沥青路面施工中的原材料控制方法

1、沥青路面施工中的原材料控制方法王永康、吴晓东、翟光宾摘要：沥青硅原材料的质量及级配组成对沥青硅路面的正常使用和寿命有决定 性作 用。因此，为了保证沥青砂路面在设计标准内的正常使用#就必须 在原材 料的选择与检验#沥青砂配合比的设计及沥青路面施工三方面积 极探讨和 研究，以寻求最佳的方案。随着国民经济的飞速发展！公路和城市道路的交通量及车辆荷载都明显增大！ 极易导致沥青路面形成渠化现象！这就对道路的使用性能提出了愈来愈高的要求。沥青佐路面材料中的沥青对温度和应力比较敏感！在风吹、日晒、雨淋和冰 冻 的自然气候下，当受到干与湿、冷与热周而复始的作用时，就会逐渐老化、变 脆；在汽车轮胎的冲击、摩擦和

2、扭摆的作用下，也会逐渐产生不可恢复的变 形。 逐渐形成深深的车辙。因此，为了保证沥青碎路面在设计标准内的正常使 用！就必 须在原材料的选择与检验，沥青碎配合比的设计及沥青路面施工三方 面积极探讨和 研究！以寻求最佳的方案。沥青混合料用原材料按现行标准及施工实际情况主要分为沥青、碎石（粗集 料）、（细集料）、填料等四种成分，下面就如何提高沥青碎路面的使用寿 命对这 四种成分分别进行叙述和分析。一、沥青一种有机胶凝材料，它是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及其与非金属的 衍生物所组成的混合物。沥青品质对热拌沥青混合料的成品质量极为重要，特别是 高等级公路，必须采用符合本地区气候特点要求的重交通道路

3、石油沥青，同时选用 沥青标号应符合GB50092-9沥青路面施工及验收规范中的规定和设计要求。当有 二种以上沥青材料时，应选用含蜡量低、低温延度高的沥青材料，含蜡量高，会降低 沥青延度降低沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。目前，一般采用改性沥青来应对交通量日益增长、汽车轴载不断增加的状 况。改性沥青具有高温稳定性好、耐低温、抗疲劳能力强的特点，可以使铺筑的沥 青佐获得更好的路用性能。改性沥青为基质沥青与一种或数种改性剂通过适当的加工形成的沥青混合物。改性沥青和改性沥青混合料的技术要求，必须符合JTJ036- 98改性沥青路 面施工技术规范中的技术要求，其应具有如下特点：1 .提高沥青的高温

4、劲度及其高温稳定性，提高路面抗车辙能力，减少拥包的 发生;2 .降低沥青的低温脆性，增加低温柔性，提高路面抗裂缝能力；3 .提高沥青粘结力，增加沥青强度，以较薄的路面结构厚度承受较大的交通量 和延长使用寿命；4 .改善沥青对酸性石料的粘附性，防止路面受水损害后的集料剥落；5 .提高沥青在重复荷载作用下的变形疲劳能力；6 .提高沥青抗氧化、紫外线及高温能力，推迟老化作用，延长路面使用寿 命。沥青材料的优劣是路面质量的根本保证，故对沥青材料选购必须认真对待。目 前我国沥青来源有进口和国产两种，值得注意的是，使用的沥青必须有产品质量检 验证书，并经检验符合设计和规范要求，以严格控制劣质沥青的进场和使

5、用。 二、矿料生产沥青路面用石料的矿厂！ 一般规模小分布散！且所产的石料随着岩脉变化 的影响，性质和密度会相差很大，而矿料密度的不同对沥青混合料配合比的结果将 产生较大的影响。一般规律是，矿料的视比重与沥青用量成反比，矿 料的总体密 度每变化±） .Olg/n?将会对油石比产生±） .02%的影响；矿料的性质对 沥青混合料配 合比也有影响，如天然砂属酸性石质，与沥青结合差，它在沥青 混合料中的用量 直接影响了马歇尔稳定度，也就对油石比产生了影响，因此一般限制天然砂的用量 不能超过10%,有条件时尽可能选用碱性或中性机制砂。1 .粗集料（碎石）指粒径大于:5<H的碎石，

