瀝青路面工程質量控制與技術管理講座

瀝青路面工工程質量控控制與技術管理理講座長沙理工大大學土木工程應應用技術研研究所武和平一、路面工工程主要原原材料質量量現(xiàn)場控制制1、關于瀝青青指標進場瀝青按按批次現(xiàn)場場抽查項目目。表1編號項目單位指標要求1針入度（25℃,100g,5s）0.1mm60～802延度（5cm/min15℃）cm≥1003延度（5cm/min10℃）cm≥154軟化點℃≥465殘留延度（5cm/min15℃）cm≥156殘留延度（5cm/min10℃）cm≥62.路面集料加加工性指標標的討論目前，瀝青青路面已成成為我國高高速公路和和重交通道道路主要路路面結構類類型。在我我國高速公公路罩面大大修與國省省道高等級級公路大修修改造工程程建設中，，瀝青路面面發(fā)生早期期破壞現(xiàn)象象屢見不鮮鮮。瀝青路路面早期破破壞形式主主要表現(xiàn)為為二類。一一類為雨季季后出現(xiàn)的的水損害，，一類為高高溫季節(jié)出出現(xiàn)的車轍轍。瀝青路路面早期破破壞發(fā)生的的原因應當當說是多方方面的，但但是路面集集料的質量量管理失控控是其主要要原因之一一。集料質質量差是目目前公路大大修改造工工程建設中中比較嚴重重的問題，，突出的表表現(xiàn)為：材材料不潔凈凈、粉塵多多、針片狀狀含量超標標、級配不不規(guī)格等。。我國工程程建設中的的路面集料料大多數(shù)取取自社會料料場，各料料場質量、、規(guī)格參差差不齊，使使用時離析析嚴重，混混合料級配配波動誤差差大，因此此，加強現(xiàn)現(xiàn)場集料加加工質量的的控制，這這是提高和和保證路面面使用性能能的重要措措施。在現(xiàn)行規(guī)范范關于集料料指標的技技術要求中中，按其性性質可分為二類類：一類是是反映材料料來源的““資源特性性”，即材材料的天然特性性，它是石石料產(chǎn)地所所決定的，，如密度、、壓碎值、、磨光值等。另另一類是反反映加工水水平的“加加工特性””，如石料料的級配組成、、針片狀含含量、棱角角型、砂當當量、亞甲甲藍值、細細粉含量等。屬屬于“資源源特性”的的指標往往往受到產(chǎn)地地和成本的的制約，可選擇擇和變更的的余地不大大。因此，，正確理解解與合理選選擇集料的加工工性指標，，且在施工工現(xiàn)場從嚴嚴控制，這這是加強路路面集料質量管管理的重要要內容。2.1粗集料針片片狀顆粒含含量指標的的取值與試試驗路面集料中中的細長扁扁平形狀的的針片狀顆顆粒對瀝青青混合料的的性能有重重大影響。。由于針片片狀顆粒很很容易在施施工過程中中被剛性輪輪碾壓和振振動碾壓所所粉碎、折折斷，施工工性能極差差，而且在在瀝青混合合料內部遺遺留下相當當數(shù)量沒有有被瀝青膜膜裹覆的折折斷面，成成為混合料料內部的微微裂縫。這這些微裂縫縫將使瀝青青路面在受受力作用時時產(chǎn)生應力力集中而導導致裂縫擴擴展開裂。。集料的針片片狀顆粒含含量與石質質有關，越越堅硬的石石料越容易易產(chǎn)生針片片狀顆粒。。而針片狀狀顆粒的數(shù)數(shù)量更取決決于破碎設設備的類型型。壓碎式式的顎板式式破碎機生生產(chǎn)的碎石石中針片狀狀顆粒含量量較多，撞撞擊破碎的的沖擊式破破碎機、錐錐式破碎機機則要少得得多。即使使同樣為打打擊式破碎碎機，但錘錘重、錘的的數(shù)量、打打擊頻率對對針片狀顆顆粒的數(shù)量量也有較大大影響。