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1、高速公路沥青路面混合料配合比设计及施工 摘要：本文结合笔者多年公路工程施工实践，详细阐述了高速公路沥青面层配合比设计，在试验的基础上确认其级配组成并进行验证，并对高速公路沥青路面面层施工技术及质量控制措施进行了详细探讨和总结。 关键词：高速公路；沥青面层；配合比设计；施工技术；质量控制 1引言 高速公路沥青路面的建设质量和建设水平，不仅代表一个地区沥青路面的科研水平、施工水平和建设管理水平，同时也是一个地区重要的对外形象。随着交通量和轮胎压力的不断增加及交通条件的日益复杂给沥青路面的使用性能提出了更为严格的要求。在当前繁重的建设任务情况下，推动高速公路沥青路面建设水平再上新台阶，赶超国际沥青路
2、面先进水平，必须在学习国内外沥青路面设计与施工等方面先进理念、先进方法的同时，关键要结合实际情况，加强沥青路面的设计施工及质量控制。 2工程概况 湖南某高速公路工程10标段，行车道及路缘带路面结构采用沥青混凝土路面，即4cmAC-16改性沥青砼面层+5cmAC-20C沥青砼中面层+粘层+7cmAC-25C沥青砼下面层+透层+20cm6%水泥稳定碎石基层+216cm4%水泥稳定石屑底基层。 该路段段沥青路面面层AC-16沥青混凝土配合比设计是根据公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）进行设计的，其中试验是根据公路沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）和公路工程集料试验规程
3、（JTGE42-2005）进行的。 3 高速公路沥青面层配合比设计 3.1原材料 1）集料 对于中、下面层石灰岩集料，在现有技术指标的基础上建议粗集料增加高温压碎值指标，以减少施工中的集料压碎现象，同时达到提高中、下面层抗车辙性能的目的。对于细集料，目前检测指标尚少，建议增加坚固性试验，提高细集料的使用品质。 2）沥青 沥青的品质是影响沥路面质量和使用寿命的一个关键因素。适宜的沥青不仅能延缓或阻止沥青路面因疲劳、低温产生开裂，还能防止沥青路面因重载和高温作用产生过深的车辙。选择沥青的依据是：交通量、气候环境条件、石料与沥青粘附性和混合料抗水害试验结果。依据的沥青技术标准通常有两种：沥青PG等级
4、和针入度等级标准。 沥青的技术指标建议参考JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范的要求执行，对老化后延度和针入度比要加强检测，避免抗老化性能不好或贮存时间过长的沥青被使用。对于针入度指数，建议作为参考指标，不宜将其作为强制性指标。 3）矿粉 建议增加矿粉的检测频率，尤其应重点关注0.075mm筛孔的通过率和亲水系数指标，这对沥青混合料级配的稳定性和抗水损坏能力均有一定影响。 4）抗剥落剂 为了提高沥青和石料的粘结力，增加混合料抗水害能力，通常采用添加抗剥落剂方法。目前高速公路抗剥落剂形式主要有液体抗剥落剂和消石灰。采用液体时应进行抗老化性能检验，确保其长期使用性能；用消石灰时必须进行安
5、定性试验，防止其中混有过多生石灰，使用后发生消解而产生膨胀，以致影响路面使用质量。 建议上面层使用液体抗剥落剂，表观效果更好，中、下面层使用消石灰，提高沥青混合料水稳定性。 3.2沥青混合料设计指标 本工程采用马歇尔试验方法来进行热拌沥青混合料的配合比设计，其技术指标见表1。 3.3确定矿质混合料级配组成 本项目沥青上面层采用AC-16沥青混合料，其矿料级配组成见表2。 表2AC-16矿料级配计算表 3.4水稳定性检验 按照最佳油石比4.62%重新制作试件，进行马歇尔试验及48h浸水马歇尔试验，对沥青混合料的水稳定性进行验证，试验结果见表4。 表3上面层目标配合比马歇尔试验结果 表4目标配合比
6、浸水马歇尔试验结果 3.5马歇尔试验 1）按此配比在油石比3.5%5.5%范围内，以0.5%间隔的不同油石比分别进行马歇尔试验，试验结果见表3。2）按JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范方法计算最佳油石比：a.相应于密度最大值的沥青用量1=5.5%。b.相应于密度最大值的沥青用量2=5.0%；要求的目标空隙率（4.7%）的沥青用量3=4.4%，求出：OAC1=（5.5+5.0+4.4）/3=4.97。c.符合技术标准的沥青用量范围： OACminOACmax=3.8%4.75%，求出：OAC2=（3.8+4.75）/2=4.275。d.最佳沥青用量取OAC1及OAC2中值，求出：OA
