摘要 高等級(jí)公路瀝青路面的早期破壞與瀝青面層混合料的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量密切相關(guān)。瀝青混合料設(shè)計(jì)中，集料、填料、瀝青等原材料的質(zhì)量，以及混合料級(jí)配、油石比、粉膠比及壓實(shí)密度等應(yīng)當(dāng)特別關(guān)注。施工過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)如混合料生產(chǎn)、層間聯(lián)結(jié)及防水、碾壓溫度及組合等對(duì)于減少瀝青路面的早期破壞起著重要作用。

　　關(guān)鍵詞 高等級(jí)公路,瀝青混合料,設(shè)計(jì),施工

　　隨著高等級(jí)公路的建設(shè)及經(jīng)驗(yàn)的積累，高等級(jí)公路的建設(shè)質(zhì)量有了很大的提高，但是不能否認(rèn)，目前一些高等級(jí)公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象還比較嚴(yán)重。一些單位對(duì)熱拌瀝青混合料的設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)不足，或者受利益驅(qū)動(dòng)、料源限制，還做不到精心施工，是造成瀝青路面出現(xiàn)早期破壞的原因之一。本文通過(guò)一些研究和實(shí)踐，對(duì)熱拌瀝青混合料的原材料的選取、混合料配合比設(shè)計(jì)及施工談一些看法。

　　1 熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

　　熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)主要包括原材料的選擇，混合料結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇、礦料級(jí)配及瀝青用量的選擇，標(biāo)準(zhǔn)密度的確定及配合比的檢驗(yàn)。

　　(1)嚴(yán)格原材料選擇。魯西地區(qū)高等級(jí)公路用瀝青質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果顯示，瀝青質(zhì)量基本滿(mǎn)足規(guī)范要求，而且對(duì)于高速公路瀝青表面層、中、下面層，甚至柔性基層多采用了性能更強(qiáng)的改性瀝青材料，大大提高了瀝青路面的使用質(zhì)量。

　　礦質(zhì)集料、填料不夠穩(wěn)定，主要體現(xiàn)在級(jí)配變化和材料的幾何形狀，摻入雜質(zhì)過(guò)多方面，各種規(guī)格集料級(jí)配波動(dòng)是引起混合料級(jí)配波動(dòng)的最主要因素。實(shí)際施工中，集料的供應(yīng)往往不是一家供應(yīng)商來(lái)完成，從地方專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)到個(gè)體生產(chǎn)，從片石、毛料到機(jī)械破碎，均較為分散。既使同一種規(guī)格的集料，由于生產(chǎn)過(guò)程的不規(guī)范，例如生產(chǎn)很長(zhǎng)時(shí)間也不調(diào)整篩子，減少軋制工序，多用山皮石等等，使得生產(chǎn)的規(guī)格、集料級(jí)配相差非常大，而瀝青拌和場(chǎng)又不可能只從一個(gè)石料場(chǎng)進(jìn)料，坐地等料收，造成一個(gè)料堆有多個(gè)不同規(guī)格、級(jí)配的石料，這必然會(huì)使生產(chǎn)的混合料級(jí)配有較大的波動(dòng)。對(duì)于0~3mm的石屑，普遍存在泥土含量過(guò)高的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行砂當(dāng)量試驗(yàn)，基本在50%以下，并且在整個(gè)礦料級(jí)配中，石屑占的比例還比較大，這嚴(yán)重影響了瀝青混合料的質(zhì)量。鑒于目前還不可能生產(chǎn)大量滿(mǎn)足規(guī)范要求的機(jī)制砂的情況下，必須要控制石屑中的0.075mm的通過(guò)率，摻加部分天然砂。

