瀝青砼路面施工對原材料質量控制的探討
General 更新 2024年11月05日
摘要：瀝青路面是具有良好使用品質的路面結構形式，但若發揮瀝青路面的良好使用效能，應有優質的施工原材料質量做保障，本文就原材料質量控制方面進行探討。
關鍵詞：瀝青砼路面施工原材料質量控制 探討
瀝青路面的早期損壞經常與使用的材料不好、壓實度偏低、級配變異性大、排水設計不合理等有關。要充分發揮瀝青砼路面的優點，必須有良好的施工原材料品質作保障。要確保瀝青砼路面達到預期的設計目標和路用效能，必須認真細緻做好施工階段的原材料質量控制工作。
一、集料品質
衡量集料質量的技術指標有如壓碎值、洛杉磯磨耗損失、視密度、對瀝青的粘附性、堅固性、軟石含量，石料磨光值、石料稜角等地料源性指標，以及有如級配、針片狀顆粒含量、含泥量等加工性指標。料源性指標的數值同加工碎石的塊石石質有關，同加工方式相關性較小。因此，固定料源加工的碎石，其指標檢測值相對比較穩定。而加工性指標的檢測數值同加工質量及加工過程有關。在集料質量控制過程中，我認為應著重考慮加工性指標的質量控制。
為減少生產集料級配的變異性，首先應合理選擇集料規格。S1-S5 規格集料，顆粒過大，且粒徑範圍過大；其它規格集料互相組合性、適用性較差，並且每種規格集料粒徑範圍過大，不利於級配控制.
破碎機篩孔設定對生產集料級配的變異性起著很重要的控制作用。為減小集料級配的變異性，應將控制集料級配的關鍵篩孔設定為破碎機的受控篩孔，這樣集料的級配就比較穩定。破碎機篩孔控制與其數值最接近的次級集料顆粒通過率。如22.5mm 篩孔控制集料19mm 通過率，16mm 篩孔控制集料13.2mm 通過率，所以19mm、13.2mm 這樣的篩孔為受控篩孔。處於兩個受控篩孔之間的篩孔通過率變異性也較小，也可以認為是受控篩孔。靠近受控篩孔的集料通過率變異性也比較小，這種篩孔可認為是次級受控篩孔，其集料通過率變異性也相對較小。
在集料生產過程中，應選擇材料強度高、不易被磨損的篩板。破碎機加工集料使用的原材料可以是直接開採的塊石，也可以是經過初碎的小料石，但在加工過程中，不能混雜使用，否則也會引起加工集料級配的變化。
2.集料比重及吸水率
集料的比重、吸水率對瀝青混合料的力學效能的影響是明顯的。
集料比重大時，瀝青混合料試件力學強度好（穩定度值高），集料比重小時，瀝青混合料試件穩定度低。瀝青混合料的殘留穩定度指標表徵瀝青混合料的水穩性，使用比重大、吸水率小的集料的瀝青混合料水穩定性好（殘留穩定度數值較大）。車轍試驗試驗結果顯示，集料比重大、吸水率小時，瀝青混合料抗車轍性好（即高溫穩定性好）。
集料的比重、吸水率對瀝青混合料的力學強度、水穩性、高溫穩定性有顯著的影響。要想獲得品質好的瀝青混合料，首先應選用集料比重大吸水率小的石料，這種石料質地緻密堅硬，力學效能好，瀝青混合料力學強度高。集料的吸水率也並非越小越好，對於比重接近的石料，一般吸水率小的石料表面光滑，不宜於瀝青的粘附，瀝青膜也較薄，因此吸水率在0.3-0.7%之間的石料都是比較合適的。
