1、探讨沥青混合料设计的影响因素摘 要：在我国经济不断发展的状态下，道路的修建也是在不断加强的，在修建中沥青是常见的一种材料，但是由于技术手段和众多影响因素的不断出现，沥青混合料也就应运而生了。它是现代运用较多的复合型材料，由沥青和各种混合集料组成的。由于具有众多的材料，所以在结构和性质上也就有了很大的变化，并且具有不同的力学性质。所以它的设计配比是否合理直接影响路面的质量。本文着重对沥青混合料设计中主要的质量控制环节及影响沥青混合料路用性能的因素进行论述。 关键词： 沥青混合料; 设计; 影响因素 中图分类号：TU198 文献标识码：A 在沥青路面中，沥青混合料的设计配比是控制路面质量的一个关键
2、点，所以在选择材料和配比上就要格外注意，根据材料的不同结构类型进行分类，在配比时也要根据运输量、行车率的大小、是否有坡度、平曲线半径、气候变化和潮湿阴雨情况进行详细的对比分析，结合不同结构层的作用，综合确定。在这其中原混合料的质量要经过严格把关，沥青混合料质量保证的另一个重要环节就是要通过沥青混合料组成设计优化沥青混合料的结构，以确保沥青混合料的质量。 1 沥青混合料配合比设计概述 沥青混合料配合比设计主要是划分成了各个阶段，依次进行，主要是目标和生产配合比设计以及生产配合比验证，并通过铺筑试验段验证确定沥青混合料的施工级配曲线范围和最佳沥青用量。 1. 1 沥青混合料级配的确定 矿料级配确定
3、是很严肃的工作，根据近年来的经验，路面结构应遵照嵌挤密实的原则，通过马歇尔设计在满足沥青混合料基本体积性质的基础上，尽可能使良好级配集料最终形成紧密嵌挤骨架结构，同时保证有足够的裹覆沥青所需的结构比表面积，矿粉之间处于紧密状态，并为矿料在沥青之间相互作用创造良好条件，使沥青混合料最大限度地发挥强度结构的效应，从而获得最好路用性能。 1. 2 沥青混合料最佳沥青用量的确定 在混合料制作中怎样保证混合料的质量是最好的，其中一个最主要的就是确定主料沥青的使用量，这是首要问题。使用量过多或过少都会引起不同的问题产生。所以，怎样能做到很好的控制使用量的多少就是当务之急。在我国有明确的规定就是通过马歇尔设
4、计用 OAC 的方法来确定沥青混合料最佳油石比。 2 影响指标的因素考虑 2. 1 粉胶比 在确定沥青用量时，应检验矿粉与沥青的质量比例，即通常所说的粉胶比。粉胶比的理论依据是矿粉不仅是填充粗细集料间隙的细小矿料，更是与沥青组成的结合料，这种沥青矿粉结合料是黏结填充粗细集料的黏结剂。沥青用量首先要求矿料表面有一个适宜的沥青膜厚度，对一定数量的矿粉，沥青用量太多，它与矿粉的用量有一个适当的比例。粉胶比太小，路面会泛油; 粉胶比过大使有效的沥青用量偏小，黏结力减弱，并导致沥青混合料松散，缩短沥青路面使用寿命。一般粉胶比控制在 1 12 为宜。 2. 2 高温稳定性 沥青混合料高温各项性能指标，在设
5、计和施工中均应考虑。随着现代高速公路及城市快速路的渠化交通，沥青路面在行车荷载单向反复作用下，很容易出现车辙、推移、拥包、搓板、泛油等破坏，但高温稳定性主要表现为车辙。 车辙的影响因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境条件等，据研究得出的经验说法，沥青结合的高温抗车能力有 60% 依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合的黏结性能有 40%的贡献，对不同组成的沥青结合料，集料比例是重要因素。我国各省省的高速公路大多采用密级配沥青砼，如果集料是浮在沥青浆中，嵌挤作用不能很好形成，沥青将提高主要因素抗车辙性能就明显降低，提高防车辙能力措施： （1）集料质量很重要，应选用坚硬稳定，表面粗糙，有棱角
