瀝青砼路面配合比設計與病害原因分析

摘 要：本文對瀝青砼配合比設計，結合瀝青砼路面主要病害。配合比設計主要是驗證高溫穩(wěn)定性和水損壞性能，特別是要形成骨架密實結構。

關鍵詞：瀝青路面；配合比設計；病害原因

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A

1 概述

瀝青路面以其施工時間短、行車舒適、噪音低、養(yǎng)護維修方便等諸多優(yōu)點而被廣泛采用。瀝青路面病害主要有：車轍、擁包、泛油、翻漿、松散、網(wǎng)裂、坑槽等。這些病害極具普遍性和嚴重性，對新建公路的正常使用形成了嚴重的威脅。瀝青路面病害原因是多方面的，本文通過施工階段瀝青路面因配合比設計等導致的路面病害進行論述。

2 結合配合比設計分析瀝青路面病害的成因

瀝青路面病害主要由高溫穩(wěn)定性不足和水損壞引起的。高溫穩(wěn)定性不足多過于密實、級配趨于懸浮型，水損壞多過于松散、級配趨于骨架空隙型。高溫穩(wěn)定性不足多與瀝青層自身關系密切，水損壞多與基層土層破壞分不開。所以要減少瀝青路面的病害就要在配合比設計時充分考慮防止水損壞兼具高溫穩(wěn)定性，更要在施工時，精心施工嚴格按照配合比施工。

2.1 高溫穩(wěn)定性不足

高溫穩(wěn)定性是指瀝青混合料在高溫條件下，能夠抵抗荷載的反復作用，不發(fā)生顯著永久變形（不可恢復變形如車轍、波浪及推移擁包等），保持路面平整的特性。瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的形成主要來源于礦料的嵌擠作用和瀝青的高溫粘度。高溫穩(wěn)定性不足大部分由于密實度過大、級配過細、級配未形成骨架結構、粉塵含量過多、瀝青含量過多、瀝青粘度過小。夏季高溫使得瀝青路面體積膨脹，內部沒有多余的間隙，使得多余的瀝青膠質不得不遷移，間隙率過小、瀝青膠質過多，內磨阻力自然變小。路面在這種情況下，無法承受重車的重復荷載，所以瀝青路面必然出現(xiàn)車轍、泛油、擁包、波浪。

2.2 水損壞

一般認為只要是路面結構層透入水后使路面產(chǎn)生的早期破壞現(xiàn)象，都可稱為水損壞。水損壞大部分由于密實度不足、松散、滲水、糊料、基層土層水穩(wěn)性不足。據(jù)資料顯示，當瀝青路面的空隙率小于8%時，瀝青層中水在荷載作用下一般不會產(chǎn)生動水壓力，不容易造成水損破壞。當排水性混合料的路面空隙率大于15%時，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損破壞。而當路面實際空隙率在8%～15%的范圍時，水容易產(chǎn)生較大的毛細壓力成為動力水，造成瀝青混合料的水損壞。水損壞原因從表現(xiàn)形式上水損壞有：自上而下的水損壞，通過動水壓力作用，水使瀝青膜從集料表面脫落，失去附著力的過程，表現(xiàn)為松散、脫落、掉粒、坑槽。自下而上的水損壞，水分通過各種途徑進入路面結構層內部，對瀝青層內部或半剛性基層造成沖刷，瀝青混合料在水的作用下油石剝離，瀝青路面結構層強度降低，半剛性基層受水侵蝕后水穩(wěn)定性減少，半剛性基層承載能力降低。表現(xiàn)為唧漿、裂縫、網(wǎng)裂和坑洞等。原因多是因雨水侵蝕，因雨水下滲，導致路基回彈變形增大，加之行車作用，強大的水壓力作用于瀝青路面內部，不斷的抽吸造成破壞。一直向下發(fā)展，最終造成基層與土層的承載力不足。瀝青路面的水損壞一般與承重層破壞是密切相關的。因為瀝青路面屬于柔性路面，其力學強度和穩(wěn)定性主要依賴于基層與土層。

3 瀝青砼配合比設計

3.1 礦粉用量

瀝青砼中礦粉的摻量過少，可出現(xiàn)路面達不到最佳密實度，防水性差，瀝青含量低。進而導致面層質量差、易剝落、松散，經(jīng)行車使用后。面層易出現(xiàn)坑槽，大面積松散、脫落等。使用年限降低。礦粉摻量又不宜過多，過多會導致過密，影響高溫穩(wěn)定性。

3.2 油石比

油石比較大，已鋪筑的路面會產(chǎn)生擁包和泛油。油石比較小，路面會出現(xiàn)松散，耐久性差。根據(jù)空隙率、當?shù)貧夂�、交通情況、實踐經(jīng)驗等確定最佳油石比。應根據(jù)級配計算比表面積，驗證油膜厚度，改性瀝青混合料的油膜厚約為7-9μm，重交通道路瀝青混合料的油膜厚度為6-8μm。配比設計時，不應該過度減少油石比來提高車轍，應采用增加粗骨料來提高級配嵌擠性能，提高內磨阻力提高級配穩(wěn)定性，因為降低油石比，會給瀝青混合料的耐久性帶來很大的影響。

3.3 粗集料用量

粗集料應占主導地位，當粗集料的含量在68%-72%時，所形成的瀝青混合料屬于骨架密實型，粗集料的含量72%以上時，形成的瀝青混合料屬于骨架空隙型，粗集料的含量小于68%時，瀝青混合料的結構屬于懸浮密實型。形成骨架是瀝青砼級配的核心。粗集料過多空隙必然過大，影響水穩(wěn)定性，粗集料過少形不成骨架，高溫穩(wěn)定性必然要差。

3.4 細集料用量

高溫穩(wěn)定性主要由形成骨架嵌擠結構決定的，以一定量的細集料填充，注意不能過多或過少，細集料用量過多，級配過細，瀝青砼穩(wěn)定度降低。夏季行車后易造成面層波浪，推移，車轍等。細集料用量過少，級配過粗，又會因密實度過小而滲水，影響防水性能。應以礦料間隙率來驗證。耐久性在級配嵌擠結構形成的情況下，由瀝青的性質和瀝青油膜厚度決定的，但也不是瀝青油膜厚度越厚越好，應考慮到混合料壓實后，滿足空隙率在4%-5%。礦粉和瀝青在級配中起粘結填充的作用，也是要求最佳，不宜過多或過少，一般瀝青用量可以根據(jù)已知的級配結果計算出，計算出的最佳瀝青用量，再通過試驗驗證，檢驗最佳瀝青用量是否過多，最直接簡單的就是析漏試驗。骨架嵌擠密實型不管是抗高溫穩(wěn)定性，還是低溫抗裂性，還是防止水損害都有很強的針對性。所以在配合比設計時應當注意。

結語

總之，瀝青砼路面病害的原因是多方面的，配合比設計是建設高質量瀝青砼路面的第一步，也是最重要的一步，是瀝青砼路面質量的靈魂。設計是用來指導生產(chǎn)的，如果指導思想錯誤，將導致后序所有工作再努力也是錯誤的。只有擁有正確的指導思想，才能造就高性、長壽命的瀝青砼路面，為我國現(xiàn)代化服務。

參考文獻

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