高速公路沥青砼路面配合比设计与施工质量控制
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摘要：文章针对高速公路沥青砼路面配合比设计与施工质量控制问题进行了分析与探讨。
关键词：沥青路面；配合比设计；施工质量；控制
Abstract: the article in view of the highway asphalt concrete pavement mix design and construction quality control are analyzed and discussed.
Key words: asphalt pavement; Proportion design; Construction quality; control.
中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
随着我国公路建设的迅猛发展、对高速公路的路面使用性能的要求也越来越高。高速公路能否发挥其应有的作用，很大程度取决路面面层质量。优质路面不但要求有足够的强度、稳定度、平整度，又要兼顾高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性和永久性等相互制约或矛盾的要求。
1配合比设计
高速公路沥青配合比设计一般采用马歇尔试验方法确定其最佳沥青用量，其中包括SMA、Superpave等结构类型。
1.1材料的选择
1.1.1集料的要求
粗集料不得使用鄂式破碎机加工的碎石，集料存放时间不宜太长，碎石经过长期存放，若又无很好的保护措施，集料表面易为一层薄薄的粉料所包围，不易与沥青粘附。以后在做沥青粘附性试验时，建议碎石不经水洗，直接试验，这样能更好的反映碎石与沥青的粘附性能。集料应坚硬、耐磨耗、棱角好，有良好的嵌挤能力。针片状颗粒含量最好控制在不大于10%，特别应注意小于0.075mm筛孔颗粒含量不大于1%.
细集料一般采用机制砂，缺少机制砂可用石屑代替，路面施工单位一般都可以自己加工生产出优质机制砂，使用石屑时应严格控制小于0.075筛孔颗粒含量不超过15%，使用天然砂一般不超过集料总量的7%，砂当量应小于60%.细集料必须覆盖，最好搭建防雨棚。
1.1.2填料
沥青路面用矿粉应使用磨细的石灰岩石粉，不宜使用拌和机回收粉尘作为填料。为提高集料与碎石的粘附性，可掺加2%的水泥代替矿粉。
1.1.3结合料
沥青材料是决定混合料质量的关键。现在沥青材料一般都由业主提供，不能因为是直接提供而放松对其质量的检测。
1.1.4其他材料
SMA混合料中纤维稳定剂：在沥青马蹄脂碎石混合料中起吸附沥青、增强结合料粘结力和稳定作用的纤维。
1.2目标配合比设计
根据各种原材料的筛分结果，集料分别用水洗法，进行矿料的合成级配计算，使级配结果尽量接近设计规范级配范围的中值。以沥青用量按0.5%间隔递增制作5-6组试件，试件宜单个配料。混合料拌和、击实温度由沥青粘―温曲线确定。对于SMA和改性沥青混合料，击实温度就要提高10-20℃。拌和用木质纤维素作为稳定剂的SMA混合料时，小型沥青混合料自然搅拌机应首先将木质纤维素与矿粉干拌60-90s，使木质纤维素发散，再进行正常的拌和（SMA击实次数为双面各50次）。根据马歇尔试验结果求得最佳沥青用量OAC，并进行水稳定性试验。中上面层沥青混合料还进行高温稳定性检验。
1.3生产配合比设计
目标配合比设计确定后，进行生产配合比设计。高速公路沥青路面混合料一般采用间歇式拌和机。按目标配合比设计的集料比例对沥青拌和机进行冷料输入，待拌和机达到实际生产状态时，从热料仓取出经振动筛筛分后的集料，合成生产配合比级配，并尽量使其接近目标配合比级配曲线，并取最佳油石比及±0.3%的油石比进行马歇尔试验确定生产配合比的最佳沥青用量。拌和机振动装备应当注意，拌和机最大筛孔的选择应保证材料最大粒径满足级配范围；其次各料仓的材料应保持平衡，在以后施工过程中不要出现待料或溢料现象。
1.4生产配合比验证
通过试拌试验段的铺筑来检验生产配合比的可行性。从沥青混合料的外观到内在质量及碾压成型后钻芯取样等各种检验所有试验数据整理后进行分析，若有指标不满足规范要求，则应对生产配合比或有关工艺做出调整直到达到设计要求。
