谈市政道路工程中沥青的质量控制

贾小燕

（太原市市政工程总公司，山西太原　030002）



·质量控制·

谈市政道路工程中沥青的质量控制

贾小燕

（太原市市政工程总公司，山西太原030002）

摘要：对市政道路工程中使用的道路石油沥青组成、分类及主要技术指标进行了阐述，总结了道路设计、施工、竣工验收及通车运营等阶段的沥青原材料质量控制要点，以达到提高沥青质量的目的。

关键词：道路石油沥青，设计阶段，施工阶段，质量控制

沥青混合料面层是以沥青为胶凝材料，石料、矿渣等矿料为骨料组成的混合料铺筑的路面，是高级路面的主要结构形式。近年来在太原市新建市政道路工程中占到了90%以上。其具有无接缝、平整度好、抗滑性好、行车舒适性高、噪声低等优点。但是由于种种原因，有的工程出现了车辙变形、龟裂、松散、裂缝、泛油等病害，达不到设计使用寿命的要求，对国家财产造成了损失，影响了人们的生产生活。而沥青作为沥青混合料面层的主要原材料，对沥青混合料面层的质量起着决定性作用。如何保证沥青原材料的质量，成为市政道路工程中的一个重要问题。

1　沥青概况及主要技术指标

1.1沥青概况

沥青（Asphalt）是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色固体或半固体，是一种防水、防潮的有机胶凝材料。沥青的主要组成元素为碳、氢以及少量的硫、氮、氧等。沥青主要由饱和酚、芳香酚、胶质和沥青质等四个化学组分组成，不同产地沥青的化学组分比例都不同。每种组分对于沥青的性能都有不同的影响力，例如沥青质主要起着提高粘度、粘结力、温度稳定性的作用，胶质主要起着提高可塑性、流动性、粘结性的作用，饱和酚与芳香酚主要起着润滑、柔软胶质与沥青质的作用。优质的沥青组分比例应为：饱和酚∶芳香酚∶胶质∶沥青质∶蜡= （13～31）%∶（32～60）%∶（19～39）%∶（6～15）%∶≤3%。沥青是一种胶体结构，优质路用沥青最好是溶—凝胶型结构，沥青质含量适中，胶质很多并相互吸引。

沥青材料按其获得方式可分为天然沥青、石油沥青和焦油沥青三大类。石油沥青是道路工程中应用最广的沥青材料，通常称之为沥青，是采用石油经过减压蒸馏、溶剂脱落沥青或氧化等过程得到的产品。现阶段道路工程中沥青混合料面层主要使用石油沥青以及由石油沥青加工而成的改性沥青、乳化沥青。JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范中规定，我国道路石油沥青主要是按照针入度值划分为30号、50号、70号、90号、110号、130号、160号共7个标号适用于不同的区域，每个标号又根据针入度指数、粘度等指标划分为A，B，C三个等级适用于不同等级的公路及路面层次。改性沥青是由石油沥青掺加一定比例的一种或多种橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细了的胶粉等改性剂，从而使沥青的路用性能得到改善的沥青混合物。改性沥青根据改性剂材料种类分为SBS类，PE类（PR），SBR类，复合类等。乳化沥青是石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等作用下经过一定乳化工艺，生成水包油或油包水的均匀、稀释液态沥青，通常作为道路粘层、透层使用。乳化沥青根据离子情况与破乳速度以及适用范围分为阳离子、阴离子、非离子等种类。

1.2沥青主要技术指标

道路石油沥青主要有以下技术指标：

1）针入度。试验方法采用T0604—2011沥青针入度试验，是在25℃条件下100 g的标准针经过5 s的时间贯入沥青试样的深度（以0. 1 mm计）。针入度反映了沥青的稠度、粘度，即软硬程度。一般来说针入度值越小越好，可以用来确定沥青标号。

2）软化点（R&B）。试验方法采用T0606—2011沥青软化点试验（环球法）。沥青试样在金属环内，上置直径9. 53 mm质量（3. 5±0. 05）g的金属钢球，放于水或甘油中，以（5±0. 5）℃的速度加热，至钢球下沉达25. 4 mm时的温度，以℃表示。软化点反映了沥青高温稳定性，与路面发软变形的程度有密切关系，我国规定一般在40℃～60℃之间。