　　(2)縮小礦料級(jí)配關(guān)鍵篩孔容許范圍。礦料級(jí)配對(duì)于瀝青混合料的路用性能有著非常重要的影響。目前一些施工單位僅僅根據(jù)原材料的供應(yīng)情況，盡量將礦料級(jí)配調(diào)整到規(guī)范要求的中值，這對(duì)瀝青混合料的使用性能來(lái)說(shuō)是不利的。對(duì)于目前規(guī)范要求的常用的幾種礦料級(jí)配來(lái)說(shuō)，整體是比較合適的，但是在規(guī)范級(jí)配的要求范圍，級(jí)配曲線(xiàn)的不同走向?qū)r青混合料的性能影響卻可能很大。一般說(shuō)，對(duì)于連續(xù)密級(jí)配中粒式細(xì)型瀝青混合料來(lái)說(shuō)4.75mm的通過(guò)率不宜低于44%，對(duì)于以下篩孔可以走級(jí)配的下限和中限之間，但是對(duì)于0.075mm以下的含量要保證在6%-7%之間。在實(shí)際工程中要重點(diǎn)控制關(guān)鍵篩孔，適當(dāng)縮小關(guān)鍵篩孔的通過(guò)率容許范圍，如幅度12-15%。

　　(3)科學(xué)確定瀝青用量。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些施工單位配合比設(shè)計(jì)資料顯示AC-25細(xì)型瀝青混凝土最佳油石比一般為4.2%-4.4%;AC-20細(xì)瀝青混凝土最佳油石比為4.5%-4.6%;AC-16細(xì)瀝青混凝土最佳油石比為4.8%-4.9%。通過(guò)對(duì)魯西高等級(jí)公路調(diào)查，對(duì)同一種級(jí)配的瀝青混凝土來(lái)說(shuō)，同一條高速公路的不同施工單位的最佳瀝青用量基本相同，甚至不同路線(xiàn)的瀝青用量也相同。并且，目前監(jiān)理單位對(duì)各種級(jí)配類(lèi)型的瀝青用量也形成一種經(jīng)驗(yàn)性概念，對(duì)不同材料的瀝青用量，一旦超出經(jīng)驗(yàn)性范圍，監(jiān)理在批示的過(guò)程中產(chǎn)生懷疑，甚至不批。實(shí)際上不同產(chǎn)地的材料材質(zhì)區(qū)別很大，無(wú)論幾何形狀級(jí)配還是密度、表面空隙等。試想，性質(zhì)相差很大，如何能設(shè)計(jì)出相同的瀝青用量的瀝青混凝土?在進(jìn)行瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，比如對(duì)AC-25細(xì)型瀝青混凝土，設(shè)計(jì)的油石比為3.8%，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足規(guī)范要求，但是監(jiān)理要求設(shè)計(jì)的瀝青混凝土油石比必須滿(mǎn)足4%以上，而我們?cè)谠O(shè)計(jì)瀝青混凝土?xí)r，感覺(jué)3.8%的油石比，比實(shí)際拌和出來(lái)的瀝青用量已經(jīng)足夠大了，在施工中實(shí)際控制的瀝青混凝土油石比在3.6%，也并不顯少，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求。類(lèi)似的例子還有很多，原材料不同，油石比會(huì)有很大區(qū)別，如，有的AC-16細(xì)瀝青混凝土最佳油石比在4.3%感覺(jué)瀝青并不少，有的材料采用AC-16細(xì)瀝青混凝土采用4.8%油石比并不顯多。

　　(4)適當(dāng)增加瀝青混合料密實(shí)度。瀝青含量和混合料的密度在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中非常重要。瀝青用量應(yīng)結(jié)合路面實(shí)際交通荷載情況下能達(dá)到的密實(shí)度確定。在設(shè)計(jì)瀝青混合料時(shí)，室內(nèi)設(shè)計(jì)的密實(shí)度必須要和現(xiàn)場(chǎng)交通情況下的密度相一致。但是由于馬歇爾擊實(shí)功較小，而一些公路的重載車(chē)較多，實(shí)際上室內(nèi)設(shè)計(jì)的密度與現(xiàn)場(chǎng)的相比相對(duì)較小。如某條高速公路，，交通量較大重載車(chē)較多，該公路2000年底通車(chē)，經(jīng)4年行車(chē)碾壓，行車(chē)道輪跡帶處孔隙率為1.4%~2.2%，路肩上孔隙率為4.8%~7.2%，行車(chē)道輪跡帶處混合料密度要比設(shè)計(jì)的密度大得多。為了提高瀝青路面的抗車(chē)轍能力，可以在適當(dāng)降低瀝青用量的基礎(chǔ)上提高路面施工中的壓實(shí)度。

