2018浅谈沥青混凝土路面配合比设计及质量控制
摘要： 本文通过宛坪高速公路建设中关于沥青混凝土面层的配合比设计及施工质量控制的成功经验，着重介绍了高速公路建设中原材料的选择、原材料配合比优化设计及施工质量控制的技术要求和应注意的问题，可为该类型沥青混凝土路面建设的普及提供参考。http://
关键词：高速公路沥青面层配合比设计质量控制
一、工程概况
宛坪高速公路，是上海至武威国家重点干线公路的重要段，全线总长为82.02公里，按双向六车道施工，分为东西两段。我标承接内乡至豫陕界段路面五同段，全长10.2公里，沥青路面上面层为4cm厚AC-13改性沥青混凝土，中面层为6cm厚AC-20改性沥青混凝土，下面层为8cm厚AC-25 沥青混凝土。
二、沥青混凝土面层材料的选择
要保证工程质量，必须对工程材料进行严格的选择和检验，这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。组成沥青混凝土的原材料主要有：不同规格的粗集料、细集料、填充料（矿粉）、胶结料（沥青）。选择、确定原材料应根据设计文件对路面结构和使用品质的要求，按照《规范》的相关规定，结合地材的供应情况，按照相关试验规程的要求进行检验，然后择优选材。选择原材料按以下原则：技术性好（满足技术指标要求），经济性好，结合环保就地取材。（一）沥青的选择
沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量的主要因素。因此选择沥青时，除了要注意沥青自身品质的优劣以外，还要注意沥青标号对当地环境、气、气温的适应性，既要兼顾冬季的抗裂性，又要兼顾到夏季的抗塑变能力。本工程根据当地环境、气候条件及交通状况，下面层采用标号为A-70沥青，上、中面层采用集中工厂化生产的成品改性沥青。
（二）粗集料的选择
粗集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。粗集料的质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用粗集料质量技术要求”的规定。本工程上面层采用统一供应的玄武岩集料。中、下面层采用石灰岩，要求必须使用锤击式或锥式破碎机加工的碎石，不得使用鄂式破碎机加工的碎石。
（三） 细集料的选择
细集料一般是指天然砂、人工砂、石屑等，在沥青混合料中增加颗粒间嵌锁作用，减少粗集料间的孔隙，从而增加混合料的稳定性。本工程细集料采用石灰岩类石屑，要求石料生产过程中必须具有两级抽吸除尘设备，控制细集料中粉尘含量在3%内，质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用细集料质量要求”的规定。
（四）填料的选择
本工程填料采用石灰岩石料经磨细得到的矿粉，严禁使用回收粉代替矿粉。矿粉要求干燥、洁净，含水量不得大于1％，严格控制0.075mm以下含量，其允许偏差为±1%。矿粉质量应符合“沥青混合料用矿粉质量要求”的规定。
三、沥青混合料配合比设计
沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量的主要因素。沥青252配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。通过配合比设计，确定沥青混合料所用的矿料级配和最佳沥青用量。配合比设计的各个阶段都必须进行马歇尔试验。
（一）目标配合比设计阶段
一是根据设计文件结构层的要求，结合本工程实际及使用的各种矿质材料进行试验计算，确定符合级配要求的各矿质材料用量比例。
二是进行马歇尔试验，依据规范要求的各项马歇尔指标及性能指标，确定矿料级配和最佳沥青用量，由此提供拌和机冷料仓的上料比例和沥青用量。具体步骤为：