7、C=（4.97+4.275）/2=4.62。 高温稳定性检验：采用最佳油石比4.62%制备车辙试件，沥青混合料在温度60、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验，动稳定度为4800次/mm，符合不于小3000次/mm的规定要求。 3.6生产配合比设计 在目标配合比确定后，则利用实际施工的拌合机进行施工配合比设计，根据确定的目标配合比，检测各冷料他送料速度的相关数，将送料比例调到接近合成的矿料。试验前，应首先根据级配类型选择振动筛筛号，使几个热料仓的材料相差不多。本项目AC-16面层采用的振动筛为22mm，11mm，7mm，3mm四级。试验时，按目标配合比设计的冷料比例上料，经加热后提升至拌合机顶部
8、，经二次筛分后分别进入4个热料仓，再分别从各热料仓取样筛分，重新合成配合比。 按此配比和规范规定试验油石比取目标配合比得出的最佳油石比及其0.3三档进行马歇尔试验，其试验结果见表5。 按各项指标全部合格的范围的中值确定最佳油石比为4.52%。 3.7生产配合比验证 根据确定的生产配合比，按照最佳油石比4.52%试拌铺筑试验路，经取样进行马歇尔试验，试验结果表明，级配稳定度、流值、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等各项指标均满足设计要求： 1）混合料浸水马歇尔残留稳定度为95.6%，符合要求。 2）混合料高温稳定性试验结果表明其符合要求。 3）构造深度为0.8mm，符合要求。 表5生产配合比马歇尔
9、试验结果 4沥青路面面层施工技术及质量控制措施 4.1沥青面层的施工 4.1.1沥青混合料的拌和 1）沥青混合料的拌和主要是根据生产配合比确定的集料、矿粉和沥青等原材料比例拌制沥青混合料。在生产过程中需要严格控制各种原材料的重量和温度。 2）为了进一步验证拌和楼生产的沥青混合料油石比、级配和其体积性质，要求生产单位对每台拌合机上、下午各进行一次抽提试验和一次马歇尔试验，确保沥青混合料的油石比、级配及马歇尔技术指标满足施工要求。实践表明，每天上、下午各进行一次抽提试验和马歇尔试验是非常必要的，试验结果可以用来指导拌和楼沥青混合料的生产。 3）应加强拌和楼除尘控制，避免粉尘含量过高，而造成粉胶比过
10、大，使沥青混合料的水稳定性和高温稳定性降低。 4）建议拌合场沥青储存温度不高于130，施工过程中不得使用存放时间过长的沥青，避免因沥青老化而造成个别指标（尤其是老化后的延度）不合格。 4.1.2沥青混合料的运输 沥青混合料的运输过程中需要注意的是：确保沥青混合料不产生过大的温度离析和骨料离析。防止骨料离析关键在于沥青混合料装入运输车时要严格注意装车顺序，运输车厢在运输车卸料过程中要注意车身抬起的高度。防止温度离析，关键要覆盖好沥青混合料。 4.1.3沥青混合料的摊铺 沥青混合料摊铺要注意以下几个方面：摊铺机宽度，合适的摊铺宽度以1个车道（3.75m）2个车道（7.5m）宽为宜，过宽容易产生离析
11、；摊铺机料位器高度以车厢深度的2/3为宜，保证摊铺机料斗车的料位高度不低于车厢深度的1/3。 4.1.4沥青混合料的碾压 沥青混合料的碾压是沥青路面施工最后一道工序也是最关键的工序，压实度对沥青路面质量有决定性的影响，在碾压过程中应严格控制压路机的速度。 在改性沥青混合料碾压过程中易出现粘轮现象，建议施工单位在钢轮压路机中灌入菜籽油和水按一定比例（一般1：3）混合的油水混合物，这样既能有效保持碾压温度，不因喷水过多而造成温度下降过快，也可减少钢轮锈蚀，因为菜籽油可以起到润滑保养作用。 4.2沥青面层的质量检测和质量评定 加强沥青面层的质量检测是提高沥青路面质量的有效手段，制订合理有效的质量评定
12、标准是生产优质沥青路面的重要保证。 4.2.1沥青面层的质量检测 1）沥青面层的质量检测包括原材料检测、沥青混合料温度和质量检测、沥青面层检测3个方面的指标。 2）推行沥青面层施工质量的动态管理方法，利用计算机辅助管理，建立工程质量数据库，随时将检测结果输入数据库，随时分析质量情况，发现问题及时修正。 3）加强比对试验。建议组织各施工单位、监理单位和各相关检测单位进行沥青、沥青混合料等比对试验。比对试验比单纯的计量标定更有效，它是对试验环境和操作人员操作技术的综合测试，因此已成为发达国家的标准实践。 4.2.2沥青面层质量评定标准 沥青面层质量评定标准是评价沥青路面质量的依据，只有制订正确合理的评定标准才能指导施工单位生产出优质的沥青路面。不断完善和优化沥青路面质量评定标准是沥青路面建设的重大课题。 5结 语 综上所述,世界上沥青路面技术已经有一百多年的发展，还有许多问题没有解决，还有许多技术有待探索。可以预见在今后的沥青路面建设中，还会遇到许多新的问题。因此，我们只有不懈努力，才能不断提高沥青路面建设质量，延长沥青路面使用寿命。 注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。 9