因此，粗集集料針片狀狀顆粒含量量是集料的的一個重要要指標，試試驗結果表表明，針片片狀顆粒在在施工中和和在交通荷荷載作用下下容易破碎碎，路面集集料的破損損情況與粗粗集料的針針片狀顆粒粒含量關系系密切。關關于測定方方法，我國國《公路工程集集料試驗規(guī)規(guī)程》（JTJ058—2000）已明確規(guī)規(guī)定，對于于瀝青混合合料及基層層、底基層層集料統(tǒng)一一采用游標標卡尺量取取，這與美美國ASTMD4791-95規(guī)定的針片片狀顆粒含含量測試方方法和測定定機具基本本上是相同同的。而規(guī)規(guī)準儀適用用于水泥混混凝土集料料。關于采用什什么樣的指指標標準來來評價粗集集料針片狀狀顆粒含量量問題，在在美國，SHAP的SUPERPAVE僅規(guī)定1：5一個標準，，要求在交交通量大于于100萬輛的路段段不得超過過10%。但實際上上小于1:5的顆粒含量量很少，所所以NCAT（美國國家家瀝青技術術中心）的的研究認為為以1:3或1:2來評價針片片狀顆粒含含量比1:5要好。盡管管NCAT對粗集料的的規(guī)定中有有1：3和1：5兩個不同標標準的要求求，但實際際上只有1：3的有用，并并且要求針針片狀顆粒粒含量小于于20%。上世紀90年代，在我我國，采石石場集料破破碎機械仍仍比較落后后，針片狀顆粒含量量超標的問問題非常突突出，所以以在制定規(guī)規(guī)范時對此此指標的爭爭議較大，當初在在制訂《公路瀝青路路面施工技技術規(guī)范》（JTJ032-94）時要求不不大于15%，是出于促促使我國集集料加工水水平的目的的從嚴要求求，為了達達到此要求，必須須改變破碎碎設備有顎顎板式破碎碎為錘擊式式才有可能能。后來《公路瀝青路面設設計規(guī)范》（JTJ014-97）的條文說說明中又提提到要求粗粗集料的針針片狀顆粒含含量應不大大于10%，據(jù)施工單單位反映，，此要求有有時實在難難以達到，即使達達到要求，，但粗顆粒粒的棱角性性損失較多多，因此根根據(jù)國外標標準和我國的具體體情況，目目前仍維持持要求小于于1：3比例的顆粒粒含量必須須不大于15%的要求是合合理的。即即要求小于于1：3的比例的顆顆粒含量不不大于15%。我國現(xiàn)行的的施工技術術規(guī)范針對對不同等級級、不同層層次的集料料針片狀顆顆粒含量做做出了規(guī)定定，見表2。瀝青混合料料用粗集料料質量技術術要求表表2指標單位高速公路及一級公路其他等級公路試驗方法表面層其他層次針片狀顆粒含量不大于﹪151820T0312其中：粒徑＞9.5mm不大于﹪1215T0312粒徑＜9.5mm不大于﹪1820T0312在規(guī)范規(guī)定定的技術要要求中，加加工性指標標具有雙重重作用。首先它是針針對采石場場生產(chǎn)的每每一種集料料規(guī)格的，，用以檢驗驗集料是否合格格，達不到到要求的就就是不合格格產(chǎn)品，但但對施工單單位來說可以理理解為對工工程所使用用的集料混混合料而言言。美國Superpave也規(guī)定“集料標準不不是針對個個別集料而而是針對集集料混合料的的”，所以，只只要綜合的的指標合格格，也容許許在工程上使用，因因為對針片片狀顆粒含含量、砂當當量等指標標，有的集集料規(guī)格難以達達到，有的的則容易符符合要求，，工程上允允許采用按按實際比例配制制的集料混混合料來評評價這些指指標是否合合格。例如，某工工程瀝青混混合料采用用10~20mm、5~10mm兩種粗集料，，在配合比比中的比例例為39：22（其余為細細集料），，通過對拌合合場料堆指指標檢測結結果這兩種種集料針片片狀含量分分別為12.2%和16.1%。