　　(5)搞好瀝青混合料設(shè)計(jì)檢驗(yàn)。對(duì)于設(shè)計(jì)出的瀝青混合料礦料級(jí)配和油石比，均應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)指標(biāo)的檢驗(yàn)，不論是高溫穩(wěn)定性的車(chē)轍試驗(yàn)，水穩(wěn)定性的浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，低溫抗裂性能的低溫彎曲試驗(yàn)，還是滲水系數(shù)檢驗(yàn)，實(shí)踐證明經(jīng)受檢驗(yàn)的配合比是瀝青混合料良好性能的基礎(chǔ)。

　　2 瀝青混合料施工

　　(1)合理配置瀝青混合料拌和樓震動(dòng)篩。通常，瀝青混合料震動(dòng)篩采用四種不同的篩孔類(lèi)型，如：22mm，15 mm，10 mm，5 mm，有的單位采用三個(gè)篩，對(duì)于中粒式連續(xù)級(jí)配瀝青混凝土來(lái)說(shuō)4.75 mm以下集料要占到礦料總質(zhì)量的近一半，細(xì)粒式瀝青混凝土，4.75 mm以下的材料要占到總質(zhì)量的一半以上，甚至2/3。細(xì)料和填料是瀝青混合料中影響礦料比表面積、粉膠比以及力學(xué)強(qiáng)度改善的主要成分。并且4.75 mm以下材料為0-3 mm或0-5 mm石屑和天然砂，石屑一般為石料場(chǎng)的下腳料。這兩種材料的級(jí)配變化較大，并且4.75mm 以下標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔較多，篩孔孔徑的分級(jí)越細(xì)越好，拌和樓震動(dòng)篩分級(jí)過(guò)于簡(jiǎn)單、檔次太少很難起到控制作用。尤其到瀝青的表面層，如有10-20 mm硬質(zhì)巖、5-10 mm硬質(zhì)巖、3-5 mm硬質(zhì)巖粗石屑和天然砂、0-3 mm石屑，這樣五種集料，在通過(guò)5 mm震動(dòng)篩網(wǎng)時(shí)即出現(xiàn)混摻，在此過(guò)程中，如果材料的干濕變化較大或者進(jìn)料規(guī)格出現(xiàn)較大變化，就會(huì)使混合料級(jí)配產(chǎn)生較大的變化，如果增加一個(gè)篩網(wǎng)2～3 mm篩，多了一個(gè)檔次的篩網(wǎng)，可變因素減少了，出現(xiàn)的混摻及級(jí)配變化等問(wèn)題容易解決，并且在進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，調(diào)整礦料級(jí)配相對(duì)來(lái)說(shuō)也容易、方便。目前，設(shè)置震動(dòng)篩篩孔的原則，一是控制最大粒徑，二是控制關(guān)鍵篩孔，三是最大粒徑和關(guān)鍵篩孔中間設(shè)一篩，在關(guān)鍵篩孔下加一篩。

　　(2)準(zhǔn)確控制瀝青用量。目前測(cè)定瀝青用量的設(shè)備多用離心式抽提儀，也有一些單位采用燃燒爐等。對(duì)于燃燒爐測(cè)定的瀝青用量，一般都注意進(jìn)行校正，但是對(duì)于采用離心式抽提儀的標(biāo)定還沒(méi)有引起足夠重視，采用離心式抽提儀測(cè)定瀝青用量時(shí)，由于不可能保證粉料的不泄漏，雖然規(guī)范要求對(duì)粉料進(jìn)行回收，但是由于該試驗(yàn)受到較多因素的影響，測(cè)定的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際的瀝青用量還是有或多或少的差別。因此，采用離心式抽提儀進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行校正。以近幾年魯西高等級(jí)公路建設(shè)調(diào)查看，普遍存在抽提試驗(yàn)結(jié)果比實(shí)際的瀝青用量高。校正方法一般有兩種，一是空白試驗(yàn)，即已知級(jí)配的礦料抽提，一是預(yù)拌混合料抽提。效果后者優(yōu)于前者。