6、是沥青佐中的骨架，在结构层中起着承重；稳 定以 及抗高温变形的作用，其除保证规范规定的常规检测指标外，还必须与沥 青路面结 构层厚度相匹配。（1）沥青混合料中最大集料颗粒尺寸的选用，对中、下面层应小于层厚的 1/2 ;（对上面层应在层厚的1/2.51/3范围内为宜，这样可有效防止沥青混合 料在 拌和、运输、摊铺中产生的离析和摊铺后麻坑现象的发生，同时有利于碾压密实， 减少成型后沥青路面受水的损害。如两颗重叠的碎石在施工摊铺后就易产生错位现 象，造成麻坑或者会在碾压时出现压碎现象。粗骨料粒径过大或含量过多会加剧离 析现象，第一次离析发生在拌和机向汽车内卸料时，粗颗粒滚落于汽车两侧挡板 处，第二次

7、离析现象的发生是汽车向摊铺机盛料斗中卸料时，粗颗粒集料滚落于盛 料斗两侧。当摊铺机将前一车沥青混合料摊至最后时，必然将盛料斗中两侧离析的 粗颗粒集料收入料斗中央刮板处等待下一辆车倒入，再加一车混合料倒入粗颗粒又是 先下，两次离析的粗骨料累积在一起，将造成成型后沥青面层每隔15nT 20n左右距 离，就会有不均匀粗糙离析现象的发生。尤其在雨后观察更加明显，并有积水现 象。（2）碎石规格尺寸在选定时，应控制超最大规格尺寸含量小于5%,超最小 规格尺寸通过量不大于10%,且不应有重叠现象发生，如：沥青混合料类型为AC-30的矿料级配所选用的碎石规格尺寸应为20伽30 mm, lOmm 20nlm 和

8、 110mm；沥青混合料类型为AC-16的矿料级配所选用的碎石规格尺寸应为10n）s 15nl 5nls 10m；在施工过程中！应严格按设计要求的矿料尺寸进行采购，进场矿料按规格分 区堆放，堆放场地须硬化并有防雨设施！以易于保证工程质量，否则会造成目标 配合比的矿料级配曲线调试困难，生产配合比无法控制，出现溢料和等料现 象，或 者以大代小或以小代大，破坏混合料级配标准，影响工程质量。（3）沥青路面抗滑表层应选用石质坚硬、强韧、耐久、耐磨、抗冲击性能 好，与沥青粘附性A级以上的碎石，这种石料多为玄武岩、安山岩、辉绿岩、花岗岩 等，轧制的碎石与沥青粘附性多在5级以下，经处理方能使用。具体方法 可为

9、： a）沥青中掺加抗剥离剂.目前国产抗剥离剂有北京香山联合助剂厂生产的650低分子聚酰胺树脂，掺量约为沥青用量的0.5 %。1%。；西安公路研究所研制 的PA-I型沥青抗剥离剂和西安产的BA3型抗剥离剂。掺量约为沥青用量的0. 2% 1%O沥青抗剥离剂最佳剂量的确定，相同型号的抗剥离剂对不同沥青品牌的效果是 不同的，不可简单地按产品说明书中的剂量或采用平均值作为使用剂量，应 通过在 沥青中掺加不同剂量的抗剥离剂与碎石进行粘附性试验后，选用最佳剂量后方能使 用。b）添加适量的磨细的消石灰或生石灰粉以及水泥，是改善和提高酸性石料与沥 青粘附性极为有效的方法，且成本低，由于抗剥离剂价格昂贵，又不易掺

10、拌均匀，且 受高温后的化学变化也不容忽视，故在GB50093-96沥青路面施工及验收规范 中，对此也明确作出规定。而如果采用干燥的生石灰掺入矿粉中共同磨细，通过试验验证收效甚好。有一路面工程，进场为安山岩酸性石料，矿料表面很脏，为此我们对该批石 料 采用石灰水进行冲洗，一则将碎石冲洗干净，二则将酸性碎石进行碱性处理，然后进 行了试验，具体情况如下：将酸性安山岩碎石用石灰水浸泡5nli n,捞出烘干，按公路工程沥青及沥 青混 合料试验规程中第3.16节进行沥青与矿料的粘附性试验，其结果如表1：自然水（说）生石）M念）碎石与沥青粘附性（簸）1IXW31 IXM)251 ifn.551 DOD105

11、注；生石灰粉有效期化牌、氧犹携吉扯为（4）沥青佐用碎石，除上面所述的应重点试验检查的项目外，还应做好碎石的其他物理性能试验，如表观密度、表干密度、毛体积密度、堆积密度、吸水率、空隙率等。2 .细集料指粒径小于2. 36伽的天然砂、人工砂及石屑。细集料用以在沥青混合料中填充 粗集料空隙，使成型后的沥青砂整体性能好，减少沥青混合料在施工（拌和、运输、摊铺）过程中粗集料离析现象的发生。并提高沥青佐的密实性和防水性能。细 集料包括天然砂、机制砂和石屑。细集料的材质标准必须符合GB50093-96沥青路面施工及验收规范中的要求， 且质地坚硬，洁净，无杂质，干燥无风化，含泥量符合标准要求。关于细集料中石屑