3）延度。试验方法采用T0605—2011沥青延度试验。将沥青试样制作成8字形标准试件，在规定温度与拉升速度下拉断开时的长度，以cm表示。一般普通石油沥青用15℃的试验温度，改性沥青用5℃的试验温度。15℃延度反映了沥青的感温性能、塑性。5℃延度可以很好地反映改性沥青的低温抗裂性。

针入度、软化点、延度是评价道路石油沥青路用性能最常用的指标，通称“三大指标”。另外还有60℃动力粘度、蜡含量、闪点、溶解度、密度、TFOT（或RTFOT）后质量变化等指标。

其中60℃动力粘度反映了沥青在盛夏季节的耐热性能；蜡含量能够综合反映沥青高温、低温等各方面的路用性能；闪点是反映沥青加热质量与施工安全性的一项重要指标，我国要求不大于230℃；溶解度反映了沥青的纯净程度，规范要求不小于95. 5%；密度反映了沥青的致密程度，我国对密度不做要求，只要求记录数据；沥青薄膜加热（或沥青旋转薄膜加热）后质量变化、残留针入度比（25℃）、残留延度（10℃）反映了沥青受热时性质的变化情况，我国标准要求质量变化不大于±0. 8%。

2　设计阶段的沥青质量控制

在道路设计阶段，主要是选择适合于工程的沥青标号。选择沥青标号时，应考虑当地气候条件及道路交通荷载情况。在JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范中，依据多年积累的气象条件中高温、低温、雨量等指标确定了我国沥青路面的气候分区。山西省交通部门对省内做了更具体的划分，太原市属于夏炎、冬寒、半干区。根据气候情况选择沥青时，夏季炎热地区应选择一些较硬、针入度较低、标号较低的沥青；反之，冬季严寒地区应选择一些较软的沥青。但是，太原市夏季炎热、冬季寒冷，不可能完全满足要求，只能兼顾。适宜于太原市沥青路面使用的沥青标号有90号、70号。另外，由于近年来车流量增加导致道路荷载增加，高温车辙比低温开裂更重要，沥青标号选择有向低的趋势，主干道中机动车道的中面层、上面层多采用改性沥青，以增加抗车辙能力。

3　施工阶段的沥青质量控制

施工阶段的质量控制主要有以下几方面：订货时选择有实力的沥青供应商；加强沥青进货时的质量检测，确保进入施工现场沥青原材料的合格率；加强沥青混合料加工过程中的工艺控制，确保沥青混合料的质量。

3.1沥青招投标及订货阶段的质量控制

沥青作为道路工程中主要的原材料，在设计阶段确定沥青品种、标号后，应通过公开招标选择有实力的供应商，来保证沥青质量。选择供应商时，要符合以下几方面要求：1）注册资金满足要求的独立企业法人；2）生产过程具有完善的质量控制体系；3）储存能力满足要求，施工高峰期供应量可以满足要求；4）质量符合设计要求，有供应过其他同类工程的业绩且未发生过重大质量事故。

3.2沥青进货及保管阶段的质量控制

进货前应该对每个标号的沥青按设计说明中要求的指标全部检测一次，确保满足设计要求后方可大批量进货。

如果是进口沥青，在到达国内港口后，立即由沥青供应商和监理单位共同见证，抽取沥青试样，送到第三方独立检测机构进行委托，检测合格后，才可以装车运到工地拌和站，同时供应商应提供本批进口沥青的沥青出厂检测报告、中国口岸商检报告。

国产沥青应由沥青供应商自检合格后方可出厂，运输过程中应该对运输车罐口进行铅封。车辆最好带有GPS定位装置，确保按规定路线行驶，不会中途换油。随车应附带沥青合格证，写明所用工程名称、运输车辆车号、沥青生产厂家、标号、数量、发货日期、该车沥青主要技术指标数据等内容。