如果使用改性沥青做结合料、SMA、Superpave混合料，不再将稳定度和和流值作为决定性指标，而是将动稳定度和空隙率作为决定最终配合比的主要指标。高速公路沥青路面要求必须对中、上面层进行动稳定度检测，值得注意的是有些路面动稳定度非常好，可建成通车后不久，路面还是出现车辙。这虽然和施工水平有关，目前规范对普通重交通沥青混合料动稳定度要求偏低；二是与试验检测方法有关，一些施工单位只重视对目标配合比的动稳定度试验，却忽略对从热料仓的取样进行动稳定度试验（一般热料仓的取样比现场取样及目标配合比的动稳定度均低）。
2施工质量控制
2.1 严把料源、工艺、质量关
使用优质的集料并进行严格的质量管理，使集料的稳定性和各项技术指标都符合要求，以及保证不同粒经矿料组成（单粒径级配）的稳定，是铺筑优良沥青砼路面的第一个重要环节。
为防止水泥稳定碎石基层出现我国半刚性基层常见的反射性裂缝、层间过密、强度过高现象、模量过大，项目对影响水稳质量的最关键因素水泥进行了新的应用研究，主要对水泥的7天抗压强度、抗折强度和28天抗压、抗折强度进行了界定。规定7d抗压强度控制在11～12Mpa，28天抗压强度控制在27.5～32.5Mpa之间，同时对吕酸三钙、含硫量等技术指标提出了严格要求。总之，沿江水泥稳定碎石用水泥强度等级在27.5～32.5级之间。
2.2拌和
改性沥青的粘度较大，混合料的出料温度高，一般取出料温度170℃～180℃，因此矿料的加热温度宜取180℃～190℃。改性沥青混合料的拌和时间应适当延长。一般拌和时间应大于45s，其中含3～5s的干拌，以确保矿粉吸油的均匀性。拌和时间是否足够，拌和方法是否正确，是生产优质沥青混合料的关键环节，质量均匀的混合料表现为所有的集料颗粒完全均匀地被沥青膜裹覆，沥青均匀分布于整个混合料，以无花白石子、无沥青团块，乌黑发亮为宜。混合料拌和的均匀性必须随时进行检查，如果出现花白石子或沥青分布不匀，应停机分析原因予以改进。其原因大致如下：搅拌时间不够；没有干拌；细颗粒矿料比例过大；特别是加入矿粉过多；沥青用量不够；矿料或沥青加热温度不够。可能是其中一项原因，也可能是多种原因。如果混合料颜色枯黄灰暗，可能的原因有：拌和温度过高、沥青用量不够、粉料过多、石料不干、菜油燃烧不透等。对于出现花白、枯黄灰暗的混合料必须废弃。为保证连续摊铺，沥青混合料拌和机应有储料仓，可提前拌和混合料，将拌好的沥青混合料送入储料仓中暂放，待开始摊铺后在运至摊铺现场。
2.3沥青混合料的摊铺
2.3.1沥青混合料摊铺应采用装有自动夯实、整平的摊铺机。对粗粒式混合料可采用同型号、同性能的两台摊铺机组成梯队作业，细粒式混合料宜采用一台摊铺机整幅摊铺完成。摊铺前对烫平板进行加热，温度不低于70℃，施工现场等候料车不少于5辆，方可进料摊铺。
2.3.2沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，普通沥青混合料摊铺温度不低于130-150℃，不超过180℃，改性沥青、SMA、Superpave混合料应提高10-20℃左右，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿，摊铺速度要根据拌和机产量、施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定，摊铺速度应控制在2-5m／min.在整个摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器应不停顿地转动，两侧应保持有不少于送料高度的2／3的混合料。为防止离析，摊铺机中途不许收斗，斗内两侧剩余混合料因温度较低，不得用于路面摊铺，每天摊铺结束前应清除干净。
2.3.3混合料摊铺要平稳、连续进行，中途不得停机。沥青路面横缝采用切缝机切割，并在新的茬口涂刷乳化沥青，采用平接逢。上下两层横向接缝应错开一米以上，纵逢应错开20cm以上。
2.4混合料碾压
混合料摊铺后一定要在高温条件下及时碾压。碾压速度：初碾和终碾控制在3km/h以内，复碾控制在5km/h左右。碾压速度过快（尤其在初碾时），容易引起推包和裂纹。压路机的自动喷淋系统喷洒的咸性水主要起防止钢轮与沥青粘结的作用。但水量过大会使混合料温度下降过快和引起缝纹，施工时按最小用量控制。施工时按要求控制碾压遍数，遍数过少。压实度无法达到要求，过碾又会使混合料出现弹簧现象，既不能保证压实度，还会出现裂纹。复碾时采用“高振频，低振幅”的振动碾压。相邻两遍碾压重复轮宽静压时为1/3轮宽，振动碾压时约为20cm。
3结语
随着沥青道路在我国的进一步推广，在我国的道路建设中发挥着重要作用，在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性必将提高。