作為采石石場的產(chǎn)品品而言，5~10mm的集料不符合要求求，應當要要求改進生生產(chǎn)方式，，提高質量量，另一方方面，也允許將將兩種集料料按配合比比例計算集集料混合料料針片狀含含量，即混合料料針片狀含含量為（39×12.2+22×16.1）/（39+22）=13.6%，符合不大大于15%的要求，可可見，作為為集料混合合料針片狀含量量是合格的的。2.2礦粉填料指指標與使用用質量控制制在瀝青混合合料中，礦礦料填料（（MineralFiller）通常是指指礦粉。礦礦粉在瀝青青混合料中中的作用非非常重要。。瀝青只有有吸附在礦礦粉表面形形成薄膜，，才能對其其他粗、細細集料產(chǎn)生生粘附作用用。所以，，礦粉的作作用就是吸吸附瀝青。。缺乏礦粉粉，就如瀝瀝青碎石混混合料，瀝瀝青加多了了，必然會會產(chǎn)生流淌淌現(xiàn)象，故故它的瀝青青用量很小小。真正起起到瀝青混混合料結合合料作用的的，不是瀝瀝青混合料料，而是瀝瀝青礦粉膠膠泥混合料料。粗、細細集料是通通過瀝青礦礦粉結合成成為一個整整體的。這這是礦粉的的最基本的的作用。因因此，礦粉粉與瀝青的的粘附性好好壞是評價價礦粉質量量的首要因因素。普通瀝青混混合料使用用的填料，，除了磨細細石灰粉之之外，有時時還采用水水泥、消石石灰、粉煤煤灰代替礦礦粉，表3列出了幾種種填料的性性質。不同填料的的性質表表3填料品種來源固體密度（g/cm3）壓實空隙率（體積百分率）比表面（m2/kg）在水中溶解度（質量百分比）活性Cao成分（質量百分比）磨細石灰粉石灰?guī)r2.7833.1300磨細玄武巖玄武巖2.9238.6390粉煤灰發(fā)電廠2.0550540＜0.5水泥熟料水泥廠2.74445001213.7消石灰水泥廠2.3958.211008.6波特蘭水泥水泥廠3.245390在這些填料料中，玄武武巖粉與瀝瀝青的粘附附性要比石石灰?guī)r粉差差得多，是是不宜作瀝瀝青混合料料填料的，，水泥廠熟熟料和消石石灰有相當當數(shù)量的可可溶成分，，并有一定定的活性，，易形成水水泥石和碳碳酸鈣，過過度使用會會使瀝青混混合料變脆脆，所以應應限制使用用。另外，，我國粉煤煤灰質量因因電廠不同同及排放管管理原因，，差別很大大，所以，，在高等級級公路中的的填料不宜宜使用。我國現(xiàn)行規(guī)規(guī)范明確規(guī)規(guī)定：瀝青青混合料的的礦粉必須須采用石灰灰?guī)r或巖漿漿巖中的強強基性巖石石等憎水性性石料經(jīng)磨磨細得到的的礦粉，并并對其使用用質量提出出了要求，，見下表4。瀝青混合料料使用礦粉粉質量要求求表表4與國外的標標準相比，，我國對礦礦粉的要求求幾乎只有有細度指標標。歐洲標標準對礦粉粉規(guī)定了大大量的指標標，除細讀讀、含水量量外，還要要求進行亞亞甲藍試驗驗，壓實干干礦粉的孔孔隙率，環(huán)環(huán)球法軟化化點差△TR﹪B、礦粉的水水溶性、水水敏感性、、氫氧化鈣鈣等。CEN還采用礦粉粉的“瀝青數(shù)”（Bitumen、Number）評價它與與瀝青的粘粘附性。在在日本，礦礦粉還要求求進行遇水水膨脹、抗抗剝離性能能，受熱變變質及流值值等多種試試驗。因此此，我國應應重視對礦礦粉的技術術研究工作作。對干法除塵塵的集塵布布袋所回收收粉塵的使使用問題，，美國和德德國規(guī)范并并沒有規(guī)定定，但歐洲洲Scherocman指出，在歐歐洲SMA不得使用回回收粉塵，，其理由是是回收粉中中含有不少少的塵土，，同時粗、、細集料的的石粉經(jīng)過過明火燃燒燒，高溫處處理，會變變得發(fā)脆。。