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沥青混合料配合比组成设计对沥青路面施工质量影响

2021-08-19 153 上传者：管理员

摘要：进入新时期以来,得益于我国经济社会高速增长,人民群众对道路交通的安全与舒适性需求与日俱增,在众多路面类型中,沥青路面以其舒适的行车感受、良好的抗滑性能,优越的减震吸声性能等众多优点,在我国现阶段道路建设中被广泛运用,沥青混合料配合比设计对沥青道路质量起到至关重要的作用。文章针对沥青混合料配合比设计重要环节、步骤进行解析,提出有针对性的建议和解决办法,以期能够进一步提升我国道路施工建设整体水平。

关键词：
沥青混合料
沥青道路
道路施工
配合比
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在沥青道路的施工准备阶段，合理的沥青混合料配合比设计组成对沥青路面质量控制起到重要作用，本文主要从原材料质量、沥青混合料配合比组成的技术要求以及合理的拌合工艺三个方面对沥青路面质量形成进行分析，提出合理化改进建议，以期能够进一步提升沥青路面的施工建设水平，延长沥青道路的使用寿命。

1、原材料质量

沥青混合料是由矿料金额沥青结合料拌和而成的混合料，按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料，原材料使用之前必须经检测部门检验合格后方能使用，特别要注意的是单档集料的某一个指标不符合于要求但组成的混合料经检测满足要求是允许使用的，而且不同级配类型沥青配合比所适用的环境（道路等级、气候条件、工程性质、交通条件等）不同，对原材料的技术要求也有所不同。如何根据用途选择原材料，最大程度地发挥原材料的使用价值，这就要求检测部门“科学、客观、公正”提供试验数据，根据试验数据判断材料适用于何种类型的沥青混合料，从而真正起到控制路面质量的作用，延长沥青路面的使用寿命。

2、沥青混合料配合比设计技术要求

2.1沥青混合料配合比设计

沥青配合比设计主要依据我国现行的《公路沥青路面施工技术规范》规定进行，以马歇尔试验的设计方法，采用不同的矿料级配和沥青用量，使混合料的体积指标达到规范和工程实际需要，此方法的设计步骤主要体现以下几个方面：

沥青混合料的配合比设计主要为目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。配合比设计的任务：(1)沥青结合料与矿料的选择（目标配合比设计阶段）；(2)矿料级配设计与矿料配合比确定；(3)最佳沥青用量或最佳油石比设计。

原材料的选择：目前市场上供应的原材料种类较多，常见跨省的原材料供应产地，而原材料有的性能指标是受温湿度变化产生影响的，材料在生产、进场和投料加工成混合料三种情况下检测的性能数据已有明显变化，所以建议检测的原材料采用经过拌合设备加热、冷却至室温后的材料。

配合比设计级配和最佳沥青用量（OAC）确定后必须对混合料进行高温稳定性能、水稳定性能、低温抗裂性、渗水系数检验。

沥青配合比设计报告必须报监理审核，并经第三方检测单位验证合格后方能进行沥青路面试验段施工，沥青混合料的配合比设计应充分考虑现场施工性能，使沥青混合料容易施工操作，使成型的沥青混凝土路面各项指标满足设计要求。

2.2沥青混合料配合比设计需要控制的主要指标

在进行配合比设计时，首先要考虑到沥青混合料的重要性能指标，如高温稳定性、水稳定性和耐久性等，性能较好的沥青路面不易产生早期病害，大幅度延长沥青路面的使用寿命，而性能差的沥青路面容易出现早期病害，如车辙、坑槽、离析等，存在病害的沥青路面在行车荷载和环境的作用下很可能会快速破坏，所以必须严格控制沥青混合料的重要性能指标。

(1)高温稳定性：可以采用车辙试验来验证高温稳定性，也可以采用马歇尔稳定度和流值来验证，用多项指标来控制。首先要选择满足级配要求的集料，所用的集料具有棱角丰富、表面粗糙、形状接近立方体等特点，同时集料颗粒分布形成骨架密实结构有助于集料颗粒形成有效的嵌挤结构，极大地提升沥青混合料的高温稳定性。另一方面，沥青高温时的黏度大，与集料的黏附好，具有较低的感温性，对沥青混合料的高温稳定性有积极影响。

(2)水稳定性：可以从两个方面进行评价，一方面进行沥青混合料浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，另一方面可以用沥青与石料的粘附性指标来评价，当检测指标达不到要求时，可以采取在混合料中加入消石灰、水泥、抗剥落剂等措施或将使用的普通沥青改为改性沥青，然后重新进行试验直至满足设计要求。

