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[摘 要]随着社会经济的快速发展，公路质量要求越来越高，沥青混凝土作为目前最为常见的一种混凝土，做好其质量控制十分必要。本文以沥青混合料的设计为例，首先通过介绍各个原材料的质量要点，旨在保证后面混合料配合比设计的质量，提出配合比设计的流程，供同行参考借鉴。
[关键词]沥青混凝土；原材料；配合比；质量
中图分类号：TU302 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0098-01
社会经济的快速发展使得公路的交通量和车辆荷载明显增加，这使得公路沥青路面极容易出现渠化现象[1]。沥青混凝土路面中的沥青对温度和应力比较敏感，在风吹日晒雨淋等的影响下，在周而复始的冷热、干湿交替下，沥青逐渐老化、催化，在汽车轮胎的反复冲击、摩擦作用下，出现不可恢复的变形，形成深深的车辙[2]。因此，要想保证沥青混凝土路面在规定使用寿命内正常运转，必须积极进行原材料的质量控制，加强改性沥青混凝土配合比的设计研究，寻求最佳配合比设计方案。
1 原材料控制
1.1 沥青
沥青是一种有机胶凝材料，是高分子碳氢化合物与非金属衍生物组合而成的混合物[3]。对于沥青混凝土而言，沥青材料的质量对沥青砼有重要影响，尤其是在高级公路中，必须采用符合本地区气候特点的石油沥青，严格按照《沥青路面施工及验收规范》的相关内容进行沥青混凝土的设计与施工。当可供选择的沥青材料有两种时，应尽量选择含蜡量低、低温延度高的沥青材料；沥青材料的含蜡量高会对沥青混凝土的低温抗裂性能、高温稳定性产生一定影响。
改性沥青是由基质沥青和多种改性剂按照一定的比例混合加工而形成的沥青混合物，其应具有以下特点：
1.能提高沥青混凝土的高温劲度和高温稳定性，提高路面的抗车辙能力；2.降低沥青混凝土的低温脆性，提高路面的抗裂能力；3.提高粘结力，增强强度，以较薄的沥青路面结构承受较重的交通量，并能延长路面使用寿命。4.提高抗氧化、紫外线的能力，推迟老化作用。
改性沥青材料的质量是路面质量的保证，必须认真选购沥青材料，在选择时仔细检查产品质量检验证书、出厂证明等，经过相关检测确定符合设计规范的要求，严禁劣质沥青混进施工工地。
1.2 粗細集料控制
沥青混凝土路面的粗集料起着承受主要荷载的作用，粗集料颗粒之间的嵌锁作用保证路面的稳定性，减少路面的位移[4]。对于上面层，粗集料的硬度、磨耗值都必须符合设计要求。例如：为保证上面层的建设质量，选用性能优良的玄武岩，采用正确的方法破碎后，选择粒径>2.36mm的碎石，并保证碎石的干燥度、洁净，确保碎石具有一定的强度和耐磨性。
在细集料的选择上，由于其作用主要是增加颗粒间的嵌锁作用，减少粗集料之间的孔隙，从而提高混凝土的稳定性，因此，应选择干净、坚硬、干燥的细集料，不能采用粘结性较差的天然砂、酸性石料破碎的石屑等。
1.3 矿粉填料控制
矿粉是起到填充作用的矿物质粉末，其直径<0.075mm，它能填充沥青混凝土中的粗细集料间得孔隙，而且作为主要成分之一，其能与沥青发生物理、化学作用，显著改善改性沥青的力学性能，增强沥青混凝土的强度、稳定性和耐久性[5]。而且，一定程度下还能节约沥青材料的用量，起到降低成本的效果。实践经验证明，改性沥青的各项技术指标会随着矿粉用量大小而发生变化，但是也不能一味增加矿粉用量，矿粉用量过多也会起到破坏作用。经验认为，矿粉用量在沥青用量的1.3-1.8倍之间为宜。而且，矿粉必须是由碱性石灰岩制备而成的，也可根据实际情况采用水泥、石灰粉来替代矿粉。