我國北京京地區(qū)在路路面的大修修工程中，，對礦粉與與回收粉的的使用效果果進行了對對比試驗，，見表5。礦粉與回收收粉對SMA混合料性能能的影響表表5從表中試驗驗結果可見見，由于使使用了回收收粉，車轍轍試驗的動穩(wěn)定度度和馬歇爾爾穩(wěn)定度都都比使用礦礦粉的要低低得多，因因此，在瀝青混混合料填料料使用回收收粉時要慎慎重，現(xiàn)行行規(guī)范也對對使用回收粉作作出了限制制，即每盤盤用量不得得超過填料料總量的25%，摻有回收粉粉的填料塑塑性指數(shù)不不大于4%。2.3路面集料加加工料場管管理措施的的建議根據(jù)施工現(xiàn)現(xiàn)場調研情情況,目前,瀝青路面集集料加工料料場基本上是由由路面施工工單位在沿沿線購買或或與沿線已已有的碎石石場合作開采。。由于地方方料場的設設施簡單，，路面施工工單位在這這方面的資金和和設備投入入不足，所所以，合格格的路面集集料大規(guī)模模供應難以保證證，尤其到到了路面施施工后期，，集料的供供應計劃往往往無法落實，，只好采取取大量收購購，這就導導致了集料料質量波動動較大，在施工工進度的壓壓力下，質質量檢測工工作嚴重失失控，這種種現(xiàn)象目前在大大型公路建建設項目中中是較為普普遍存在的的。為此，，必須在料場管管理模式和和合同管理理方面采取取切實可行行的措施來來確保路面集料料質量和穩(wěn)穩(wěn)定供應：：1.在項目施工工圖設計階階段，設計計單位應加加大沿線筑筑路材料調調查深度，，同時提交交路面集料料料場調查查試驗專項項設計成果果，為項目目業(yè)主單位位制定整個個項目路面面集料生產(chǎn)產(chǎn)供應規(guī)劃劃提供可靠靠依據(jù)。2．項目業(yè)主主單位與沿沿線地方公公路管理部部門共同協(xié)協(xié)商，采取取路面集料料加工與供供應共同管管理模式，，在指定的的若干個路路面集料加加工料場加加工生產(chǎn)設設備、生產(chǎn)產(chǎn)規(guī)模能力力、集料規(guī)規(guī)格質量，，包括誰被被資金投入入和供應價價格等方面面簽訂相關關協(xié)議，確確保整個項項目路面集集料的穩(wěn)定定供應。3．在路面工工程招標中中，項目業(yè)業(yè)主單位與與中標施工工單位合同同談判時，，應就路面面集料指定定供應及合合同單價等等列入專項項條款，并并就路面集集料分階段段分批質量量檢測程序序及責任劃劃分等，制制定專門的的質量管理理條例或規(guī)規(guī)定。4．加強加工工料場及拌拌和站堆料料場的各種種集料防污污染和防雨雨措施，對對于材料堆堆放場地應應有規(guī)劃設設計，場地地必須硬化化，應有通通暢的臨時時排水設施施，備料堆堆之間應設設置隔墻，，細集料應應有防雨措措施，礦粉粉堆放必須須要有防潮潮設施。二、半剛性基基層質量控控制與工藝藝參數(shù)要求求1、原材料技技術要求1.1水泥宜采用強度度等級較低低的普通硅硅酸鹽或礦礦渣水泥，，要求水泥泥初凝時間間在3小時以上，，終凝時間間不小于6小時，嚴禁禁使用快硬硬或早強水水泥。1.2集料碎石的最大粒徑徑不大于31.5mm，礫石的最最大粒徑不不大于20mm。備料規(guī)格格：0-5mm石屑料堆，，5-15mm、15-30mm碎石料堆。。0.075mm以下粉料含含量不大于于7%，碎石中含含泥量不大大于3%。