乡村公路沥青路面矿料级配的控制及混合料施工检验

刘毅

（兴文县农村公路建设项目管理处，四川 宜宾 644400）

0 引言

随着乡村振兴战略的持续推进，乡村公路建设逐渐成为推动乡村发展的基本保障[1]，公路建设过程中的质量控制与检测技术也受到越来越多的重视[2-3]。沥青公路是当前农村公路工程的主要形式，混合料的矿料级配是影响沥青路面耐热性和耐久性的决定性因素[4]。施工过程中，相较于一二线城市，乡村公路建设受附属设施、自然环境、材料等级的限制，更容易引发混合料矿料级配的变动，影响沥青路面的建设质量[5-7]。本文针对混合料的矿料级配对沥青公路质量的影响，介绍了混合料的矿料级配控制方法，实现了对沥青路面施工质量的控制，以期提高乡村公路建设质量。

1 项目概况

本文以宜宾某四级公路提质改造工程为例。该改造公路总长度11.04km，路基和路面宽度均为6.5m，设计时速是20km/h。改造工程分上下两层，其中路面形式为沥青混凝土，上面层使用RSMA-10沥青混合料，结合料为橡胶沥青，所用集料为玄武岩。

2 混合料矿料级配的控制

混合料的矿料级配控制主要分为三个方面：目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证。

2.1 目标配合比设计

沥青路面选取原材料包括橡胶沥青、玄武岩、木质纤维和矿粉等。采用马歇尔试验方法进行沥青混合料目标配合比设计。根据筛孔通过率确定级配中值，并据此对目标级配比例进行调整。四级公路上面层SRSMA-10沥青矿料目标配合比颗粒级配曲线如图1所示，调整后的目标级配比例符合级配设计要求。

图1 目标配合比颗粒级配曲线

按照延度、软化点、针入度对橡胶沥青的选用进行严格把控，并根据实测值，确定沥青密度。经实验检测，调整后的橡胶沥青延度、软化点、针入度和密度分别是1.054、49.8、65.2、8.1，针入度指数PI为4.0，均达到技术要求。

根据确定的矿料级配，采用马歇尔试验方法确定最佳油石比。按照规范要求，选择五组马歇尔试件成型油量分别为5.7%、6.1%、6.5%、6.9%和7.3%，每组油量成型6个马歇尔。按照矿料质量的0.4%添加木质素纤维，得到五组马歇尔的体积参数结果。由体积参数曲线图求取密度和稳定度最大值、目标空隙率、沥青饱和度范围的沥青用量中值，分别为a1=7.12%、a2=6.51%、a3=6.62%、a4=6.43%，SRSMA-10 沥青混合料的最佳沥青用量初始值OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4=6.67%，根据规范中各项指标对应范围可知，沥青用量取OAC2=6.4%。根据OAC1 和OAC2得到最佳沥青用量为6.54%，取最佳油石比6.5%（对应空隙率、饱和度和矿料间隙率分别为3.7%、78.7%和18.1%），符合施工要求。

2.2 生产配合比设计

根据目标配合比进行生产配合比设计。生产配合比的设计主要在拌和楼进行。目前生产中使用的拌和楼主要分为连续式和间歇式两种类型，本文使用间歇式拌和的方式。同时在实验室将取出热料进行集料筛分试验，选择四分法进行取样。由筛分试验结果确定各热料仓中的矿料级配，即所求生产配合比。根据筛分试验得到的各档热料通过率确定，改造公路上面层SRSMA-10生产配合比的矿料级配曲线，如图2所示。

图2 生产配合比的矿料级配曲线

2.3 生产配合比验证

设定冷料仓流量，将冷料送入冷料仓烘干加热。将加热后的冷料送入各个热料仓，按最佳油石比6.5%，加上范围内最高和最低沥青用量6.2%和6.8%，试拌三组沥青混合料。为了保证取料热度均匀，取仓中间的混合料，进行达标验证。