12、，在GB50093-9&沥青路面施工及验收规范中明确规定，“在 缺砂地区，也可以使用石屑，但用于高速公路、一级公路沥青佐面层及抗 滑表层的 石屑用量不宜超过天然砂或机制砂的用量。”由于石屑大部分是石料 中石质软弱的部分，扁片含量较多，而且粉状物中有较多的泥土，质量无法控制，粉状 物占石屑多达10%-15%甚至个别有高达20%以上，故在目标配合比中可以考虑应用在内， 而在生产配合比中则要把0075伽以下的石粉剔除掉，因为在拌和除尘过程中，很容 易将0.075 - 0.1 5甚至0.15-0.3中的细集料除掉，造成矿料级配中0. 075- 0. 15, 0.15-0.3的含量不足，使成型的

13、沥青混合料粘附性较差。因此，选用石屑时 一定要在采购环节上把好关，尽量采购优质的材料&并严格控制石屑的用量，加强石 屑塑性指数的检验。天然砂$机制砂和矿料的级配与石屑的矿料的级配&在规范中所要求的标 准完 全不同&石屑仅对475、2.36、0.6、0.075四个筛孔有要求，对0. 075的筛 孔通过 率限定在0 - 1 5%范围内。以实际筛分结果分析。0.075以下通过量多在8- 12%范 围内，0.3和0. 15筛孔以上存留量非常少，仅占石屑筛分总量的2%-3%左右，而要 求应为3%-5%,故用石屑代替机制砂，是造成矿料级配中0.3和0.15筛孔通 过率不 能满足规范

14、要求的主要原因，同时也是造成沥青混合料容易离析的主要原因之一。天然砂中容易含有4.75 mm以上软弱碎砾石颗粒，压碎值偏大超标，与沥青的 粘附性差，容易小于4级，因此对这部分碎砾石颗粒&凡含量大于5%以上时，应 进行筛除处理。三、矿粉填料矿粉是在沥青混合料中起填充作用的小于0.075伽的矿物质粉末，其在沥青 混 合料中的作用，不仅是为了填充粗细骨料空隙，而且是沥青混合料结构形成的最主 要成分之一，当它与沥青发生物理，化学作用后，便可显著改善沥青混合料的力 学性能，从而可提高沥青佐的强度、温度稳定性以及耐久性，且在沥青混合料性质确定的情况下还能节约沥青用量。经过试验验证，当沥青混合料在矿

15、料级配相同和沥青用量相同的条件下，沥 青混合料随着矿粉用量的改变，沥青混合料马歇尔试验的各项技术指标也跟着变 化，其具体情况见表2、表3：崔2不同矿粉用量万马歇尔技术揣标妁菱化关系矿料配 比湎育用赛 (%)矿粉用 *(%)马歌尔试鉴指标s/s 7t in1：总定P3 (L. X)空晾率:包和咚 (% 流(H1. 1沥#砂5. 502. 285t. 18K. 660202. 0823322. 398. 067,241. 7023541. 517. 6一251005. 511. 283236 71 :2. 4527/550. 696 25表3沥甘揍加旷粉后软化点变化小况表沥育与矿粉用量(喘)软化点

16、i历# (赛)粉:性比例1乎均5.501 : 048,519, 048.755,51 ： 0,3650,050,05<L05. 5-11 ： 0. 7351.05L051.0:5. 561 ： 1. 095105. 5R1 ： 1. 4556. 5S6. 5564从表中可以看出：沥青混合料马歇尔试验的各项技术指标随矿粉用量变化而变 化。如沥青混合料的密度随矿粉的增加而增加。稳定度、饱和度、流值随矿粉用量的增加而提高，则空隙率随矿粉用量的增加而减小，掺加矿粉后的沥青软化点随矿粉用量的增加而增大，矿粉用量对沥青混合料的各项技术指标性能起着 不可忽视的作用。但若矿粉用量过多，同样也会对沥青混合料起到破坏作用，致使沥青混合料在碾压中不易稳定，甚至产生推移裂纹$给施工带来困难等。经 验认为，矿粉用量最佳范围应控制在沥青用量的L31.8倍为宜，矿粉必须由碱性 石灰岩加工而成，也可用水泥或生石灰粉代替，矿粉质量技术要求必须符合GB50093- 96沥青路面施工及验收规范中的规定。在施工之前，材料主管和试验负责人应对沥青砂路面选用的各种材料的生产厂 家进行情况调