2、水泥穩(wěn)定定碎石基層層的礦料級級配應采用用骨架密實實型級配水穩(wěn)基層礦礦料級配指指標表表6層位通過下列方孔篩孔（mm）的質量百分率（%）31.519.09.54.752.360.60.075基層10068-8638-5822-3216-288-150-33、施工質質量控制制要求3.1混合料混合料生生產(chǎn)采用用帶電子子稱量的的拌合設設備，拌拌合場地地必須硬硬化，材材料應分分堆存儲儲?；旌虾狭系陌璋韬蠒r間間應控制制在45s～60s之間。3.2基層施工工基層施工工采用攤攤鋪機作作業(yè)。底底基層必必要時可可采用人人工配合合挖掘機機作業(yè)，，但是必必須采用用立模施施工（至至少是立立中模））?；鶎?、底底基層強強度指標標要求如如表7所示基層、底底基層7天無側限限抗壓強強度指標標與壓實實度要求求表73.3壓實設備備與碾壓壓工藝的的要求施工壓實實設備必必須采用用一臺不不小于20T的鋼輪壓壓路機與與一臺小小型振動動夯設備備。碾壓壓工藝采采用：靜靜壓兩遍遍，振壓壓3～4遍，收壓壓1～2遍。每次次攤鋪作作業(yè)前，，監(jiān)理單單位對立立模高度度進行復復查。虛虛鋪系數(shù)數(shù)采用1.30～1.35。根據(jù)近幾幾年施工工實踐，，在保通通壓力較較大時，，可采用用增加一一臺膠輪輪壓路機機與鋼輪輪壓路機機聯(lián)合碾碾壓工藝藝。3.4基層施工工施工作業(yè)業(yè)面碾壓壓結束后后，應立立即覆蓋蓋土工膜膜進行保保濕養(yǎng)生生，當?shù)椎谆鶎影氚敕ㄜ囓嚻陂g，，必須灑灑水保濕濕養(yǎng)生。。當基層層碾壓結結束，終終凝期到到后，應應灑布乳乳化瀝青青透層。?；鶎訂螁畏B(yǎng)生生到期后后，應立立即攤鋪鋪稀漿封封層。三、瀝青青混合料料生產(chǎn)配配比調整整與攤鋪鋪現(xiàn)場控控制Ⅰ、瀝青混混合料設設計參數(shù)數(shù)與試驗驗方法瀝青混合合料設計計的主要要任務是是根據(jù)工工程項目目沿線的的氣候與與交通荷荷載條件件，選擇擇適合的的瀝青結結合料與與集料，，并按照照合理的的設計方方法把這這些材料料組合起起來，使使竣工的的瀝青路路面性能能滿足氣氣候與交交通荷載載條件的的要求。。瀝青混混合料設設計方法法均采用用體積設設計法和和體積分分析法。。熱拌瀝青青混合料料（HMA）設計的的目標，，應使路路面混合合料具有有以下優(yōu)優(yōu)良性能能：1.抵抗永久久變形的的能力在交通荷荷載的反反復作用用下瀝青青混合料料不應被被破壞或或發(fā)生位移。。在炎熱熱季節(jié)瀝瀝青結合合料粘度度降低，，交通荷荷載主要要由集料結構構承受時時，抵抗抗高溫永永久變形形（車轍轍）就成成為關鍵鍵。永久變形形抗力是是靠選擇擇品種優(yōu)優(yōu)良、級級配合適適的集料料，選擇擇性能優(yōu)良的的瀝青結結合料與與混合料料中存在適當當空隙率率來進行行控制的，當路路面混合合料的空空隙率小小于3%時，發(fā)生生永久變變形的概概率將增高，，當空隙隙率小于于2%時將顯示示極度的的塑性流流動。混混合料抵抗永久久變形的的能力可可用輪轍轍試驗與與蠕變試試驗來進進行評價價。2、疲勞開開裂抗力力在正常情情況下疲疲勞開裂裂（表現(xiàn)現(xiàn)為龜裂裂或網(wǎng)裂裂）是瀝瀝青路面面已經(jīng)承承受設計計軸載作作用次數(shù)數(shù)的標志志。是瀝瀝青路面面結構設設計的一一項主要要標準。。如果疲疲勞開裂裂出現(xiàn)于于設計末末期，則則表現(xiàn)路路面結構構設計是是成功的的。