3.集料含泥量
瀝青路面用集料的基本要求是乾燥、潔淨。對於瀝青路面用粗集料的潔淨程度，瀝青路面施工技術規範使用含泥量指標控制（即小於0.075mm 顆粒含量）。規範數值為小於1.0%，即為含泥量指標合格。但含泥量小於1.0%的指標，並不是保證瀝青路面良好效能的指標。從粗集料與瀝青的粘附性實驗及瀝青混合料凍融劈裂試驗兩項實驗結果可得出結論，粗集料含泥量大於0.5%時，將明顯降低瀝青膜同集料的粘附性，使瀝青混合料易出現水損害現象。粗集料含泥量變大時，粗集料表面粘附的泥土層影響瀝青混合料的力學強度，這些粉狀物的存在，使瀝青同集料表面發生化學反應的能力下降，使瀝青膠泥（瀝青與礦粉）的粘結強度下降，從而使瀝青混合料在高溫時抵抗變形的能力降低，即高溫穩定性下降。現行瀝青路面施工技術規範應制定更嚴格的含泥量標準，含泥量小於1.0%，這一指標過大。根據本課題相關試驗，當含泥量達到0.5%時，瀝青混合料的水穩性及高溫穩定性將明顯下降。因此，在施工中將含泥量指標控制在小於0.4—0.5%的範圍內較為合適。
減小粗集料含泥量的措施為：
⑴嚴格控制加工塊石的潔淨程度。當開採塊石塘口有覆蓋土層時，開採塊石之前必須清除泥土覆蓋層，避免泥土汙染塊石。對於同泥土層臨近的塊石，由於已受到汙染，棄用或沖洗後使用；
⑵使用水洗法加工碎石時，必須增加水沖洗次數，使集料徹底潔淨；
⑶加強料場管理，集料必須覆蓋，否則在加工料場內的集料受到粉塵的二次汙染，再加上雨淋，含泥量明顯增多；
⑷料場要硬化，使用水泥砼硬化處理料場，避免剷車在裝料時，將軟層泥土、泥塊混入集料料堆中。
⑸生產集料的反擊破碎機必須配備除塵裝置，並且在集料生產過程中，保證除塵裝置處於正常的工作狀態。這樣才能減小粗集料的含泥量及細集料中小於0.075mm 顆粒的含量。
4.集料針片狀顆粒含量
集料針片狀顆粒含量較多時，瀝青混合料其抗車轍效能下降，從瀝青混合料馬歇爾試驗結果，可得出相同的規律，但差值沒有車轍試驗那麼大，這是由於試驗方式的差別所造成的。集料形狀接近立方體，有明顯的稜角，針片狀顆粒少，對瀝青混合料的良好力學效能，尤其是高溫穩定性是特別重要的。
二、集料的選擇
控制原則：就地選擇、效能優良、質量穩定、經濟適用，原材料的質量控制應從材料源頭把關。
1.粗集料
粗集料宜選用接近正方體或稜形體的礦料，要求潔淨、乾燥、具有足夠的強度和耐磨性，防止風化石、石英、長石、方解石等雜石侵入，嚴格控制針、片狀顆粒含量。粒料加工期間，每3000T同類粒料做一次抽樣分析試驗，確保粒料質量。
2.細集料
宜採用優質的天然砂或機制砂，在缺砂地區，也可使用石屑。由於瀝青混合料的穩定度是隨著細集料的粗糙度增加而增加，細集料的粗糙度或稜角增加了集料的嵌擠作用，提高了混合料的熱穩定性，所以細集料也可採用質量較好的石灰岩或玄武岩加工的石屑。
