浅谈沥青混凝土路面配合比设计质量控制

胡玉倩 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230032）

目前，在我省道路建设迅速发展的同时，存在一些沥青混凝土路面出现了早期损坏现象，通过对损坏路面的调查发现，导致产生早期破坏原因很多，其中一个很重要的原因是设计的沥青混合料配合比不合理、不科学，这样设计的沥青混凝土难以保证生产质量，所以应重视对沥青混合料配合比的科学优化，避免因沥青混凝土路面工程耐久性不良和早期破坏严重的问题造成经济损失和对交通行业的社会形象和可持续发展的影响。

1 原材料质量控制

原材料质量合格与否是沥青混凝土路面质量优劣的基础，因此要确保沥青混凝土性能首要做法是从源头抓起，对所使用的沥青、粗集料、细集料、矿粉等材料加强检测、严格选择，按照规范及图纸设计文件中对原材料性能的要求进行各检测项目的试验，在性能合格的原材料中结合本地材料的供应状况择优选材。

①沥青的选择：每批入场沥青都应附有产品合格证和出厂试验报告，进场后对主要控制指标如针入度、延度和软化点进行复试。试验结果应符合《公路沥青路面施工技术规范》和图纸设计文件的要求后方可使用，对于不同批次、不同厂家、不同标号的沥青还应分开堆放，采取防雨措施。

②粗集料的选择：粗集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度和耐磨性以及良好的颗粒形状。每批进场的粗集料均应取样试验，材料满足《公路沥青路面施工技术规范》的规定后方可使用。现场将不同规格的粗集料分开堆放，设立明显的标志牌并采取防雨措施。

③细集料的选择：细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质或其他有害物质以及具有合适颗粒级配，每批进场的细集料均应取样试验，材料满足《公路沥青路面施工技术规范》的规定后方可使用，现场堆放的粗集料应采取防雨措施。

④填料的选择：填料采用石灰岩或岩浆岩的石料经磨细而成的矿粉，且干燥、洁净、不含杂质和团块。在雨季施工时更要注意保护，以免吸水后填料结团成块。

2 科学的配合比设计

2.1 目标配合比设计

2.1.1 矿料配合比例的确定

原材料选定后，根据设计文件中沥青混合料的类型对矿料进行掺配比例确定，现阶段计算机已广泛应用于矿料级配的计算中，可以采用人机对话不断调整以达到最合适的配合比例，一般使矿料筛分曲线接近于规范中混合料级配曲线的中线。材料比例不同所形成的沥青混合料组成结构也不同，产出的沥青混合料性能差别巨大，所以合理的矿料配合比例是生产优质沥青混合料的必要条件。

2.1.2 最佳油石比的确定

沥青在沥青混合料中以两种方式存在，一种是“结构沥青”，一种是“自由沥青”，结构沥青是指沥青混合料在矿料比例确定后，能完全包裹在矿料表面并在矿料表面形成的扩散结构膜，它是沥青与矿料相互作用的强度的主要来源。“自由沥青”是指在沥青混合料中多余的沥青，它的增加会降低沥青混合料的粘结力。如果沥青用量较少时，不足以形成“结构沥青”，那么沥青混合料就比较脆硬、抗水性较差也易磨损，如果沥青用量较多，矿料间的粘结力就会降低。因此当沥青用量最适宜时，沥青混合料的强度最高。所以，最佳沥青用量的确定就是确定能使混合料能形成“结构沥青”，并减少“自由沥青”的沥青用量。

目前我国主要采用马歇尔试验法确定最佳油石比，首先根据经验预估最佳沥青用量，以预估的最佳沥青用量为中值，以0.3%～0.5%阶梯变化，采用5种沥青用量分别成型至少5组试件，采用马歇尔试验方法检测各组试件的性能指标，主要是密度、空隙率、饱和度和残留稳定度以及稳定度、流值等，以沥青用量为横坐标，以上检测的性能指标为纵坐标绘制关系曲线，确定均符合规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin～OACmax。选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围，并使密度及稳定度曲线出现峰值。如果没有涵盖设计空隙率的全部范围，试验必须扩大沥青用量范围重新进行。

2.2 生产配合比设计

目标配合比中矿料的比例不能直接用于拌合楼的生产而是根据生产进行调整，首先对所有进场的原材料必须进行筛分复核试验，与试验室目标配合比设计所采用原材料进行对比，性能不满足设计及规范要求的原材料不得用于生产。然后应对冷料仓流量的调整，标定电机转速与矿料运输速度关系，绘制关系曲线，根据曲线选定适合的电机转速进行原材料的输送。其次确定各热料仓矿料配合比例，对热料仓的矿料进行取样筛分、计算以确定各热料仓矿料配合比例，使矿质混合料的合成级配接近目标配合比，如不符合要求则反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡。最后确定最佳油石比并对生产的沥青混合料性能进行检验，确保其各项性能指标均符合施工技术规范和设计要求。

2.3 生产配合比的验证

根据确定的沥青最佳用量生产出沥青混合料，制作试件对其进行主要性能检测（如高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性能等），对不符合要求的沥青混合料必须对生产配比或相关工艺做出适当的调整，使其达到设计要求。

3 三阶段沥青混合料配合比设计的意义

现阶段采用的三阶段沥青混合料的配合比设计串联起了沥青混凝土的室内试验与现场生产，避免了室内目标配合比与现场生产的脱节，对现场的生产施工具有重要意义。

首先由于沥青混凝土材料随工程的时间进展具有的变异性，在施工过程中，沥青混凝士中的混合料的矿料级配与配合比设计过程中的矿料级配有一定的差距，很难完全吻合，为了保障矿料级配的波动性对沥青配合比不产生很大的影响，我们必须对用于生产的原材料进行跟踪强化检验。

其次加强了对生产过程的监控，随时根据情况的变化了进行调整，控制用于生产的沥青混合料处于最佳状态。

再次这样的设计方法贯穿于设计、生产、施工的全过程，使其成为有机整体，对沥青混凝土质量提升做出了有力的保障。

4 结束语

综上所述，影响沥青混凝土路面使用性能的因素很多，要想生产出高质量的沥青混凝土，首先应在设计的过程中选择符合质量要求的原材料，其次配制出具合理的矿料级配，然后对生产出的沥青混凝土进行检测确定最佳油石比，最后沥青混凝土配合比设计比必须和施工生产的实际情况相结合，真正对现场生产起到指导意义，不断地提高沥青混凝土路面的使用性能，避免产生沥青混凝土路面出现了早期损坏现象，为道路建设质量的提高打好基石。