摘要：國道主干線同江至三亞高速公路青島段于2003年10月建成通車。本文詳細介紹了作者在實際施工過程中積累的原材料把關、混合料級配設計、施工控制等經驗，并重點從級配設計方面進行了闡述。
　　關鍵詞：瀝青面層，質量控制
　　
　　隨著我國交通業的迅猛發展，瀝青路面的早期破壞現象越來越突出，究竟采取何種級配類型才能更有效地提高路面的使用性能，受到了公路建設者越來越大的關注。作者在同江至三亞高速公路青島段的瀝青路面施工中，從加強原材料控制和施工控制、特別是從改進傳統級配設計入手，就如何提高瀝青路面的使用性能進行了有效嘗試，達到了預期效果。
　　1工程概況
　　同三線青島段路面面層為瀝青混凝土結構，總厚度18cm，分別為8cm厚粗粒式瀝青混凝土（AC-25Ⅰ）、6cm厚中粒式瀝青混凝土（AC-20Ⅰ）和4cm厚抗滑表層（AK-13A）。膠結料：下面層采用國產瀝青，中面層采用進口瀝青，抗滑表面采用改性瀝青。
　　2控制原材料的技術標準
　　根據對同三高速公路青島段瀝青混合料級配優化設計的結果和近年來國內外在瀝青路面技術方面的研究成果，省交通科研所作為該工程的技術指導制定了《同三高速公路青島段瀝青路面技術要求》，作為路面施工招標文件技術要求的補充部分，在同三高速公路青島段的瀝青面層施工中予以實施。
　　2.1對集料的要求
　　由于粘土顆粒成分會引起瀝青混合料的體積膨脹，在水的作用下引起瀝青膜與礦料間的剝離現象，因此要求所有的礦料必須清潔、低塑性，并明確要求礦料中小于0.075mm部分的塑性指數要小于4。
　　要求粗集料必須為破碎集料，具有良好的顆粒形狀與表面紋理，與瀝青應具有良好的粘結力。根據目前高速公路水損害現象較頻繁的情況，應對粗集料采取抗剝落措施，以保證混合料達到水穩定性指標要求。
　　為提高瀝青混合料的抗水損害能力，要求填充料必須采用石灰巖質礦粉，并要求在礦粉生產過程中加入一定數量的生石灰粉，添加量約占瀝青混合料總量的(1.3±0.3)%，石灰粉與礦粉的重量比約為28±5:72±5[1]。
　　3混合料設計及質量控制要求
　　下表是專門就本項目所優化的混合料級配設計與交通部《規范》要求的級配范圍相對照的情況。通過對比可以看出，在省交通科研所優化的中、下面層級配設計中采用了含量更高的粗集料，同時，每種級配類型都減少了0.075mm以下部分的用量，形成了一種典型的“S型”級配，使礦料間更易形成一種嵌擠結構，承載能力和高溫穩定性大大提高，并且空隙率有所降低，減少了自由水侵入的可能性。此外，優化設計方案中對每個篩孔通過量的允許偏差都做出了嚴格限制，以此加強施工中對混合料級配的控制，從而確保混合料的質量。
　　瀝青混合料級配范圍對照表

　　在進行配合比設計及施工檢測時，最大理論密度計算要以真空法實測為準，當采用計算法時，集料密度取值應為0.25倍的毛體積密度加上0.75倍的表觀密度，以使集料密度的采用更加準確合理。
　　配合比設計完成后，依據試驗段確定的熱料倉比例和最佳瀝青含量作為生產的標準配合比。同時將滿足要求的試驗段瀝青混合料進行抽提，得到各篩孔通過率的平均值，以此作為生產控制的標準級配曲線。
　　具有較高粗集料含量的S型級配混合料與一般密級配混合料不同，壓實更加困難，必須通過鋪筑試驗段確定可行的碾壓工藝。為了更好地保證施工質量，在壓實度控制上需要更加嚴格要求。壓實度采用空隙率控制，要求壓實后的中、下層空隙率為4-6%；上面層空隙率為5-7%，極限值為4-8%。
　　根據本項目《技術補充》文件及《規范》的要求，施工單位在施工中加強了對原材料加工、瀝青混合料生產等各環節的質量控制。
　　在原材料方面，施工單位派出專人負責監督采石場和碎石加工廠的生產質量，杜絕含土多、材質差的石料進場。同時，實驗室加大了對各種進場原材料的抽檢力度，按粗、細集料1000m3抽檢一次、瀝青100噸抽檢一次、礦粉每車抽檢一次、乳化瀝青每天抽檢一次的頻率，對集料進行級配、粘附性、壓碎值、針片狀含量及砂當量等常規指標的檢測，對瀝青進行三大指標的檢測，同時對每一批次的瀝青都進行一次蠟含量的委托檢測，對礦粉進行級配、有效氧化鈣含量等指標的檢測，對乳化瀝青進行瀝青含量、穩定性、粘度等常規指標檢測
