瀝青混合料配合比組成設計對瀝青路面施工質量影響

王修本 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

0 引言

在瀝青道路的施工準備階段，合理的瀝青混合料配合比設計組成對瀝青路面質量控制起到重要作用，本文主要從原材料質量、瀝青混合料配合比組成的技術要求以及合理的拌合工藝三個方面對瀝青路面質量形成進行分析，提出合理化改進建議，以期能夠進一步提升瀝青路面的施工建設水平，延長瀝青道路的使用壽命。

1 原材料質量

瀝青混合料是由礦料金額瀝青結合料拌和而成的混合料，按材料組成及結構分為連續級配、間斷級配混合料，原材料使用之前必須經檢測部門檢驗合格后方能使用，特別要注意的是單檔集料的某一個指標不符合于要求但組成的混合料經檢測滿足要求是允許使用的，而且不同級配類型瀝青配合比所適用的環境（道路等級、氣候條件、工程性質、交通條件等）不同，對原材料的技術要求也有所不同。如何根據用途選擇原材料，最大程度地發揮原材料的使用價值，這就要求檢測部門“科學、客觀、公正”提供試驗數據，根據試驗數據判斷材料適用于何種類型的瀝青混合料，從而真正起到控制路面質量的作用，延長瀝青路面的使用壽命。

2 瀝青混合料配合比設計技術要求

2.1 瀝青混合料配合比設計

瀝青配合比設計主要依據我國現行的《公路瀝青路面施工技術規范》規定進行，以馬歇爾試驗的設計方法，采用不同的礦料級配和瀝青用量，使混合料的體積指標達到規范和工程實際需要，此方法的設計步驟主要體現以下幾個方面：

瀝青混合料的配合比設計主要為目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段。配合比設計的任務：①瀝青結合料與礦料的選擇（目標配合比設計階段）；②礦料級配設計與礦料配合比確定；③最佳瀝青用量或最佳油石比設計。

原材料的選擇：目前市場上供應的原材料種類較多，常見跨省的原材料供應產地，而原材料有的性能指標是受溫濕度變化產生影響的，材料在生產、進場和投料加工成混合料三種情況下檢測的性能數據已有明顯變化，所以建議檢測的原材料采用經過拌合設備加熱、冷卻至室溫后的材料。

配合比設計級配和最佳瀝青用量（OAC）確定后必須對混合料進行高溫穩定性能、水穩定性能、低溫抗裂性、滲水系數檢驗。

瀝青配合比設計報告必須報監理審核，并經第三方檢測單位驗證合格后方能進行瀝青路面試驗段施工，瀝青混合料的配合比設計應充分考慮現場施工性能，使瀝青混合料容易施工操作，使成型的瀝青混凝土路面各項指標滿足設計要求。

2.2 瀝青混合料配合比設計需要控制的主要指標

在進行配合比設計時，首先要考慮到瀝青混合料的重要性能指標，如高溫穩定性、水穩定性和耐久性等，性能較好的瀝青路面不易產生早期病害，大幅度延長瀝青路面的使用壽命，而性能差的瀝青路面容易出現早期病害，如車轍、坑槽、離析等，存在病害的瀝青路面在行車荷載和環境的作用下很可能會快速破壞，所以必須嚴格控制瀝青混合料的重要性能指標。

①高溫穩定性：可以采用車轍試驗來驗證高溫穩定性，也可以采用馬歇爾穩定度和流值來驗證，用多項指標來控制。首先要選擇滿足級配要求的集料，所用的集料具有棱角豐富、表面粗糙、形狀接近立方體等特點，同時集料顆粒分布形成骨架密實結構有助于集料顆粒形成有效的嵌擠結構，極大地提升瀝青混合料的高溫穩定性。另一方面，瀝青高溫時的黏度大，與集料的黏附好，具有較低的感溫性，對瀝青混合料的高溫穩定性有積極影響。

②水穩定性：可以從兩個方面進行評價，一方面進行瀝青混合料浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，另一方面可以用瀝青與石料的粘附性指標來評價，當檢測指標達不到要求時，可以采取在混合料中加入消石灰、水泥、抗剝落劑等措施或將使用的普通瀝青改為改性瀝青，然后重新進行試驗直至滿足設計要求。