2 沥青混合料的配合比设计
沥青混凝土施工中，必须充分认识到混合料配合比设计的重要性，以最优配合比设计方案保证混凝土路面施工质量。目前在实践中，配合比设计一般采用马歇尔配合比设计方法。参照相关规范和实践经验，确定一个沥青含量的最佳值，并按照每隔0.5%为一个水平，取5个沥青用量，采用相同的方法进行混合料制备，制作马歇尔试件，然后分别检测这5个试件的密度、孔隙率、矿物间隙率、有效沥青饱和度等指标，进行成分分析，接着再测定稳定值、流值，计算出马歇尔模数，绘制出沥青用量与力学指标的关系图，以沥青用量为横坐标，以密度、孔隙率、矿物间隔率、有效李强饱和度、稳定值、流值为纵坐标，绘制沥青用量与各个指标的关系曲线图。
在这一配合比设计过程中，我们可以将其分成目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段，从而确定沥青混合料的材料品种、配合比、矿粉级配、沥青用量等。
2.1 目标配合比设计阶段
目标配合比设计的目的是确定各种级配矿物的配合比，使得矿物质的颗粒混合起来能接近规定级配的中值，按选定的矿物配合比和不同用量的沥青进行马歇尔试件的制备，并进行试验。
第一，确定各矿物的用量。对矿物粒径进行筛分后，计算出各矿物用量，通过反复计算，使矿物用量形成的级配曲线能与要求的级配范围中值线重合。
第二，确定沥青的最佳油石比。运用上述计算结果得到的矿物组成和规范推荐的油石比，按照每隔0.5%为一个水平，取5个不同水平的油石比，用小型拌和机将矿物质混合料拌合成沥青混合料，制备马歇尔试件，接着进行密度的测定，以及孔隙率、沥青饱和度等力学性质的计算。以油石比为横坐标，试件的各性能指标为纵坐标，绘制出不同的关系曲线，以及各个指标最大时对应的油石比。计算出密度、孔隙率、稳定度三项指标对应的油石比平均值，设为OAC1；若各项指标均符合规范的要求，那么取油石比最大值与最小值的均值为OAC2；此时，若最佳油石比的初始值OAC1在OAC最大值与最小值之间，则认为其是合理的，则取OAC1与OAC2的均值为最佳油石比；若OAC1不在OAC最大值与最小值之间，那么应重新进行级配的调整和混合比设计，直到各项技术指标符合要求为止。
2.2 生产配合比设计
采用间歇式拌和机时，必须在二次筛分后的热料仓中取料进行筛分，确定各热料仓的材料比例满足设计要求，使矿物质的级配接近规定级配的中值。与此同时，反复调整冷料仓的进料比例，确保进料的均衡性。而拌和机的运行中，按照目标配合比设计出来的最佳沥青用量以及±0.3%变化的两个沥青用量，进行马歇尔试验，最终通过生产配合比确定沥青的最佳用量。若上述的油石比试验合理，则取其为生产油石比。
2.3 生产配合比验证
拌和机用生产配合比进行试拌浇筑施工，用拌合的沥青混合料以及钻取得芯样进行马歇尔试验，从而确定生产用的标准配合比。
结束语
沥青混凝土的配合比设计难度大，其中涉及到的内容多，从原材料的质量控制入手，层层把关马歇尔试验的每一个环节，从目标配合比设计、生产配合比设计再到最后的生产配合比的验证，都要严格把关，反复计算分析，反复验证，并理论联系实际，得出最佳配合比，为提高沥青混凝土路面质量做贡献。
参考文献
[1] 王祖月，王星宇.改性沥青混凝土原材料质量控制及配合比组成设计[J].林业科技情报，2011，43（1）：96-99.
[2] 王凯.高粘高弹改性沥青混凝土桥面铺装配合比设计研究[J].黑龙江交通科技，2014，（7）：143-143.
[3] 王圣辉.SBS改性沥青混凝土配合比设计及施工控制[J].城市建设理论研究，2014，（9）.