　　在配合比的設計方面，施工單位根據省交通科研所給出的混合料級配范圍要求，并根據總的指導思想，首先進行了各結構層混合料的目標配合比設計，確定了下面層目標配合比為：
　　1-3cm碎石:1-2cm碎石:0.5-1cm碎石:石屑:砂:礦粉=12:26:28:20:13:1，最佳油石比為4.3%；
　　中面層目標配合比為：
　　1-2cm碎石:0.5-1cm碎石:石屑:砂:礦粉=30:40:21:8:1，最佳油石比為4.4%；
　　上面層目標配合比為：1-1.5cm碎石:0.5-1cm碎石:0.3-0.5cm碎石:石屑:砂:礦粉=33:19:12:20:13.5:2.5，最佳油石比為5.2%。
　　從各結構層的目標配合比可以看出，級配設計中粗集料的用量比較高，分別達到了66%、70%和64%，同時從實際篩分結果來看，混合料中0.075mm篩孔的通過率較低，形成了較明顯的S型級配曲線。此外，我們用自生產的石屑作細集料的同時，還采用了部分天然砂，但使用比例都控制在了15%以內，符合省交通科研所對天然砂的使用要求。由于在進行碎石加工過程中除塵效果不很理想，致使集料中0.075mm以下部分含量相對較高，因此在進行混合料級配設計時，上、中、下面層中礦粉的添加比例都很低，僅分別為1%、1%和2.5%。為了確保混合料的抗水損害能力，我們決定使用生石灰粉代替礦粉作填充料，且保證生石灰粉中有效氧化鈣的含量不低于60%，同時用于生產生石灰粉的石灰等級不低于三級。
　　目標配合比設計完成后，我們對各結構層混合料的抗水損害能力、高溫穩定性和低溫抗裂性進行了檢驗，結果完全符合要求，尤其是抗車轍能力比一般的密級配混合料有大幅度提高，上、中、下面層的動穩定度值分別超過了4000次/mm、3000次/mm、5000次/mm，遠遠高于《規范》及本項目技術補充規定的要求。
　　在進行生產配比設計確定熱料倉比例時，以連續生產的瀝青混合料抽提后確定的級配結果為準。為達到最理想的效果，每一結構層的生產配合比設計都進行了多次精心調整，最后確定了下面層生產配比為：
　　4#倉：3#倉：2#倉：1#倉：礦粉：瀝青=38：25：16：20：1：4.3；中面層生產配比為：4#倉：3#倉：2#倉：1#倉：礦粉：瀝青=25：31：17：23：1.5：4.4；上面層生產配比為：4#倉：3#倉：2#倉：1#倉：礦粉：瀝青=23：32：10：31：4：5.2。從中可以看出，經過拌和機除塵后，礦粉的添加比例有所提高，尤其上面層礦粉添加比例從2.5%提高到了4%，但為了保證混合料質量，我們沒有考慮使用回收礦粉，仍然采用生石灰粉代替礦粉使用，這樣雖然增加了成本，但卻提高了混合料的抗水損害能力，確保了工程質量。
　　生產配合比設計的驗證：我們按確定的熱料倉比例和最佳瀝青含量分別進行了試拌、試鋪工作，并分三次對各結構層瀝青混合料取樣進行抽提和馬歇爾試驗。最后確定了各結構層試驗段的三次抽提篩分結果平均值，并以此作為生產控制的標準級配曲線。
　　在進行馬歇爾試驗及現場施工時，中、下面層瀝青混合料的拌和、擊實溫度是根據粘溫關系圖確定的，其中下面層的拌和溫度為145℃、擊實溫度為135℃；中面層的拌和溫度為156℃、擊實溫度為145℃；上面層由于使用改性瀝青，其拌和、擊實溫度是由供應商根據瀝青技術性質確定的，拌和、擊實溫度分別為175℃和165℃。應該注意的是，擊實成型的溫度應是施工碾壓的最低溫度。
　　4結語
　　通過優化級配設計及加強原材料和施工控制，各項技術指標得到了很好地控制。最后經測算，下面層空隙率平均值為4.8%，壓實度代表值為99.1%；中面層空隙率為5.3%，壓實度代表值為98.4%；上面層空隙率平均值為6.1%，壓實度代表值為98.8%。各結構層空隙率和壓實度得到了有效控制，尤其動穩定度指標大幅度提高，確保了路面具有較強的抗車轍能力。