1、对各种矿料进行筛分，分别测定其毛体积相对密度、表观相对密度；根据各种矿料筛分结果，确定矿料级配组成。
2、测定沥青相对密度；计算矿料混合料合成的毛体积相对密度和表观相对密度。根据经验预估沥青混合料最佳油石比，并以此为中值，按0.5%间隔变化拟定5组不同的油石比，用实验室小型拌和机按确定的温度范围拌和沥青混合料。
试模和底座应按规定预热, 按规定的击实次数和温度范围成型马歇尔试件,每种沥青用量的试件为4～6个，测定值必须满足标准差要求，否则必须舍弃。计算矿料的有效相对密度，确定不同油石比沥青混合料的最大理论相对密度。测定不同油石比沥青混合料试件的马歇尔稳定度、流值、毛体积相对密度，计算空隙率、矿料间隙率和有效沥青饱和度。
3、根据马歇尔试验结果综合确定最佳沥青用量OAC，然后再按最佳沥青用量OAC制件，做水稳定性检验和高温稳定性检验。根据验证结果，若达不到相关规定则另选材料、调整级配或采取其他措施重做试验，直到符合要求，确定出较理想的目标配合比。
（二）生产配合比设计阶段
目标配合比确定以后，要使实际施工中所采用的沥青混合料拌和设备进行生产配合设计。试验前，首先根据路面结构的级配类型，选择适当尺寸的振动筛。对二次筛分后的矿料重新进行配比设计，确定各热料仓的用料比例和生产配比的最佳沥青用量，供拌和机控制室使用。具体步骤为：
1、对热料仓各种规格矿料进行筛分（按不同规格、不同粒级分别存放），分别测定其毛体积相对密度和表观相对密度（矿粉和沥青采用目标配合比设计时的测定值）。
2、根据各种矿料筛分结果，按照规范要求进行矿料组成设计，其级配曲线力求接近目标配合比设计曲线，确定各热料仓的用量比例。
3、取目标配比最佳沥青用量及±0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验和试拌，通过试验室及从拌和机取样试验综合确定最佳沥青用量，与目标配合比设计的结果不宜大于±0.2%。
4、根据马歇尔试验结果确定生产配合比的最佳沥青用量和矿料级配，据此结果根据拌和设备的拌和能力确定每盘料所需各热仓的矿料数量和沥青的数量。
（三）生产配合比的验证阶段
采用生产配合比进行试拌并铺筑试验路，用规定的方法在拌和机上取样进行马歇尔试验，并在试验路上钻取芯样观察芯样完整性和空隙率，由此确定生产用的标准配合比，作为生产控制和质量检验的依据。同时也是对施工单位制定的施工方案的检验，检验期拌和、运输、摊铺、碾压工艺等的可行性和设备的匹配情况，解决混合料各项技术指标是否满足要求等方面问题。整理出该阶段的所有数据，进行对比分析，若有指标不到规范要求，应对生产配合比或有关工艺做出调整，直至达到设计要求，写出总结报告，报监理及业主批准实施。 （ 四）、配合比设计应注意的问题：
（一）应注意在生产配合比设计阶段，要严格控制冷料仓和热料仓的配比；当材料发生变化时，要及时调整配合比。
（二）在进行配合比设计时，要具体问题具体分析，不能死搬硬套《规范》规定。在不脱离《规范》的情况下，根据不同的材料，灵活的进行配比设计。
（三）在配合比设计过程中，要和施工生产的实际情况相结合，不能脱离现有的技术条件；同时要严格施工管理，使混合料的生始终控制在设计的最佳状态。
（四）试件的配料、拌和应单个进行，以确保试验结果的一致性。
四、施工过程中质量控制
沥青路面施工必须按全面管理的质量要求，建立健全有效的质量保证体系，实际目标管理，工序管理，明确责任，对施工全过程，每道工序的质量进行严格的检查、评定，以保证其达到质量标准。具体抓好以下几个方面：
（一）原材料的控制
各种原材料进场后应按规定的频率和批量进行抽检，不合格的材料不得进场。堆放各种矿料的场地必须硬化并应当有良好的排水系统，避免材料污染；各种材料间应用墙体隔开，以避免互相混杂。细集料应搭篷覆盖。
