Superpave沥青混合料的质量控制

Superpave沥青混合料的质量控制
借鉴美国公路研究计划（SHRP）的成功经验，Superpave路面在我国高速公路中逐渐得到推广应用，本文从原材料控制、级配控制、温度控制三个方面，对Superpave沥青混合料的质量控制提出了几点建议。

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0 引言
美国自上世纪50年代起，随着交通量的日益增加，沥青路面产生了严重的早期破坏，通过调查分析，认为一直以来采用的沥青混合料的设计方法即马歇尔设计方法有必要改进，为此1987-1992年，美国耗资5千万美元进行沥青部分Superpave研究，在美国联邦公路局的大力推广下，美国大部分州已开始修建Superpave路面。

在我国，借鉴其成功经验，也逐渐开始在高速公路中推广应用Superpave路面结构。

要修筑高质量的Superpave沥青混凝土路面，就必须保证Superpave沥青混合料的质量。

通过对苏州绕城高速公路西南段HAL1标Superpave沥青混合料配合比设计和质量控制，我认为应主要从以下几个方面严格控制。

1 原材料控制
原材料的质量是整个施工质量保证的基础，只有合格的原材料才能生产出合格的沥青混合料，才能铺筑出性能优良的路面。

1.1 提高集料的质量
1.1.1 选用质量稳定的生产厂家，保证料源一致，规格统一
生产中所用集料尽量选用同一料源,同一料源的级配、密度基本相差不大，便于混合料级配、体积指标的控制；对于有多个料厂供料的施工单位，应统一振动筛尺寸，同时，不同石料厂生产的石料的密度应大体一致。

1.1.2 把好进料关
应从源头抓起，采取料源石料厂和拌和场双控。

西南段HAL1标便派专人长驻石料厂控制质量，不合格的料不允许装车装船；船到码头后必须先通知试验室，经试验室检验合格后方可卸料。

对于常规指标，如＜0.075mm、针片状颗粒含量、砂当量等，这些属于集料的加工性指标，同加工质量及加工过程有关，变异性较大，必须严格控制。

1.1.3 原材料运至拌合场即料厂应合理存放
拌和场要求场地硬化且排水良好，避免将堆场的土混入碎石中。

不同规格的料堆间设置隔离墙，高度要视料堆高度确定，以两档料堆放时不能够混合为准。

粗集料堆最好覆盖，避免粉尘落入造成二次污染；细集料应有防雨棚，保证细集料干燥、清洁。

料堆要有明显标识，防止上错料。

1.2 矿粉的质量
矿粉应采用碱性石料磨制，应干燥、洁净。

对于矿粉，试验室主要的试验是筛分。

试验室应对矿粉的细度严格控制。

1.3 沥青胶结料的质量
沥青的质量主要关系到路面工程质量和路面通车后的路用性能，是路面施工控制的关键环节之一。

目前由于对沥青质量的重视，沥青生产厂家工业化标准严格，产品质量较稳定，通常能达到重交通路用沥青技术要求。

1.4 外加剂
沥青结合料与集料表面粘结力丧失而导致集料松散剥离是路面早期水损害破坏的一个主要原因，这就要求增强石料与沥青的粘附性，很多工程都选用抗剥落剂；由于抗剥落剂要求耐热、具有良好长期性能，易于溶解，试验室应对抗剥落剂的稳定性检测，特别是高温稳定性。

2 级配的控制
在保证原材料质量合格的前提下，要想充分显示Superpave优良的路用性能，级配的控制尤为重要。

其实以上对原材料的控制很多方面也是为了保证混合料的矿料级配。

为规定集料级配，Superpave采用0.45次方的级配图，并用级配控制界限和限制区来确定设计集料结构，从级配控制点之间通过并避开细集料范围内的一个限制区。

2.1 首先仍应强调原材料
各种合格的矿质原材料进场了，特别是粗集料，很大的一个料堆，一批一批料堆上去，应尽量避免合格的料在料堆上离析，最好水平分层堆放，避免大石子全部滚落在下方，人为改变规格料的级配。

2.2 拌和楼的控制
2.2.1 拌和楼冷料仓之间应有足够高的隔板，避免冷料窜仓，同时也要减少铲车上料时产生的离析与窜仓。

2.2.2 只有冷料准确、稳定地按设定目标配合比供料，才能保证热料的稳定，为此在进行热料仓取样做生产配合比之前宜进行冷料仓的流量试验，据此建立转
速与流量的关系曲线，每个冷料仓均应建立这种关系曲线，确定拌和机的转速。

