵詞：瀝青混合料；設計；影響因素

在瀝青路面中，瀝青混合料的設計配比是控制路面質量的一個關鍵點，所以在選擇材料和配比上就要格外注意，根據材料的不同結構類型進行分類，在配比時也要根據運輸量、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行詳細的對比分析，結合不同結構層的作用，綜合確定。在這其中原混合料的質量要經過嚴格把關，瀝青混合料質量保證的另一個重要環節就是要通過瀝青混合料組成設計優化瀝青混合料的結構，以確保瀝青混合料的質量。

一、概述

瀝青混合料設計的科學性，是保證瀝青路面質量的重要手段，因此在選擇瀝青混合料結構層類型時，應根據交通量大小、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，結合不同結構層的作用，綜合確定。在原材料質量保證的前提下，瀝青混合料質量保證的另一個重要環節就是要通過瀝青混合料組成設計優化瀝青混合料的結構，以確保瀝青混合料的質量。配合比設計一般按目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證三階段來實施，并通過鋪筑試驗段驗證確定瀝青混合料的施工級配曲線范圍和最佳瀝青用量。

1、瀝青混合料級配的確定。礦料級配確定是很嚴肅的工作，根據近年來的經驗，路面結構應遵照嵌擠密實的原則，通過馬歇爾設計在滿足瀝青混合料基本體積性質的基礎上，盡可能使良好級配集料最終形成緊密嵌擠骨架結構，同時保證有足夠的裹覆瀝青所需的結構比表面積，礦粉之間處于緊密狀態，并為礦料在瀝青之間相互作用創造良好條件，使瀝青混合料最大限度地發揮強度結構的效應，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瀝青混合料的使用性能有重要的影響。瀝青用量太大易導致泛油和車轍，瀝青用量太小易出現耐久性問題。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鍵。我國規范規定，瀝青混合料最佳油石比通過馬歇爾設計用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，參照實踐調整OAC工作都沒有進行，這是不完善的，應結合工程實際考慮路各項性能指標重要程度綜合確定OAC。

二、瀝青混合料影響指標的因素考慮

1、粉膠比。在確定瀝青用量時，應檢驗礦粉與瀝青的質量比例，即通常所說的粉膠比。粉膠比的理論依據是礦粉不僅是填充粗細集料間隙的細小礦料，更是與瀝青組成的結合料，這種瀝青礦粉結合料是黏結填充粗細集料的黏結劑。瀝青用量首先要求礦料表面有一個適宜的瀝青膜厚度，對一定數量的礦粉，瀝青用量太多，它與礦粉的用量有一個適當的比例。粉膠比太小，路面會泛油；粉膠比過大使有效的瀝青用量偏小，黏結力減弱，并導致瀝青混合料松散，縮短瀝青路面使用壽命。一般粉膠比控制在1～1.2為宜。

2、高溫穩定性。瀝青混合料高溫各項性能指標，在設計和施工中均應考慮。隨著現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作用下，很容易出現車轍、推移、擁包、搓板、泛油等破壞，但高溫穩定性主要表現為車轍。車轍的影響因素主要有集料、結合料、混合料類型、荷載、環境條件等，據研究得出的經驗說法，瀝青結合的高溫抗車能力有60%依賴于礦料級配的嵌擠作用，瀝青結合的黏結性能有40%的貢獻，對不同組成的瀝青結合料，集料（尤其是生產嵌擠的粗集料）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：集料質量很重要，應選用堅硬穩定，表面粗糙，有棱角，顆粒接近立方體的集料。選擇較粗的級配有好的抗車轍能力，但不容易控制，級配過粗導致無法緊密嵌擠，反而影響高溫穩定性，且使空隙率強大引起水破壞。限制砂的含量，尤其是細砂用量，太大使級配容易產生塑性流動，選用低標號瀝青、改性瀝青，綜合確定最佳瀝青用量。

3、水穩性。瀝青路面損害主要是水穩性導致的水損害，瀝青路面在水或凍融循環的作用下，由于行車的動荷載作用，進入路面空隙的水不斷產生動水壓力成真空負壓抽吸的反循環作用，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。據相關調查試驗表明，水分從瀝青面層中蒸發要比滲透進去困難的多、慢的多。侵入路面結構層中的水使結構強度降低，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，其一是自身剝落破壞，其二是在交通荷載作用下路面破壞。水穩性破壞的作用機理。主要依據是黏附性理論，黏附指的是一種物體與另一種物體黏附時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，瀝青與集料的化學組成，瀝青的黏性，集料的表面構造，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的溫度。減少水穩性破壞的措施：選擇顆粒級配良好的集料，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力，設計配合組成時從級配上控制空隙率降低水入侵嚴格控制降低空隙率。加強集料黏附力試驗，用水煮法控制黏附力，用瀝青混合料水穩定性試驗（侵水馬歇爾試驗、侵水劈裂強度試驗、凍融劈裂強度試驗、侵水車轍等）控制瀝青混合料水穩性指標。

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瀝青混合料的影響基本用它對混合料勁度作用來衡量。通過相互試驗表明，瀝青愈軟，疲勞壽命愈長。在保證瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓技術性能的前提下下盡可能采用比較低的拌和溫度，并嚴格控制不得超過規范規定的拌和溫度，最好不得超過175℃.以杜絕將瀝青燒老化，增強瀝青混合料抗疲勞性能。

在實際生產中，綜合考慮各種因素的影響，對優化瀝青混合料配合比設計，保證瀝青路面的質量具有十分重要的意義。同時，要做好瀝青混合料配合比設計，首先應保證原材料的質量，其次要提高試驗人員的操作技能，保證試驗儀器精度，嚴格按試驗規程操作，將試驗誤差減少到最小程度，瀝青混合料質量控制在設計施工過程中難以把握，尤其路面性能的各項指標是相互制約，相互矛盾，往往顧此失彼，所在混合料設計施工過程中要周密籌劃兼顧各項指標，因地制宜，解決好主要矛盾，抓住關鍵環節。

參考文獻

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