（二）拌合站的调试
注重拌和楼机调试，严格关键筛孔的通过量与生产配合比的容许偏差，保持混合料级配稳定。拌和机二次筛分用的振动筛规格尺寸应根据混合料矿料级配组成与最大粒径确定，不同级配混合料必须配置不同的筛孔组合；沥青拌和楼机用筛孔（方孔筛）推荐如下：
沥青下面层为AC-25型粗粒式沥青砼筛孔为：32、22、11、6、3；
沥青中面层为AC-20型中粒式沥青砼筛孔为：26、19、11、6、3；
沥青上面层为AC-13型细粒式沥青砼筛孔为：17、11、6、3。
（三）沥青混合料的拌和
沥青混凝土拌和时要严格控制沥青加热温度、集料加热温度、拌和温度、出厂温度。本工程沥青采用导热油加热，加热温度控制在160℃-165℃范围内。下面层矿料加热温度为165℃-190℃，中上面层料矿料加热温度为190℃-220℃，下面层沥青混凝土出厂温度在150℃-165℃，中上面层沥青混凝土出厂温度在165℃-175℃，混合料超过195℃者应废弃，并应保证运到现场的温度不低于145℃-160℃。工地试验室要随时抽检油石比及矿料级配，加大马歇尔试验频率，严格控制混合料的油石比、稳定度、流值指标。
（四）沥青混合料的运输 混合料采用20吨以上的自卸汽车运输。维护好便道，缩短运输时间并确保平稳，减少运输离析。运输车装料前必须将车箱清理干净，车箱底板与内壁涂一薄层油水混合液，以防粘料。装好料的汽车用不透水彩条布或棉被覆盖，确保摊铺温度。
（五）沥青混合料的摊铺 运料车到达摊铺机作业面时,摊铺机要调好初始状态。摊铺厚度、宽度以设计为准。摊铺机熨平板的仰角要准确，行走速度要稳定，找平装置要能正常工作。摊铺过程中，摊铺机以试验段确定的摊铺速度、振动、振捣频率匀速前进，严禁中途变速或停顿。摊铺好的沥青混合料在未经压实前，施工人员不得踩踏。
（六）沥青混合料的碾压 沥青混合料压实以试验段确定的碾压组合及程序进行，压实分初压、复压、终压三个阶段。压路机以均匀速度行驶，禁止压路机在未成型路面上拐弯、刹车。
1、初压：采用钢轮压路机紧跟在摊铺机后进行碾压。碾压遍数为1～2遍。在直线段，应从外侧向中心碾压；在平曲线超高段，应从低处向高处碾压。适宜的碾压速度为2～3km/h。
2、复压：采用重型胶轮压路机碾压，相邻碾压带应重叠1/3~1/2碾压轮宽度，碾压至要求的压实度为止。适宜的碾压速度为3.5～4km/h。
3、终压：采用双轮钢筒压路机碾压2遍以上，以无明显轮迹为止。适宜的碾压速度为2.5～3.5km/h。
4、碾压过程中安排专人及时检测平整度、温度和压实度，发现有缺陷及时处理，并填好有关记录资料。
（七）施工缝的处理沥青路面施工缝处理的好坏对平整度有一定的影响，通常连续摊铺路段平整度较好，而接缝处较差。因此，接缝水平是制约平整度的重要因素之一。处理好接缝的关键是切除接头，用3m直尺检查端部平整度，以摊铺层面直尺脱离点为界限，用切割机切缝挖除。新铺接缝处采用斜向碾压法，适当结合人工找平，可消除接缝处的不平整，使前后两路段平顺衔接。
（八）施工质量检测
施工过程中随时检测摊铺松铺厚度、混合料各处阶段的温度等指标。沥青混凝土路面成型后，要对压实度、弯沉、厚度、宽度、平整度、中线偏位、纵断高程、横坡等指标进行检验。
五、结束语
沥青混合料的配合比设计是施工过程中一件十分重要的工作,满足规范指标只是一个起码要求,并不一定是最优化的设计的施工控制主要是一系列施工质量的控制。既包括原材料的质量控制，又包括施工过程的质量控制。对整个施工过程实施有效的动态管理，严格控制各种试验及检测。结合实际情况，科学合理的组织施工，从施工的各个环节入手，对沥青混合料的各方面层层把关严格管理，才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面，创造优良工程。
页:
[1]