2.2.3 冷料仓流量试验后，按调整后的转速送料，各热料仓单独放料进行生产配合比设计。

设计后的比例在原材料稳定的前提下，不应随便改变比例，以保持最大理论密度的相对稳定。

2.2.4 为了减少混合料中粉尘含量，应将风门开到最大或至少要达到90%以上，切不可因影响生产能力而忽视了混合料质量。

2.2.5 应控制干拌时间不宜太长，湿拌时间不宜太短，主要由湿拌时间决定混合料的拌和均匀程度，应以沥青混合料拌和均匀，所有矿料颗粒全部裹覆沥青并不产生自由沥青为度，直观上应色泽均一、无花白料、流而不散、无结团成块或严重的粗细料分离现象。

2.2.6 为了减少粗细料的离析，每拌好一盘最好先放在储料仓中，待够一车时再放料，放料时，料车应前、后、中、前、后移动位置。

2.2.7 拌和楼应配备计算机自动采集及打印数据的装置，沥青混合料的“过程控制”（在线监测）和总量检验。

３混合料室内试验控制
正常施工时每天上、下午至少各取样一次作室内试验以检验混合料级配、油石比及体积指标，每天停机后应取热料仓白料（即不加沥青拌和的各热料仓矿料）进行水洗筛分。

3.1 取样
沥青混合料取样应是随机的，并具有充分的代表性，应严格按照JTJ052-2000《沥青及沥青混合料试验规程》的要求去做。

3.2 抽提、马氏击实、旋转压实试验
取样后应立即送到试验室，四分法缩分至规定数量。

3.2.1 抽提试验主要检测沥青混合料的沥青用量及级配。

3.2.2 马氏击实试验及旋转压实试验检验混合料的体积指标，其指标反映了混合料的路用性能，直接影响路面质量。

许多工程师认为用于传统的马歇尔法的冲击压实没有模拟实际路面形成的混合料压密状况，Superpave体系的一个主要特性是改变了试验室压实方法，室内压实用Superpave旋转压实仪（SGC）完成。

SGC的底座在压实过程中以30转/分钟的恒定速度旋转，试模压实角度设置在1.25度，在压密过程中加上了对混合料的搓揉过程，较好地模拟了实际路面的压密特性。

控制混合料的级配组成也就是为控制混合料的体积指标，经验证明，
Superpave级配组成应着重控制4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm及0.075mm 的通过量，特别是0.075mm的通过量，这些筛孔组成对体积指标影响很大，旋转压实空隙率对其更为敏感。

3.3 每天停机后取热料仓白料进行水洗筛分，根据筛分结果及热料仓筛网尺寸判断筛网是否堵塞严重，是否破碎，是否有窜仓，这些问题都是生产中经常会遇到的，必须及时解决。

4 温度的控制
温度控制归根结底也是为了级配控制，防止温度不均匀造成级配的离析在沥青混合料质量控制中也是非常重要的一环。

温度不均匀造成的离析，发生在混合料拌和、贮存、运输、摊铺、碾压过程中的每一个环节，应通过努力，尽量减轻温度不均匀造成的离析。

4.1 拌和沥青加热温度、骨料加热温度、出料温度应严格监控。

在拌和过程中，除了温度自动监测外，还应不时观测混合料放料过程中的冒烟情况，冒白烟属正常情况，如果冒浓浓的青烟，就要检查是否超过了規定温度。

4.2 贮存最好选择具有储料仓的拌和站，混合料每拌好一盘应先置于储料仓，待够一车后再放料，既防止混合料离析，又防止一盘一盘装车混合料温度下降。

4.3 出料温度应每车检测，料车应在距车厢底板1/3处设测温孔，一般在磅房过磅称重时有专人测量记录，不符合要求的混合料不允许到工地；运输时为防止温度下降，混合料应用毡布覆盖，冬天应加盖一床棉被，并做到不露黑，风吹不飘。

4.4 摊铺摊铺前，尤其是早晨环境温度低时，一定要对摊铺机的熨平板充分预热。

运输到施工现场的混合料，一定要检测温度，温度不符合要求的混合料坚决不能铺筑，温度符合要求的应尽可能快地铺筑到路面上。

4.5 碾压碾压应紧跟摊铺，初压、复压、终压都应在尽可能高的温度下进行，尽量避免在低温下反复碾压，使集料棱角磨损、压碎，破坏集料嵌挤；碾压段落不宜太长，通常为3-5m，防止温度降低，终压一般应在混合料温度降为80-90℃前完成，低于此温度，将很难压实。

5 结论
对Superpave沥青混合料的质量控制，归根结底是级配的控制。

原材料控制是关键，只有保证原材料质量的前提下，考虑级配控制，提高沥青混合料的品质才有意义。

参考文献：
[1]JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范.
[2]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能.北京:人民交通出版社，2001.
[3]沈金安.改性沥青与SMA路面.北京:人民交通出版社，1999.
[4]潘健.SBS改性沥青Superpave施工工艺分析.公路，2003(11).。