礦粉必須採用石灰岩等鹼性石料磨製的石粉，不得使用酸性岩石磨製的石粉，礦粉應乾燥、潔淨，不得結團。礦粉的粗細程度十分重要。礦粉過細，表面比過大，瀝青用量增大，拌和容易結團，且壓實後空隙率小於3 % ，容易形成油斑、油包等病害，夏季易泛油；礦粉顆粒過粗，雖減少了瀝青用量，但增大了空隙率，水穩性差，在荷載作用下，容易形成鬆散、坑槽等病害。採用合格的礦粉極為重要，不合格的礦粉應堅決廢棄。
三、瀝青品質及選擇
應根據公路等級、路面結構型別及面層厚度，結合氣候條件，確定瀝青種類。要儘量選取高樹脂、少石蠟的石油道路瀝青，含臘量越大的瀝青，越容易產生裂縫。瀝青的感溫性是瀝青效能的核心指標，感溫性好的瀝青抗車轍能力強，感溫性差的瀝青抗裂縫能力強。另外，瀝青粘度也應適當，粘度高的瀝青強度高，高溫穩定性好，不易發生過大的永久變形，但低溫易開裂，同時由於粒料表層包裹的瀝青過厚，瀝青用量增大，熱穩定性降低。
改性瀝青感溫性低、脆點低，抵抗車轍、推移及裂縫能力強。選用改性瀝青時要根據瀝青改性的目的和要求選擇改性劑。為提高永久變形能力，宜採用樹脂類、熱塑性橡膠類改性劑；為提高抗水損害能力，宜採用橡膠類改性劑和各類抗剝落劑；為提高抗疲勞開裂能力，宜採用橡膠類、熱塑性橡膠類或熱塑性樹脂類改性劑。
四、結束語
1、原材料來源：儘量選擇大型供料商，能確保原材料供應數量及料源穩定。
2、定期檢測生產線振動篩篩孔，保證每檔料的均勻性及穩定性。這點很重要，實際中很容易被忽視。
3、規格料的運輸和堆放：硬化拌和場地、完善排水設施，各種原材料分開堆放且佈局合理防止混料及汙染。儘量減少轉運存放次數，堆積時採用不同的機械方式會造成材料堆放時不同程度的離析。
瀝青路面是整個路面工程的功能性作用的最後也是最重要的部分，是整個工程的精華部分，是真正體現管理、技術、裝置等綜合能力、水平的部分。我們加強對瀝青砼原材料質量控制對提高瀝青路面質量取得了良好的效果，以後將進一步總結經驗，逐步完善，減少瀝青混凝土路面的早期破壞，增加其使用壽命，發揮更大的經濟效益。
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關鍵詞：瀝青砼路面施工原材料質量控制 探討
瀝青路面的早期損壞經常與使用的材料不好、壓實度偏低、級配變異性大、排水設計不合理等有關。要充分發揮瀝青砼路面的優點，必須有良好的施工原材料品質作保障。要確保瀝青砼路面達到預期的設計目標和路用效能，必須認真細緻做好施工階段的原材料質量控制工作。
一、集料品質
衡量集料質量的技術指標有如壓碎值、洛杉磯磨耗損失、視密度、對瀝青的粘附性、堅固性、軟石含量，石料磨光值、石料稜角等地料源性指標，以及有如級配、針片狀顆粒含量、含泥量等加工性指標。料源性指標的數值同加工碎石的塊石石質有關，同加工方式相關性較小。因此，固定料源加工的碎石，其指標檢測值相對比較穩定。而加工性指標的檢測數值同加工質量及加工過程有關。在集料質量控制過程中，我認為應著重考慮加工性指標的質量控制。
為減少生產集料級配的變異性，首先應合理選擇集料規格。S1-S5 規格集料，顆粒過大，且粒徑範圍過大；其它規格集料互相組合性、適用性較差，並且每種規格集料粒徑範圍過大，不利於級配控制.