表1　沥青检测项目

沥青装运到工地拌和站后，每车沥青由供应商、施工单位、监理单位、建设单位共同见证取两份沥青试样，一份由施工单位检测用，一份封存留样。施工单位按照表1对不同品种沥青进行不同项目的检测。合格后，卸车入贮存罐以备使用，不合格的沥青不准使用。沥青贮存罐内应无残留沥青，各品种分别贮存不允许混存，贮存罐容量应符合施工要求。由于沥青拌合设备设计问题，会出现燃烧油混入沥青贮存罐以及水蒸气串入沥青中导致沥青破坏的问题，在燃烧油混入沥青贮存罐时，要尽快分离，抽出燃烧油，对沥青废弃或降级使用。如有水蒸气串入沥青罐，应进行脱水处理。沥青从炼油厂炼制出来以后，直至拌合沥青混合料之前，一直在保温的沥青罐之内，沥青的热态贮存、热态运输、在储油罐内预热等过程，往往会经历很长的时间，会引起沥青蒸发，导致沥青物理性质发生变化。因此，要尽量做到沥青的随到随用，减少沥青运输、贮存时间，降低贮存温度，以保证沥青质量。沥青检测项目见表1。

3.3沥青混合料生产阶段的质量控制

在沥青混合料生产阶段，主要是沥青加热温度、沥青用量以及沥青混合料拌合时间的控制。沥青温度过高会引起沥青的老化，沥青混合料粘结力、高温稳定性下降，沥青温度过低会使沥青混合料拌合不均匀影响级配。因此，沥青加热温度应该严格执行《公路沥青路面施工技术规范》中要求的温度。沥青用量过大时路面会出现泛油、车辙等破坏，沥青用量过小时会出现粘结力差、集料飞散的病害。每天应通过拌合设备计算机控制系统对沥青用量进行统计、进行抽提试验检测沥青用量，确保沥青用量符合沥青混合料配合比要求。沥青混合料拌合过程中沥青处于高温状态，与空气接触极易发生氧化后老化，因此要严格控制拌合时间。

另外，施工过程中应该对混合料拌和温度、摊铺温度、碾压温度等进行控制并记录，对沥青混合料进行稳定度、沥青含量、车辙、路面压实度等检测，确保各项指标符合要求。沥青拌和站要建立台账，主要包括沥青检测、入罐储存和使用的情况。内容有沥青标号、数量、检测结果、入罐时间、使用日期、拌合沥青混合料名称、铺筑层次路面桩号等。有条件的工地，可以利用计算机建立工程质量数据库，采取平均值和极差管理图的方法，绘制沥青质量直方图正态分布曲线，发现标准差及变异系数有增大趋势时，及时分析原因，研究对策。

4　竣工验收及运营阶段的质量控制

施工完成后应对所有沥青的资料包括记录、台账等进行整理汇总。有关的原始记录、试验检测及计算数据、汇总表格，必须如实记录和保存，以便以后查阅或为以后的工程提供借鉴。通车运营后，禁止车辆超载。做好科学的检测监控体系，发现病害时，及时养护。

5　结论及建议

随着城市基础设施建设力度的加大，沥青路面作为一种良好的结构形式，适用范围越来越广，沥青原材料的质量控制也越来越重要。沥青的质量控制是一个系统工程，只要在了解沥青的主要指标与工程要求之后，进行科学化、规范化的质量控制，在进货阶段加强沥青原材料进场或开工前的检测，做到事前控制，在使用过程中加强监控，保证沥青混合料成品质量，便可以取得很好的效果。

参考文献：

［1］JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.

［2］DB14T160—2007，山西公路改性沥青路面施工技术规范［S］.

［3］张宜洛.沥青路面施工工艺及质量控制［M］.北京：人民交通出版社，2011.

［4］沈金安.沥青及沥青混合料路用性能［M］.北京：人民交通出版社，2001.

Discussion on asphalt quality control of municipal road engineering

Jia Xiaoyan
（Taiyuan Municipal Engineering Corporation，Taiyuan 030002，China）

Abstract：The paper describes road petroleum asphalt organization，categories and major technological index used in municipal road engineering，summarizes raw asphalt material quality control points at road design，construction，and completion and operation phases，with a view to achieve the goal of improving asphalt quality.

Key words：pavement petroleum asphalt，design phase，construction phase，quality control

中图分类号：TU712. 3

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0230-02

收稿日期：2016-01-20

作者简介：贾小燕（1981-），女，工程师