采用燃烧炉法对沥青混合料中沥青含量与矿料级配进行检测。得到的矿料级配如表1所示，三组沥青混合料中，按6.5%最佳石油比试拌的一组，实测石油比为6.43%，矿料级配和石油比均满足规范要求。

表1 改造公路上层SRSMA-10级配

采用马歇尔试验，对沥青混合料的体积参数再进行测定。6.5%油石比试拌的沥青混合料，体检参数如表2所示。

表2 试拌沥青混合料6.5%的油石比马歇尔体

结合表1 和表2 检测结果可知，油石比为6.5%的SRSMA-10试拌沥青混合料，矿料级配和马歇尔体积参数均达到规范要求。

同时为确保沥青混合料的动稳定度，对混合料进行高温车辙试验。将三组不同石油比的试拌混合料分别进行车辙试验，试验温度设置为60℃，碾压次数为每分钟42次。碾压持续时间分为45min和60min，记录每组沥青混合料在两次碾压试验中变形量，得到每组沥青混合料的动稳定度。最后6.5%、6.2%和6.8%油石比的动稳定度DS分别为6846.9次/mm、6773.6次/mm 和7077.8次/mm，满足稳定度不小于3000 次/mm 的要求。由试验结果得到，改造公路上面层SRSMA-10试拌沥青混合料实测稳定度与各项指标均达到目标要求，生产配合比可以用于实际施工。

3 控制矿料级配的混合料施工检验

3.1 施工过程抽检

应建设单位要求，在四级公路的路面施工过程中，对上面层RSMA-10沥青混合料进行多次随机抽检，确保矿料级配的变动幅度不大，实现对施工过程的质量控制。经8次随机抽检，测得上面层RSMA-10沥青混合料矿料级配均与设计级配接近，二者差值始终满足设计误差要求。同时对随机抽检的沥青混合料进行马歇尔试验，对各组抽检样本的马歇尔体积参数进行检测。马歇尔体积参数的各项指标代表了沥青混合料的路用性能，确保马歇尔试件的各项指标满足设计要求，控制沥青路面施工质量始终保持较好水平。

3.2 完工验收检测

在路面铺装完成后，对路面质量进行验收检测。通过现场钻芯，对沥青路面的厚度和压实度进行检测。采用沥青路面取芯机，随机抽取8个桩位进行钻芯，8次实测的厚度均达到设计厚度，符合施工要求。在压实度的测量上，基于最大理论相对密度和基于马歇尔密度的压实度也分别满足规范规定94%和96%的要求。路面平整度是衡量路面宏观粗糙度的重要指标。采用三米直尺对路面平整度进行检测，检测结果如表3所示。由表可得，改造公路上面层SRSMA-10路面平整度平均值为2.4mm，小于5mm的规定，且达到设计要求，确保行车舒适。

表3 改造公路上面层SRSMA-10沥青混合料路面平整度检测结果

路面渗水情况是检测路面排水性的重要指标。采用路面渗水仪对改造公路上面层SRSMA-10沥青混合料路面的渗水情况进行检测，检测结果如表4所示。

表4 改造公路上面层SRSMA-10沥青混合料路面渗水情况检测结果

由表4可知，改造公路上面层SRSMA-10沥青混合料路面渗水系数平均值为121ml/min，小于规范对SMA沥青混合料要求的200ml/min，路面排水能力较强，符合验收标准。

4 结束语

沥青混合料的矿料级配对沥青路面受力性能有决定性作用。乡村公路的矿料级配在施工时易受到各类不稳定因素影响，进而影响工程质量。本文通过对沥青混合料的目标配合比和生产配合比的控制，严格落实矿料级配和体积指标的各项规范要求，以此保障沥青路面施工质量。施工检验结果表明，改造公路上面层SRSMA-10沥青混合料路面，无论是在路面厚度、平整度、压实度和渗水情况等方面，均符合规范要求。