[4] 章亮.龙腾大道SBS改性沥青混凝土目标配合比设计研究与探讨[J].中国水运（下半月），2013，13（5）：228-229.
[5] 魏静，李奕宽.沥青混凝土上面层目标配合比设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（25）.
[关键词]沥青混凝土；原材料；配合比；质量
中图分类号：TU302 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0098-01
社会经济的快速发展使得公路的交通量和车辆荷载明显增加，这使得公路沥青路面极容易出现渠化现象[1]。沥青混凝土路面中的沥青对温度和应力比较敏感，在风吹日晒雨淋等的影响下，在周而复始的冷热、干湿交替下，沥青逐渐老化、催化，在汽车轮胎的反复冲击、摩擦作用下，出现不可恢复的变形，形成深深的车辙[2]。因此，要想保证沥青混凝土路面在规定使用寿命内正常运转，必须积极进行原材料的质量控制，加强改性沥青混凝土配合比的设计研究，寻求最佳配合比设计方案。
1 原材料控制
1.1 沥青
沥青是一种有机胶凝材料，是高分子碳氢化合物与非金属衍生物组合而成的混合物[3]。对于沥青混凝土而言，沥青材料的质量对沥青砼有重要影响，尤其是在高级公路中，必须采用符合本地区气候特点的石油沥青，严格按照《沥青路面施工及验收规范》的相关内容进行沥青混凝土的设计与施工。当可供选择的沥青材料有两种时，应尽量选择含蜡量低、低温延度高的沥青材料；沥青材料的含蜡量高会对沥青混凝土的低温抗裂性能、高温稳定性产生一定影响。
改性沥青是由基质沥青和多种改性剂按照一定的比例混合加工而形成的沥青混合物，其应具有以下特点：
1.能提高沥青混凝土的高温劲度和高温稳定性，提高路面的抗车辙能力；2.降低沥青混凝土的低温脆性，提高路面的抗裂能力；3.提高粘结力，增强强度，以较薄的沥青路面结构承受较重的交通量，并能延长路面使用寿命。4.提高抗氧化、紫外线的能力，推迟老化作用。
改性沥青材料的质量是路面质量的保证，必须认真选购沥青材料，在选择时仔细检查产品质量检验证书、出厂证明等，经过相关检测确定符合设计规范的要求，严禁劣质沥青混进施工工地。
1.2 粗細集料控制
沥青混凝土路面的粗集料起着承受主要荷载的作用，粗集料颗粒之间的嵌锁作用保证路面的稳定性，减少路面的位移[4]。对于上面层，粗集料的硬度、磨耗值都必须符合设计要求。例如：为保证上面层的建设质量，选用性能优良的玄武岩，采用正确的方法破碎后，选择粒径>2.36mm的碎石，并保证碎石的干燥度、洁净，确保碎石具有一定的强度和耐磨性。
在细集料的选择上，由于其作用主要是增加颗粒间的嵌锁作用，减少粗集料之间的孔隙，从而提高混凝土的稳定性，因此，应选择干净、坚硬、干燥的细集料，不能采用粘结性较差的天然砂、酸性石料破碎的石屑等。
1.3 矿粉填料控制
矿粉是起到填充作用的矿物质粉末，其直径<0.075mm，它能填充沥青混凝土中的粗细集料间得孔隙，而且作为主要成分之一，其能与沥青发生物理、化学作用，显著改善改性沥青的力学性能，增强沥青混凝土的强度、稳定性和耐久性[5]。而且，一定程度下还能节约沥青材料的用量，起到降低成本的效果。实践经验证明，改性沥青的各项技术指标会随着矿粉用量大小而发生变化，但是也不能一味增加矿粉用量，矿粉用量过多也会起到破坏作用。经验认为，矿粉用量在沥青用量的1.3-1.8倍之间为宜。而且，矿粉必须是由碱性石灰岩制备而成的，也可根据实际情况采用水泥、石灰粉来替代矿粉。
2 沥青混合料的配合比设计
