沥青混凝土内在材料与沥青混凝土质量关系研究探讨

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【摘 要】本文从从沥青砼各种材料的质量及含量探讨对沥青砼质量的影响

【关键词】沥青砼；材料；质量；含量；影响

1 概述

沥青混凝土的质量是路面具有良好使用性能及较长使用寿命的保证。组成沥青混凝土原材料的质量是使沥青混凝土具有良好质量的保证。

满足路面使用的沥青混凝土必须具有的性能为：①不透水性；②耐磨性；③具有一定的粗糙度；④具有一定的承受车辆荷载的强度；⑤憎水性⑥抵抗温度变形的能力。

组成沥青砼的材料包括①起骨架支撑作用的粗集料（2.36mm以上颗粒）；②填充作用的细集料及矿粉（2.36mm以下颗粒，天然砂、机制砂、矿粉、石灰粉、水泥及在改性沥青SMA结构中加入的木质素等）；③结合料（普通沥青、乳化沥青及改性沥青等）。现从各种材料的质量及其在沥青砼中的含量分别进行探讨对沥青砼质量的影响。

2 各种原材料的内在质量对沥青砼的质量影响

2.1粗集料

公路沥青路面对粗集料质量的主要要求如下：

粗集料在沥青砼中主要起到骨架支撑作用，粗集料的质量对沥青砼的强度、耐磨性、抗滑性、高温稳定性及增加使用寿命至关重要。

2.1.1 粗集料的强度对沥青砼强度的影响

由于粗集料的骨架作用，沥青砼的强度直接取决于集料的强度，粗集料的强度通过压碎值、洛杉矶磨耗损失及针片状含量三项指标反应。以下为各种不同压碎值进行室内稳定度试验的结果：

2.1.2 粗集料的外观形状，破碎面的多少及磨光值的大小对沥青砼路面的的摩擦系数即抗滑性的影响

高等级公路及一级公路对粗集料的磨光值有着较高的要求，必须大于42BPN，表面破碎面积不小于90%，形状为棱体。这是为了确实保证沥青路面行车使用的抗滑性，磨光值越高，表面形状为立方棱体状的粗集料，在铺筑沥青路面后其抗滑性越好。

2.1.3 粗集料与沥青的粘附性，含泥量、吸水率对沥青砼透水性及使用寿命的影响

一般情况下，碱性石料（石灰岩）与沥青具有较好的粘附性，大都在Ⅳ级以上，满足规范的要求，而酸性石料（玄武岩、辉绿岩等）与沥青的粘附性较差，在此种类型的石料用作粗集料时，需进行特殊的碱化处理。采取的方法一般为：①用干燥的磨细消石灰或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，用量不超过矿料总重的3%；②将粗集料用石灰浆处理后使用；③在沥青中掺加抗剥落剂。

含泥量的大小也是影响沥青砼透水性的关键因素。《公路沥青路面施工及验收规范》中明确规定粗集料的含泥量不得超过1%，软石含量不超过5%。由于集料的堆放及转运等，难免会在集料中掺入土块等。含泥量的大小直接影响沥青砼的强度和透水性。

泥土及风化的软石属亲水性材料，吸水后，体积膨胀并强度降低，而沥青砼路面则需要不透水且憎水。在拌和过程中如掺入泥块或吸尘不彻底导致土粉掺入拌和，路面成型后，在自然的雨雪天气下，土块细水体积膨胀并在重车作用下被带走，路面局部就会形成坑洞透水并松散，造成使用寿命降低。

2.2 细集料及填料

《公路沥青路面施工及验收规范》中对沥青砼用细集料及填料的要求如下：

作为结合料的沥青的质量对沥青砼的质量至关重要。

2.3.1 沥青三大指标（针入度、延度、软化点）对沥青砼的影响

沥青的三大指标对沥青砼的温度稳定性影响较大。针入度表示沥青在25℃时的粘稠度。一般情况下，在选用沥青时，选择针入度较小的沥青，以提高沥青砼的高温稳定性（抗拥包、车辙、泛油能力）。延度和软化点是沥青抵抗低温抗裂性的重要指标。

2.3.2 含蜡量的影响。由于温度的变化，沥青路面对沥青含蜡量的要求为小于3%。，进口沥青的含蜡量可以达到1%以下。含蜡量高的沥青在铺筑路面后，容易开裂、导致沥青路面渗水后破坏，沥青路面使用寿命降低。

现在，通常采用加入改性剂对普通沥青进行改性，以增加沥青路面的抵抗温度变形能力。改性的目的就是降低沥青的针入度、提高延度和软化点，以增加沥青砼的抗温度变形能力。

3 集料含量对沥青砼质量的影响

沥青砼由集料组成，集料的含量不同，对沥青砼的质量影响不同。

现从沥青混合料的配合比设计方面进行探讨。沥青混合料的配比设计包括三个方面：

3.1 材料的选择，要保证材料的质量符合要求。（在前面已经作了分析）；

3.2 各种粗细集料及矿粉材料的配比，即确定矿料级配；

3.3 确定合理的沥青用量。

配合比设计实际上是对影响沥青砼各种性能的因素的调整，并按照要求进行试验验证。研究结果如下：

3.3.1 沥青路面的车辙变形、拥包等主要是发生在夏季高温情况下，是一种混合料各种成分的位置变化。沥青的高温稳定性能，是抵抗车辆反复压缩变形及侧向流动的能力，它首先取决于矿料骨架，尤其是粗集料的相互嵌挤作用，同时沥青的性质及含量则起到阻止此种变形的能力。

3.3.2 沥青路面的温缩裂缝表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏，然后再导致集料的破裂。因此，沥青混合料的低温抗裂性主要取决于沥青结合料的低温抗拉伸性能，与所选用沥青的延度密切相关。

3.3.3 沥青混合料的水损坏主要取决于沥青与矿料之间的粘附性，与矿料的本质成分及矿料表面的粗糙度、含泥量有关。

3.3.4 沥青混合料的疲劳开裂与各项指标均有关，但主要取决于沥青的作用。

3.3.5 沥青路面的耐久性（使用寿命）与沥青的抗老化能力有关（薄膜加热后的各项指标），为减少沥青砼的老化速度，在配合比的设计中，降低沥青砼的空隙率至关重要。

对照以上的沥青混凝土路面的性能影响因素，根据实际所需的级配种类进行适当调整，选择出理想的配合比。

在我国的公路施工中，现已采用SMA型级配结构，对提高沥青混合料的性能起到很大作用。

4 总结

沥青砼各组成的质量及含量对沥青路面的影响至关重要，在以后的工作中，在选择沥青配合比及确定原材料方面应确保满足沥青路面的各项使用性能。这就要求我们在今后的工作中不断总结经验教训，使所修筑的路面满足设计的使用性能。