从检测数据看台州沥青混合料质量现状和对策

【摘 要】目前，在我国的城市道路建设中，沥青混凝土由于其良好性能而被广泛采用。但随着道路交通量的严重超载及设计、施工、材料等技术的不足，其使用年限目前为1～3年，远远低于15年的预期，本文针对台州道路建设中使用沥青混凝土时遇到的问题，从检测数据提出解决方案

【关键词】沥青混凝土；质量控制；

1、沥青混凝土的构成

构成沥青混合料的强度因素包括两个方面，集料颗粒之间的内摩擦力和嵌挤力，以及沥青结合料与集料之间的黏结力和内聚力所构成。传统的沥青混合料强度理论根据混合料集料骨架特点，把沥青混合料分为三种典型类型，既密实悬浮结构（如AC型密级配沥青混凝土）、骨架空隙结构（如OGFC型透水性沥青混凝土和沥青碎石混合料）、密实骨架结构（如沥青玛蹄脂碎石混合料SMA）。

第一种结构的内摩擦角较小，黏结力较大，整体强度主要取决于混合料的黏结力，故抗拉强度大而抗压性能较弱，竖向变形较大，黏结力随温度升高衰减幅度较大而高温稳定性较差，但空隙率小，密实防水而水稳性、耐久性好；

第二种结构的内摩擦角较大，黏结力太小，故高温稳定性好而水稳性和耐久性差；

第三种结构不仅具有较高的黏结力，内摩擦角也较大，整体强度大，高温稳定性、水稳性、耐久性都较好。以上分析也可看出，内摩擦角在提高混合料的高温稳定性方面起着重要作用，其大小主要由集料结构决定；黏结力则在抗剪切、抗弯拉等荷载作用中发挥较大影响，其大小主要受沥青的黏度和沥青与矿粉相互作用的影响。

2、目前台州市沥青混合料的质量统计

下面我们对近两年沥青混合料的检测数据进行汇总和类比，采用逆向溯源的思维方法，对目前台州市的沥青混合料的质量现状进行分析。

2.1 矿料级配

矿料是沥青混合料的重要组成部分，矿料质量占面层结构质量的90%—95%，矿料体积占结构层体积的75%—85%，因此矿料级配优劣直接影响结构层材料的路面性能。

按此矿料级配拌合的沥青混合料根据上述的混合料强度理论，粗集料既无法相互靠拢形成骨架，又由于细集料数量过少，不足以填满粗集料之间的空隙，故整体强度偏低，高温稳定性、水稳性、耐久性较差。经过马歇尔试验会发现：马歇尔标准试件密度偏小、稳定度偏小，流值偏大、空隙率较大，该试验结果和强度理论正好相互印证。该混合料摊铺而成的面层，不要说重载交通，在轻型交通和多雨季节作用下，不用一年就会出现裂缝、水损坏、松散剥落、坑槽等早期破坏。

2.2 沥青含量

近两年台州在检测沥青混合料的含油量时，发现送检混合料经抽提筛分后沥青用量基本上都在目标配合比设计的允许误差以内（主干道±0.3%，次干道±0.4%），但这并不能说我们的沥青混合料的沥青含量达到了配合比设计的要求。规范规定的作为沥青混合料配合比设计的一个重要参数粉胶比（矿粉掺量：沥青含量）一般为1.0—1.9，推荐值为1.0—1.5，取中值为1.25。在材料组成相同的情况下，最高密实度可获得最大的强度，而密实度在很大程度上取决于矿粉的质量和用量。当矿粉用量不足时，不可能达到所需的密实度，这也就不可能保证混合料获得最佳结构。

2.3 沥青面层厚度

在台州市的沥青混凝土路面芯样压实度检测中，经常发现结构层总厚度达到设计要求，但表面层的厚度往往达不到要求。规范对热拌热铺密级配沥青混合料得层厚有明确规定，既每一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5—3倍，如下表2.1所示：

表2.1集料粒径和最小层厚关系

用AC-25C型沥青混合料分别铺筑了5㎝、6㎝、7㎝、8㎝不同厚度的沥青层，在同样的压实条件下，5㎝和6㎝层段，在碾压过程中集料压碎情况严重，压实后空隙率都在8%以下；7㎝和8㎝层段，集料压碎情况明显减轻，7㎝段压实后空隙率在8%以下，8㎝段压实后空隙率减少到6%以下。由此说明，对AC-25C型混合料来说，公称最大粒径3倍（约8㎝）是需要的最小厚度。

层厚达不到要求，不光强度达不到要求，无法达到规定的压实度，而且在压实过程中粗集料破碎会非常严重。

2.4 沥青混合料温度

压实温度从135℃到150℃所击实出来的试件标准密度逐渐增大，空隙率逐渐变小，所以适当提高压实温度对提高混合料的强度和耐久性是有极大好处的。因此，温度控制记录必须在施工过程和质量监督过程中有所体现，具体如表2.2所示：

注：（1）沥青混合料的施工温度采用具有金属探测针的插入式数显温度计测量。表面温度可采用表面接触式温度计测定。当采用红外线温度计测量表面温度时，应进行标。（2）表中未列入的130号、160号及30号沥青的施工温度由试验确定。

3、针对台州市沥青混凝土使用中出现问题所提出的对策：

针对台州市沥青混凝土使用中出现问题，以下的方法可以有效地减少这些问题的发生。

3.1 大力推广掺加消石灰作为抗剥落剂，作为提高沥青混合料水稳定性的重要措施。

3.2 对热拌热铺密级配沥青混合料，每一层的压实厚度宜大于集料公称最大粒径的3倍。

3.3 大力推广碾压工艺中用25T轮胎压路机进行搓揉碾压，对提高压实度，增加面层的密水性，防治水损害特别有效。试验证明：两个厚6㎝的 AC-25C型的沥青混土路面，一个用钢轮压路机初压，渗水系数小于500ml/min的只占65%；另一个改用轮胎压路机碾压，渗水系数小于500ml/min的比例上升到82%。

3.4 在生产配合比阶段，应保证对混合料性能至关重要的公称最大粒径、4.75、2.36、0.075四个筛孔的通过率稳定。

3.5 配合比设计时，控制粉胶比（矿粉掺量：沥青含量）为1.0—1.5之间。在沥青用量一定时，适当提高矿粉用量，这既可提高沥青胶浆的黏度，又可提高混合料的强度。

4、结论

虽然影响路面因素很多，但本文从检测数据来分析，采用的是逆向溯源的思维方法，台州市沥青路面早期破坏现象是普遍的。沥青路面早期损坏有材料、施工原因，也有设计方面的原因。一般认为施工引起的原因（如路面厚度不够，压实度不够等）是主要的。但有时我们从材料、施工和设计各方面都十分认真，严格按规范要求去做，为什么路面还会发生损坏呢？我们要做到从传统的经验规范走出来，向性能规范发展。

参考文献

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[3]陈华鑫;李宁利;张争奇;王秉纲;;沥青材料的感温性分析[J];长安大学学报(自然科学版);2009年01期