破碎機篩孔設定對生產集料級配的變異性起著很重要的控制作用。為減小集料級配的變異性，應將控制集料級配的關鍵篩孔設定為破碎機的受控篩孔，這樣集料的級配就比較穩定。破碎機篩孔控制與其數值最接近的次級集料顆粒通過率。如22.5mm 篩孔控制集料19mm 通過率，16mm 篩孔控制集料13.2mm 通過率，所以19mm、13.2mm 這樣的篩孔為受控篩孔。處於兩個受控篩孔之間的篩孔通過率變異性也較小，也可以認為是受控篩孔。靠近受控篩孔的集料通過率變異性也比較小，這種篩孔可認為是次級受控篩孔，其集料通過率變異性也相對較小。
在集料生產過程中，應選擇材料強度高、不易被磨損的篩板。破碎機加工集料使用的原材料可以是直接開採的塊石，也可以是經過初碎的小料石，但在加工過程中，不能混雜使用，否則也會引起加工集料級配的變化。
2.集料比重及吸水率
集料的比重、吸水率對瀝青混合料的力學效能的影響是明顯的。
集料比重大時，瀝青混合料試件力學強度好（穩定度值高），集料比重小時，瀝青混合料試件穩定度低。瀝青混合料的殘留穩定度指標表徵瀝青混合料的水穩性，使用比重大、吸水率小的集料的瀝青混合料水穩定性好（殘留穩定度數值較大）。車轍試驗試驗結果顯示，集料比重大、吸水率小時，瀝青混合料抗車轍性好（即高溫穩定性好）。
集料的比重、吸水率對瀝青混合料的力學強度、水穩性、高溫穩定性有顯著的影響。要想獲得品質好的瀝青混合料，首先應選用集料比重大吸水率小的石料，這種石料質地緻密堅硬，力學效能好，瀝青混合料力學強度高。集料的吸水率也並非越小越好，對於比重接近的石料，一般吸水率小的石料表面光滑，不宜於瀝青的粘附，瀝青膜也較薄，因此吸水率在0.3-0.7%之間的石料都是比較合適的。
3.集料含泥量
瀝青路面用集料的基本要求是乾燥、潔淨。對於瀝青路面用粗集料的潔淨程度，瀝青路面施工技術規範使用含泥量指標控制（即小於0.075mm 顆粒含量）。規範數值為小於1.0%，即為含泥量指標合格。但含泥量小於1.0%的指標，並不是保證瀝青路面良好效能的指標。從粗集料與瀝青的粘附性實驗及瀝青混合料凍融劈裂試驗兩項實驗結果可得出結論，粗集料含泥量大於0.5%時，將明顯降低瀝青膜同集料的粘附性，使瀝青混合料易出現水損害現象。粗集料含泥量變大時，粗集料表面粘附的泥土層影響瀝青混合料的力學強度，這些粉狀物的存在，使瀝青同集料表面發生化學反應的能力下降，使瀝青膠泥（瀝青與礦粉）的粘結強度下降，從而使瀝青混合料在高溫時抵抗變形的能力降低，即高溫穩定性下降。現行瀝青路面施工技術規範應制定更嚴格的含泥量標準，含泥量小於1.0%，這一指標過大。根據本課題相關試驗，當含泥量達到0.5%時，瀝青混合料的水穩性及高溫穩定性將明顯下降。因此，在施工中將含泥量指標控制在小於0.4—0.5%的範圍內較為合適。
減小粗集料含泥量的措施為：
⑴嚴格控制加工塊石的潔淨程度。當開採塊石塘口有覆蓋土層時，開採塊石之前必須清除泥土覆蓋層，避免泥土汙染塊石。對於同泥土層臨近的塊石，由於已受到汙染，棄用或沖洗後使用；
⑵使用水洗法加工碎石時，必須增加水沖洗次數，使集料徹底潔淨；
⑶加強料場管理，集料必須覆蓋，否則在加工料場內的集料受到粉塵的二次汙染，再加上雨淋，含泥量明顯增多；
⑷料場要硬化，使用水泥砼硬化處理料場，避免剷車在裝料時，將軟層泥土、泥塊混入集料料堆中。