6、，颗粒接近立方体的集料。 （2）选择较粗的级配有好的抗车辙能力，但不容易控制，级配过粗导致无法紧密嵌挤，反而影响高温稳定性，且使空隙率强大引起水破坏。（3）限制砂的含量，尤其是细砂用量，太大使级配容易产生塑性流动。 （4）选用低标号沥青、改性沥青，综合确定最佳沥青用量。 2. 3 水稳性 在公路中，沥青路面破坏是常见的，其中水的作用是对沥青路面损害较为严重的一种因素，由于水在冬季会结冻，在两种物理作用下，由于行车的动荷载作用，进入路面空隙的水不断产生动水压力成真空负压抽吸的反循环作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，沥青黏附性降低，逐渐丧失了黏结能力，沥青膜从石料表面逐渐脱落，沥青混合料掉粒松
7、散、继而形成路面的松散、剥落和坑槽等破坏。据相关调查试验表明，水分从沥青面层中蒸发要比渗透进去困难的多、慢的多。侵入路面结构层中的水使结构强度降低，沥青与集料的黏附性下降，致使沥青从集料表面剥落，剥落破坏包括两种状态，其一是自身剥落破坏，其二是在交通荷载作用下路面破坏。 水稳性破坏的作用机理，主要依据是黏附性理论，黏附指的是一种物体与另一种物体黏附时的物理作用或分子力。影响沥青与集料之间的因素，包括沥青与集料的表面的界面张力，沥青与集料的化学组成，沥青的黏性，集料的表面构造，集料的空隙率，集料的清洁度，集料的含水量和集料与沥青拌和时的温度。减少水稳性破坏的措施： （1）选择颗粒级配良好的集料。
8、 （2）选择碱性黏附力强的集料。 （3）在这里为了提高沥青混合料的黏性，提高集料之间的黏结力，加入适量沥青用量 1% 2% 的消石灰粉代替一部分矿粉，加入胺类抗剥落剂或使用改性沥青来提高黏结力。 （4）设计配合组成时从级配上控制空隙率降低水入侵。 （5）严格控制降低空隙率。 （6）加强集料黏附力试验，用水煮法控制黏附力。 （7）用沥青混合料水稳定性试验控制沥青混合料水稳性指标。 2. 4 耐久性能 沥青砼路面的耐久性就是沥青砼路面的抗老化及耐疲劳能力，它直接影响到沥青路面的使用寿命，影响因素主要是材料的抗老化性能与抗老疲劳性能，以及沥青料的抗老化及抗疲劳性能。提高沥青的抗老化及耐疲劳措施： （
9、1）选用硬度小延度好的沥青，沥青的种类和坡度对沥青混合料的影响基本用它对混合料劲度作用来衡量。通过相互试验表明，沥青愈软，疲劳寿命愈长。 （2）在对混合料进行搅拌的过程中要注意的就是保持拌合的温度，这里一般都采用低温拌和，并严格控制不得超过规范规定的拌和温度，最好不得超过 175 ，以杜绝将沥青烧老化，增强沥青混合料抗疲劳性能。 （3）确定沥青混合料最佳的疲劳寿命是最佳沥青用量，从疲劳寿命考虑。 （4）减小混合料空隙率来延长混合料疲劳寿命，减少空隙孔来减少混合料与外界大气接触来防止老化。 （5）提高压实度指标是防止混合料老化，延长疲劳寿命最后一道防线。 2. 5 抗滑性能 保证路面高速行车的安
10、全很重要的因素是路面的抗滑性能，许多研究表明，改善沥青砼表面的构造是提高抗滑性能的主要措施。沥青路面的粗糙度与集料的微观表面性质、混合料级配组成以及沥青用量有关。为保证沥青路面粗糙度不会很快降低，采取以下措施： （1）应选磨光值和压碎值高的硬值有棱角石料作粗集料。 （2）在使用时，对用量要掌握到位，一般情况下，沥青用量超过最佳沥青用量 0.5%时，会导致抗滑系数明显降低。 （3）在表面层级配上适当考虑粗糙深度，使高速车轮下的路表水迅速排除，以避免形成水膜。 结束语 一切的理论都是为了实践所服务的，在实际情况中，混合料的设计和配比要综合各方面的条件来考虑，这样才能更加的优化沥青混合料的质量，保证路面的施工质量。在一个就是要提高试验人员的操作技能，各项工作都严格按试验规程操作，将误差降到最低，这样才能更好的保证质量。 参考文献： 1 JTG D30 2004 公路路基设计规范S 北京： 人民交通出版社，2004 2 JTG D50 2006 公路沥青路面设计规范S 北京： 人民交通出版社，2006. 3 沙庆林 高等级公路半刚性基层沥青路面M 人民交通出版社，1999.