(3)耐久性：影响沥青混合料耐久性因素很多，一个重要的因素是沥青混合料的空隙率。空隙率的大小取决于矿料级配、沥青材料用量以及压实程度等多个方面。所以对沥青混合料而言，其原材料、沥青、压实机械要满足施工工艺需求。

(4)渗水性：渗水试验可以采用轮碾机成型的车辙试件进行，渗水量大则说明试件内部空隙率大、不密实，水稳定性和耐久性较差，会直接影响路面的使用寿命，应通过调整矿料级配和改变沥青用量来改良，必要时需重新设计配合比。

(5)低温抗裂性：可以采用在温度-10℃、加载速率50mm/min的条件下进行低温弯曲试验，破坏应变应符合现行规范的要求。

最终确定的沥青混凝土配合比能应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等技术要求。

2.3沥青混合料拌合工艺

沥青混合料配合比设计过程中，混合料的拌制主要是在试验室内部进行，为了验证室内拌合混合料的性能，就要对拌合厂拌和设备生产的混合料性能进行检测。拌合厂的拌合方式有两种，一种是间歇式拌合，另一种是连续式拌合，高等级（城市主干）道路宜采用间歇式拌和机拌和。连续式拌和机使用的集料必须稳定不变，一个工程从多处进料、料源或质量不稳定时，不得采用连续式拌和，目前工程中用的集料量较大且有工期时间的限制，一个产地供应的集料很难满足工程中的需要，为了满足工程需要就必须选多个料源来供料，也就导致集料质量的不稳定，在实际的生产过程中用间歇式拌合方式较多。不论是试验室内拌合还是拌合厂拌合都要注意以下两点。

(1)拌合时间的控制，沥青混合料拌和时间主要是根据具体试拌情况来确定，以沥青均匀覆裹集料为宜。沥青混合料的搅拌时间分为干拌时间和湿拌时间，是混合料在搅拌锅内持续时间的总和，间歇式拌和机每盘生产的普通沥青混合料生产周期不宜少于45s（其中干拌时间不少于5～10s），改性沥青和SMA混合料的拌和时间应适当延长，改性沥青混合料每盘的生产周期可取55s（其中干拌时间5～10s）。加入纤维的沥青混合料拌和时间宜延长5～10s以上，使纤维和集料拌合均匀后再投入矿粉。拌合时间对混合料性质起着决定性因素，拌和时间缩短可以提高生产效率，延长拌和时间可以改善混合料的均匀性。不论是拌合时间过短或过长都会对沥青混合料产生不利的影响：拌合时间短，使混合料不均匀，产生花白料，混合料的水稳定性变差；拌和时间长会增加集料的二次破碎，导致沥青老化，使之失去粘性。

(2)温度的控制，在沥青混合料拌合之前沥青和集料的加热温度应满足要求，对于普通沥青混合料，要求沥青加热温度155℃～165℃,间歇式拌和机（集料加热温度比沥青温度高10℃～30℃）,连续式拌和机（矿料加热温度比沥青温度高5℃～10℃），原材料的温度满足要求后在进行混合料拌合，拌合温度也要满足规范要求，这3个温度控制缺一不可，但在生产过程中往往只注重沥青混合料的出料温度而忽视原材料的温度控制。原材料加热温度过低，拌合不均匀，出现花白料，使集料和沥青的粘附性降低，加热温度过高，会使沥青老化，也影响沥青和集料的粘附性，最终导致沥青路面使用寿命大大降低。

3、结论

通过以上分析，可以看出：沥青混凝土配合比设计对路面施工质量形成的主要影响因素有原材料的质量、配合比的设计、性能指标检测和拌合工艺。首先根据路用性能选择适宜的原材料，然后在配合比设计时要充分考虑施工性能，混合料应易摊铺易压实，再严格检测沥青混合料的重要性能指标，确保满足规范要求，最后要控制好拌合时间和拌合温度，确保沥青混合料的生产质量，以期形成高质量的沥青路面。

参考文献：

[1]JTGF40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTGE20-2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[3]张勇.浅谈沥青混合料面层配合比设计[J].科技与企业,2013(13);:192-193.

文章来源：王修本.沥青混合料配合比组成设计对沥青路面施工质量影响[J].安徽建筑,2021,28(08):229+251.