沥青混凝土施工中，必须充分认识到混合料配合比设计的重要性，以最优配合比设计方案保证混凝土路面施工质量。目前在实践中，配合比设计一般采用马歇尔配合比设计方法。参照相关规范和实践经验，确定一个沥青含量的最佳值，并按照每隔0.5%为一个水平，取5个沥青用量，采用相同的方法进行混合料制备，制作马歇尔试件，然后分别检测这5个试件的密度、孔隙率、矿物间隙率、有效沥青饱和度等指标，进行成分分析，接着再测定稳定值、流值，计算出马歇尔模数，绘制出沥青用量与力学指标的关系图，以沥青用量为横坐标，以密度、孔隙率、矿物间隔率、有效李强饱和度、稳定值、流值为纵坐标，绘制沥青用量与各个指标的关系曲线图。
在这一配合比设计过程中，我们可以将其分成目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段，从而确定沥青混合料的材料品种、配合比、矿粉级配、沥青用量等。
2.1 目标配合比设计阶段
目标配合比设计的目的是确定各种级配矿物的配合比，使得矿物质的颗粒混合起来能接近规定级配的中值，按选定的矿物配合比和不同用量的沥青进行马歇尔试件的制备，并进行试验。
第一，确定各矿物的用量。对矿物粒径进行筛分后，计算出各矿物用量，通过反复计算，使矿物用量形成的级配曲线能与要求的级配范围中值线重合。
第二，确定沥青的最佳油石比。运用上述计算结果得到的矿物组成和规范推荐的油石比，按照每隔0.5%为一个水平，取5个不同水平的油石比，用小型拌和机将矿物质混合料拌合成沥青混合料，制备马歇尔试件，接着进行密度的测定，以及孔隙率、沥青饱和度等力学性质的计算。以油石比为横坐标，试件的各性能指标为纵坐标，绘制出不同的关系曲线，以及各个指标最大时对应的油石比。计算出密度、孔隙率、稳定度三项指标对应的油石比平均值，设为OAC1；若各项指标均符合规范的要求，那么取油石比最大值与最小值的均值为OAC2；此时，若最佳油石比的初始值OAC1在OAC最大值与最小值之间，则认为其是合理的，则取OAC1与OAC2的均值为最佳油石比；若OAC1不在OAC最大值与最小值之间，那么应重新进行级配的调整和混合比设计，直到各项技术指标符合要求为止。
2.2 生产配合比设计
采用间歇式拌和机时，必须在二次筛分后的热料仓中取料进行筛分，确定各热料仓的材料比例满足设计要求，使矿物质的级配接近规定级配的中值。与此同时，反复调整冷料仓的进料比例，确保进料的均衡性。而拌和机的运行中，按照目标配合比设计出来的最佳沥青用量以及±0.3%变化的两个沥青用量，进行马歇尔试验，最终通过生产配合比确定沥青的最佳用量。若上述的油石比试验合理，则取其为生产油石比。
2.3 生产配合比验证
拌和机用生产配合比进行试拌浇筑施工，用拌合的沥青混合料以及钻取得芯样进行马歇尔试验，从而确定生产用的标准配合比。
结束语
沥青混凝土的配合比设计难度大，其中涉及到的内容多，从原材料的质量控制入手，层层把关马歇尔试验的每一个环节，从目标配合比设计、生产配合比设计再到最后的生产配合比的验证，都要严格把关，反复计算分析，反复验证，并理论联系实际，得出最佳配合比，为提高沥青混凝土路面质量做贡献。
参考文献
[1] 王祖月，王星宇.改性沥青混凝土原材料质量控制及配合比组成设计[J].林业科技情报，2011，43（1）：96-99.
[2] 王凯.高粘高弹改性沥青混凝土桥面铺装配合比设计研究[J].黑龙江交通科技，2014，（7）：143-143.
[3] 王圣辉.SBS改性沥青混凝土配合比设计及施工控制[J].城市建设理论研究，2014，（9）.
[4] 章亮.龙腾大道SBS改性沥青混凝土目标配合比设计研究与探讨[J].中国水运（下半月），2013，13（5）：228-229.
[5] 魏静，李奕宽.沥青混凝土上面层目标配合比设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（25）.