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浅析公路路面沥青混合料中集料和级配的选用
中国·温州交通网 http://www.wzjt.gov.cn 来源: 发布 时间:2006-11-03

        几年来,随着公路沥青路面建设规模的逐步扩大,公路施工质量有了很大的提高,广大从事公路工作者已充分认识到材料质量对于路面质量、使用寿命的重要性,尤其是对沥青质量已经比较重视了。在公路建设及养护中一定要采用符合“重交通道路沥青质量技术要求”的沥青,已经形成共识。但是,对集料的认识还远没有像对沥青那样重视,在选用先进的施工机械,使用高质量道路沥青,实施先进的施工工艺的情况下,筑建的公路路面质量却不理想,公路的使用寿命远远低于规范规定的设计寿命,新建公路的设计寿命是15年,可实际没有几年,就要开始大规模地维修;大修路面设计寿命为8年,有的不到3年又要安排大修。从而使已建成的沥青路面质量难以达到理想的水平。笔者认为,除了管理工作外,如何选用沥青混和料中的粗细集料是保证公路路面质量的重要一环。
        在生产和使用粗细集料过程中,我们往往走入了“利用当地的材料生产”的误区,在一般改建工程和大中修工程中,公路部门很少有自己组织生产路面集料的习惯,很少去研究沥青路面材料对砂石料的质量和规格要求的特性,把它等同于水泥混凝土的集料规格来认识,公路面层和基层施工时,同一工程从多处购买石料,品种杂,质量参差不齐;加工石料的轧石机基本上都是小马力腭式的小型石料破碎机,不适宜于坚硬石料的破碎,加工出来的集料针片状含量高,含泥量大;加上没有严格地按规范要求对石料进行筛分,使集料的级配分布严重脱节。
        众所周知,沥青路面是附着了沥青的集料粘结在一起的结合体。《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032—94)规定的沥青碎石混合料,是一种骨架空隙结构,依靠集料之间的嵌挤作用和沥青的黏结力来支撑路面荷载;沥青混凝土是一种悬浮式密级结构,它主要靠粗细集料之间的嵌挤作用和沥青矿粉结合料支撑路面传来的荷载。说明了集料在沥青混合土中嵌挤作用的重要地位,而集料嵌挤作用的好坏很大程度上取决于集料石质的坚韧性、集料的颗粒形状和棱角性。《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032—94)规定用于沥青混合料的集料必须使用坚韧的、粗糙的、有棱角的、优质石料,必须严格限制集料的扁平颗粒含量;花岗岩、石英岩、砂岩等酸性岩石必须采用掺加石灰,水泥及抗剥离剂等措施;石料的洛杉矶磨耗损失小于30%,沥青粘附等级达到3级以上(高速公路、一级公路≥4级)。但在实际施工过程中往往忽视了这一要求。温州沿海地区的矿料大多是含酸值较高的花岗岩、玄武岩和石英岩,沥青的表面黏结力很差,而加工石料的破碎机械大多是腭式破碎机,加工出来的集料中扁平片状远远超过20%,大量的扁平片状集料与沥青拌和后,集料相互之间的嵌挤能力降低,部分集料在压实阶段就发生破裂,裂痕表面没有沥青粘粘,在车辆、雨水和温度涨缩的作用下,形成内部裂缝,造成路面早期损坏。再者,腭式破碎机加工的集料,连续级配集很难控制,造成混合料的压实不均匀,路面的空隙率不能保证。集料抗破碎能力和沥青黏附等级不能满足设计要求,大大降低了集料在混合料中的嵌挤作用。所以,尽管在拌和、摊铺、压实过程中都采用了较先进的机械设备,也按设计要求合理地使用了沥青含量,但实际成型的沥青路面的水稳定性、耐疲劳性、抗老化性指标都与设计要求相差甚远,路面在车辆荷载的反复作用下提前衰变,开挖路面后,底面层的混合料石料归石料,沥青归沥青,造成路面设计年限内的早期破坏,大大缩短了使用寿命。
         为了证明这一现象存在的现实性,笔者在2001年永嘉境内的104国道线67k+000—67k+700路面中修中,对沥青混合料集料的生产使用和级配要求进行了实践。该路段总长700米,路面宽度9米,昼夜交通量在8000辆/次以上,路面病害主要为网状龟裂和车撤,根据测定的弯沉值需进行加强中修。针对道路条件,我们按AC一13I型的沥青混凝土密级配,选用反击式破碎机加工的有规则棱角的花岗岩作为集料骨料,沥青用进口的AH一7O#道路沥青,按设计要求加5%的矿粉作为嵌料,经进口的220型沥青拌和设备拌和,由永嘉公路段进行施工。经过去年冬季和今年雨季两次实测,效果明显好于其他路段。据此,我们认为,在温州地区,降雨量大、冬春季温度变化比较明显,在交通量较大的路段,应采用密级配的沥青混凝土作为面层,即使是底层和一般的等级道路,也应注意掌握集料的规格,尽量避免使用非捶击非锥击式的破碎机加工的石料,同时,石料的硬度,磨耗值,几何尺寸,连续级配,沥青黏附等级,都必须符合设计规范要求,才能使实施的沥青路面满足使用条件,延长路面的使用寿命,希望能引起有关部门和单位的重视。

                     (作者单位:温州市公路管理处)
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