③耐久性：影響瀝青混合料耐久性因素很多，一個重要的因素是瀝青混合料的空隙率。空隙率的大小取決于礦料級配、瀝青材料用量以及壓實程度等多個方面。所以對瀝青混合料而言，其原材料、瀝青、壓實機械要滿足施工工藝需求。

④滲水性：滲水試驗可以采用輪碾機成型的車轍試件進行，滲水量大則說明試件內部空隙率大、不密實，水穩定性和耐久性較差，會直接影響路面的使用壽命，應通過調整礦料級配和改變瀝青用量來改良，必要時需重新設計配合比。

⑤低溫抗裂性：可以采用在溫度-10℃、加載速率50mm/min的條件下進行低溫彎曲試驗，破壞應變應符合現行規范的要求。

最終確定的瀝青混凝土配合比能應能滿足耐久、穩定、密水、抗滑等技術要求。

2.3 瀝青混合料拌合工藝

瀝青混合料配合比設計過程中，混合料的拌制主要是在試驗室內部進行，為了驗證室內拌合混合料的性能，就要對拌合廠拌和設備生產的混合料性能進行檢測。拌合廠的拌合方式有兩種，一種是間歇式拌合，另一種是連續式拌合，高等級（城市主干）道路宜采用間歇式拌和機拌和。連續式拌和機使用的集料必須穩定不變，一個工程從多處進料、料源或質量不穩定時，不得采用連續式拌和，目前工程中用的集料量較大且有工期時間的限制，一個產地供應的集料很難滿足工程中的需要，為了滿足工程需要就必須選多個料源來供料，也就導致集料質量的不穩定，在實際的生產過程中用間歇式拌合方式較多。不論是試驗室內拌合還是拌合廠拌合都要注意以下兩點。

①拌合時間的控制，瀝青混合料拌和時間主要是根據具體試拌情況來確定，以瀝青均勻覆裹集料為宜。瀝青混合料的攪拌時間分為干拌時間和濕拌時間，是混合料在攪拌鍋內持續時間的總和，間歇式拌和機每盤生產的普通瀝青混合料生產周期不宜少于45s（其中干拌時間不少于 5～10s），改性瀝青和SMA混合料的拌和時間應適當延長，改性瀝青混合料每盤的生產周期可取55s（其中干拌時間5～10s）。加入纖維的瀝青混合料拌和時間宜延長5～10s以上，使纖維和集料拌合均勻后再投入礦粉。拌合時間對混合料性質起著決定性因素，拌和時間縮短可以提高生產效率，延長拌和時間可以改善混合料的均勻性。不論是拌合時間過短或過長都會對瀝青混合料產生不利的影響：拌合時間短，使混合料不均勻，產生花白料，混合料的水穩定性變差；拌和時間長會增加集料的二次破碎，導致瀝青老化，使之失去粘性。

②溫度的控制，在瀝青混合料拌合之前瀝青和集料的加熱溫度應滿足要求，對于普通瀝青混合料，要求瀝青加熱溫度155℃～165℃,間歇式拌和機（集料加熱溫度比瀝青溫度高10℃～30℃）,連續式拌和機（礦料加熱溫度比瀝青溫度高5℃～10℃），原材料的溫度滿足要求后在進行混合料拌合，拌合溫度也要滿足規范要求，這3個溫度控制缺一不可，但在生產過程中往往只注重瀝青混合料的出料溫度而忽視原材料的溫度控制。原材料加熱溫度過低，拌合不均勻，出現花白料，使集料和瀝青的粘附性降低，加熱溫度過高，會使瀝青老化，也影響瀝青和集料的粘附性，最終導致瀝青路面使用壽命大大降低。

3 結論

通過以上分析，可以看出：瀝青混凝土配合比設計對路面施工質量形成的主要影響因素有原材料的質量、配合比的設計、性能指標檢測和拌合工藝。首先根據路用性能選擇適宜的原材料，然后在配合比設計時要充分考慮施工性能，混合料應易攤鋪易壓實，再嚴格檢測瀝青混合料的重要性能指標，確保滿足規范要求，最后要控制好拌合時間和拌合溫度，確保瀝青混合料的生產質量，以期形成高質量的瀝青路面。