　　(3)正確灑布粘、透層油。灑布粘層油，可以防止在碾壓過(guò)程中出現(xiàn)推移現(xiàn)象，增加壓實(shí)效果。通過(guò)對(duì)幾條路的研究觀測(cè)，粘層油灑布較好的段落，在碾壓過(guò)程中完全沒(méi)有推移現(xiàn)象。并且在施工過(guò)程中路面會(huì)不可避免的地受到一些污染，影響到路面質(zhì)量，粘層油是保證兩層之間連接為一體的紐帶，一旦粘結(jié)不好則會(huì)形成單層受力，層間滑移，與設(shè)計(jì)的層間聯(lián)結(jié)形式相悖，改變各層受力情況，容易出現(xiàn)早期破壞。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)都是按層間連續(xù)計(jì)算的，因此粘層油不僅要做，而且一定要做好。

　　(4)充分壓實(shí)。瀝青混凝土只有在一定的溫度以上進(jìn)行碾壓，才能起壓實(shí)作用，當(dāng)溫度降到該溫度以下，無(wú)論怎樣碾壓，都不能起到壓實(shí)作用。對(duì)瀝青路面進(jìn)行初壓時(shí)，可以采用壓路機(jī)先靜壓至攤鋪機(jī)跟前，后退開(kāi)震，盡量采用強(qiáng)震，在碾壓過(guò)程中緊跟攤鋪機(jī)，速度要慢。并且要求高溫碾壓，對(duì)于普通瀝青，初壓溫度控制在140—155℃比較合適，終壓溫度保證在90℃以上。高溫碾壓，并不是僅僅要求瀝青混凝土的拌和溫度高，出料溫度高就行了，在試驗(yàn)段施工過(guò)程要求施工組織設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。高溫碾壓，除了注意上面的兩個(gè)溫度外，還要注意使得施工過(guò)程中瀝青混凝土的溫度不要降低得太快。輪上灑水，宜少、宜霧化，但不灑水宜粘輪也不行。

　　采用重型輪胎壓路機(jī)進(jìn)行初壓，一是考慮膠輪壓路機(jī)在碾壓過(guò)程中不需要灑水，保證了施工碾壓溫度;二是考慮膠輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓形成一個(gè)揉搓的碾壓狀態(tài)，可達(dá)到較好的壓實(shí)度，三是考慮利用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓時(shí)，瀝青面層防滲水性能較好，實(shí)測(cè)滲水系數(shù)可知。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　高等級(jí)公路瀝青路面的早期破壞的原因是多方面的，與瀝青路面設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節(jié)和因素緊密相關(guān)。從混合料設(shè)計(jì)開(kāi)始，對(duì)原材料的質(zhì)量控制，到配合比設(shè)計(jì)，直至路面施工，一步步加大質(zhì)量控制力度，才可能最終改善瀝青路面的質(zhì)量。實(shí)踐證明，在瀝青混合料設(shè)計(jì)過(guò)程中，嚴(yán)格材料選擇，控制好關(guān)鍵篩孔，合理選定瀝青用量，適當(dāng)增加混合料標(biāo)準(zhǔn)密度，做好設(shè)計(jì)檢驗(yàn)，施工過(guò)程中抓好拌和樓二次篩分級(jí)配、瀝青用量控制，做好層間聯(lián)結(jié)，保證碾壓溫度和密實(shí)度等對(duì)于減少瀝青路面的早期破壞起著非常重要的作用。

　　參考文獻(xiàn)：中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)》.