⑸生產集料的反擊破碎機必須配備除塵裝置，並且在集料生產過程中，保證除塵裝置處於正常的工作狀態。這樣才能減小粗集料的含泥量及細集料中小於0.075mm 顆粒的含量。
4.集料針片狀顆粒含量
集料針片狀顆粒含量較多時，瀝青混合料其抗車轍效能下降，從瀝青混合料馬歇爾試驗結果，可得出相同的規律，但差值沒有車轍試驗那麼大，這是由於試驗方式的差別所造成的。集料形狀接近立方體，有明顯的稜角，針片狀顆粒少，對瀝青混合料的良好力學效能，尤其是高溫穩定性是特別重要的。
二、集料的選擇
控制原則：就地選擇、效能優良、質量穩定、經濟適用，原材料的質量控制應從材料源頭把關。
1.粗集料
粗集料宜選用接近正方體或稜形體的礦料，要求潔淨、乾燥、具有足夠的強度和耐磨性，防止風化石、石英、長石、方解石等雜石侵入，嚴格控制針、片狀顆粒含量。粒料加工期間，每3000T同類粒料做一次抽樣分析試驗，確保粒料質量。
2.細集料
宜採用優質的天然砂或機制砂，在缺砂地區，也可使用石屑。由於瀝青混合料的穩定度是隨著細集料的粗糙度增加而增加，細集料的粗糙度或稜角增加了集料的嵌擠作用，提高了混合料的熱穩定性，所以細集料也可採用質量較好的石灰岩或玄武岩加工的石屑。
礦粉必須採用石灰岩等鹼性石料磨製的石粉，不得使用酸性岩石磨製的石粉，礦粉應乾燥、潔淨，不得結團。礦粉的粗細程度十分重要。礦粉過細，表面比過大，瀝青用量增大，拌和容易結團，且壓實後空隙率小於3 % ，容易形成油斑、油包等病害，夏季易泛油；礦粉顆粒過粗，雖減少了瀝青用量，但增大了空隙率，水穩性差，在荷載作用下，容易形成鬆散、坑槽等病害。採用合格的礦粉極為重要，不合格的礦粉應堅決廢棄。
三、瀝青品質及選擇
應根據公路等級、路面結構型別及面層厚度，結合氣候條件，確定瀝青種類。要儘量選取高樹脂、少石蠟的石油道路瀝青，含臘量越大的瀝青，越容易產生裂縫。瀝青的感溫性是瀝青效能的核心指標，感溫性好的瀝青抗車轍能力強，感溫性差的瀝青抗裂縫能力強。另外，瀝青粘度也應適當，粘度高的瀝青強度高，高溫穩定性好，不易發生過大的永久變形，但低溫易開裂，同時由於粒料表層包裹的瀝青過厚，瀝青用量增大，熱穩定性降低。
改性瀝青感溫性低、脆點低，抵抗車轍、推移及裂縫能力強。選用改性瀝青時要根據瀝青改性的目的和要求選擇改性劑。為提高永久變形能力，宜採用樹脂類、熱塑性橡膠類改性劑；為提高抗水損害能力，宜採用橡膠類改性劑和各類抗剝落劑；為提高抗疲勞開裂能力，宜採用橡膠類、熱塑性橡膠類或熱塑性樹脂類改性劑。
四、結束語
1、原材料來源：儘量選擇大型供料商，能確保原材料供應數量及料源穩定。
2、定期檢測生產線振動篩篩孔，保證每檔料的均勻性及穩定性。這點很重要，實際中很容易被忽視。
3、規格料的運輸和堆放：硬化拌和場地、完善排水設施，各種原材料分開堆放且佈局合理防止混料及汙染。儘量減少轉運存放次數，堆積時採用不同的機械方式會造成材料堆放時不同程度的離析。
瀝青路面是整個路面工程的功能性作用的最後也是最重要的部分，是整個工程的精華部分，是真正體現管理、技術、裝置等綜合能力、水平的部分。我們加強對瀝青砼原材料質量控制對提高瀝青路面質量取得了良好的效果，以後將進一步總結經驗，逐步完善，減少瀝青混凝土路面的早期破壞，增加其使用壽命，發揮更大的經濟效益。
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