沥青混合料级配问题的分析

摘要：沥青混合料的级配是沥青路面施工过程中的重要环节。如何做好级配的管理工作，是提高沥青路面质量的关键。本文从级配要求、加工矿料要求、施工过程控制等多方面阐述控制好级配管理工作。

关键词： 沥青混合料、级配、筛孔、矿料通过率。

一、前言

一个好的级配设计应该具有良好的使用性能，施工操作性好及变异性小、容易被压实，尤其是经得起车辆荷载的考验，确保沥青路面不过早产生损坏。工程上存在的一个普遍问题是施工使用的材料与配合比设计使用的材料不一致。导致混合料级配混乱，最终导致沥青混合料质量的下降，孔隙率、压实度均达不到设计的要求，造成路面破损过早出现。

二、级配问题分析及控制要求

从我省部分大中修公路养护检测中的级配数据情况看，大多数地区混合料抽提后的筛分的公称最大粒径、4.75mm、0.075mm基本符合要求，但是2.36mm筛孔的通过率则不是很理想，总的问题是2.36mm筛孔的通过率偏小，大致看来，问题并不大，4个重要的筛孔，只有2.36mm通过率存在一定问题。其实不然，综合整体的数据看，存在着一个共同的问题，那就是4.75mm以上的筛孔通过率普遍偏大，而且靠上限，4.75mm筛孔基本符合规范要求，4.75mm以下则通过率普遍偏小，而且靠下限。虽然曲线成S型，但是上限和下限的跨度过大，造成空隙率偏大。再在上述路段做渗水试验，几乎成了大孔隙排水式沥青混合料路面，这显然与沥青混凝土的路面的技术要求是不相符的。通车后，在车辆荷载的反复作用下，容易造成空隙被压缩，车辙变形等严重病害的过早出现。

如何实现沥青混合料的级配良好？首先严格执行规范的要求。由于它适用区域较广，适用于不同道路等级、不同气候条件、不同交通条件、不同层次等情况，所以这个范围已经规定的很宽。沥青混合料的矿料级配应符合工程规定的设计级配范围。密级配沥青混合料宜根据公路等级、气候及交通条件规范要求选择采用粗型(C型)或细型(F型)混合料，并在混合料矿料级配范围内确定工程设计级配范围，通常情况下工程设计级配范围不宜超出混合料矿料级配范围的要求。采用粗型(C型)或细型(F型)的混合料。对夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型)，并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型)，并取较低的设计空隙率。

其次要重点控制关键的几个筛孔。沥青混合料矿料级配中公称最大粒径、4.75mm、2.36mm、0.075mm是比较关键和重要的筛孔的筛孔，他们分别在沥青混合料里起着各自核心的作用。它们的通过率对于控制沥青混合料的质量尤为关键。要控制这些重要筛孔的混合料通过率，必须做到沥青集料加工过程中筛板孔径的大小和沥青拌和楼的筛板的孔径基本相一致，不能相差太大，否则目标配合比设计基本没什么意义，更严重的是会造成某些规格的集料与拌和楼实际需求的不一致，造成某些规格集料过剩。还有些施工单位单从效益考虑，力图一次加工出几档集料，既能满足下面层的级配要求，也能满足中面层的级配要求，还能满足上面层的级配要求，这显然很难一次实现。如果强行掺配，就只能牺牲混合料的级配。

同时在细集料的加工过程中还应必须注意小于0.075含量的控制，在实际施工过程中，部分施工单位采取的是石屑代替机制砂，石屑是加工石料的过程通过4.75mm或2.36mm的筛下部分，其规格比较杂乱无章，难以控制细集料的一致性。尤其是细集料中4.75mm和2.36mm和0.075mm三个筛孔的通过率必须控制在规范要求范围内。由于加工过程中的不注意，往往会出现细集料主要由4.75mm、2.36mm以及小于0.075mm的颗粒组成。尤其是小于0.075mm的粉料的过多，使得实际施工过程中，为了避免小于0.075mm的粉料严重超过级配允许的范围，矿粉的用量只能占到填料总量很小的比例，这相当于变相的加入的回收粉拌入混合料，会严重影响沥青混合料的粘结和稳定性。

以下是某高速公路路面工地的一份沥青混合料配合比设计报告中矿料部分的数据（见表1）

粗略一看，矿料配比没有什么问题，但是仔细一分析，0~5mm细集料的筛分记录(见表2)，就会发现问题，首先，在目标配合比中，0~5mm的集料用到了39.5%，但是笔者仔细看了这档料中0.075mm通过率仅为5.5%，这对于目前加工的细集料显然是不可能的，现在加工的细集料0.075mm通过率大多数在10%以上，这就意味着按照实际的情况，为了保证0.075mm通过率尽量在规定级配的中值附近，它所添加的矿粉是很有限的，或者在做配合比的时候事先将小于0.075mm颗粒筛掉一部分（但这显然和实际情况不相符了），在生产配合比中，0~3mm的颗粒还是用到了34.5%，矿粉还是用到了4.5%，这对与沥青混合料拌和楼的除尘能力是一个严峻的考验。如果是施工单位自己生产的矿料，这里还有一个问题，就是自己加工的碎石3#（5~14mm）这里只用到了13%，而且生产配合比又设置了3~10mm一档震动筛，这一档也只能用到12%，但是实际加工过程中5~14mm的集料并不会只有13%这么少，一般会在20%以上，这就造成了加工的这些集料会多于实际使用量，这就造成了这档料的富余。经常会出现热料仓的溢料情况出现，不利于施工管理。尤其到实际施工的后期阶段，施工单位为了节约成本，很可能会过量的添加这部分集料，这就造成了矿料级配的严重不符合要求。从而影响工程质量，造成公路的病害过早出现。

通过以上实例数据分析可以看出，保持材料加工规格的一致性和合理性，保持拌合楼振动筛与集料加工所用筛孔尺寸的一致性，控制好细集料中

三、结语

沥青路面路用性能好，养护维修方便，但同时修筑高质量的沥青路面对施工水平、施工机械化程度、管理水平提出了更高的要求。单一个级配指标就需要多环节控制，足见其重要性。只有多部门、多渠道、多环节控制，才能铺筑出性能优良、耐久性好的高等级公路。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看