如開開裂發(fā)生生比設計計期早得得多，則則原因可可能是對對交通荷荷載估計計不足，，結構設設計不當當或瀝青青混合料料設計不不當?？朔陂_開裂的途途徑是：：充分考考慮設計計期的累累計標準準軸載數(shù)數(shù)量；保保持土基基干燥；；采用較較厚的路路面結構構；采用用受潮后后不過度度變弱的的路面材材料。瀝瀝青混合合料設計計上在于于選擇具具有良好好彈性與與柔韌性性的瀝青青混合料料，主要要由滿足足瀝青結結合料的的勁度上上限來實實現(xiàn)。足足夠的瀝瀝青含量量也是必必要的。。瀝青混混合料的的疲勞抗抗力是通通過常應應力或常常應變重重復荷載載疲勞試試驗進行行評價的的。3、低溫開開裂抗力力該特性在在低溫寒寒冷地區(qū)區(qū)很重要要。低溫溫開裂是是由不利利的環(huán)境境條件引引起的，，而與交交通荷載載無關。。低溫開開裂因瀝瀝青路面面在寒冷冷氣候發(fā)發(fā)生收縮縮并受到到下層路路面的約約束，而而在路面面層中形形成拉應應力，當當路面某某點的拉拉應力超超過其抗抗拉強度度時，則則瀝青層層發(fā)生開開裂。在在突然冷冷卻過程程之中或或之后的的降溫時時，最易易發(fā)生低低溫開裂裂。低溫溫開裂最最初由一一次低溫溫的單循循環(huán)引起起，但通通過多次次低溫循循環(huán)的重重復得以以發(fā)展。。路面低低溫開裂裂的表現(xiàn)現(xiàn)形式為為按一定定間距發(fā)發(fā)生的橫橫向位移移。瀝青青結合料料在低溫溫開裂方方面起關關鍵作用用。因此此在混合合料設計計時，必必須選擇擇柔韌性性好、不不易老化化的較軟軟結合料料，并控控制混合合料空隙隙率及密密實度以以避免結結合料過過度老化化。密度度低、空空隙率高高的混合合料將加加速瀝青青路面在在服務期期的老化化。4.耐久性要求混合合料含有有足夠的的瀝青結結合料含含量，保保證在集集料顆粒周周圍有適適當?shù)哪つず?，進進而減小小混合料料在施工工過程與與服務期期間的老老化。壓壓實混合合料不應應有很高高的空隙隙率，混混合料的的高空隙隙率不僅僅增大滲滲水性，，而且會會加速老老化過程程。5.水損害抗抗力一些HMA混合料在在受水的的影響時時，在集集料表面面與瀝青青結合料料之間將將失去粘粘結性。。雖然某某些瀝青青膠結料料容易造造成水損損害（剝剝落），，但集料料特性是是這一現(xiàn)現(xiàn)象的主主要原因因。如果果HMA容易造成成剝落，，則應使使用抗剝剝落劑。。在混合合料設計計時，控控制混合合料空隙隙率，使使混合料料不滲水水，可將將問題大大大減小小。混合合料水敏敏感性的的評價。。方法，以以Root—Tunnicliff水敏感性性試驗，，即AASHTOT283方法最最好。其其特點是是試件壓壓實到相相當于路路面竣工工時可接接受空隙隙率7%±1%的相對不不利情況況，一組組試件按按規(guī)定進進行真空空飽水與與凍融處處理，另另一組試試件在室室溫下保保持干燥燥。對所所有試件件進行間間接抗拉拉強度試試驗，要要求抗拉拉強度比比TSR≥≥70%～80%。6.抗滑性這項要求求只適用用于上面面層（磨磨耗層））混合料料，上面面層混合合料一定定要設計計得能對對因轉彎彎與制動動產(chǎn)生的的滑溜提提供足夠夠抗力。。集料的的特性如如構造、、形狀、、尺寸與與抗磨光光性能都都是抗滑滑的主要要因素。。竣工路路面的表表面構造造深度是是高速行行車時抗抗滑性的的主要標標志。因因此，混混合料不不應含過過多的瀝瀝青結合合料，這這將會引引起路面面泛油并并產(chǎn)生光光滑表面面，從而而喪失抗抗滑性。。7、施工和和易性混合料必必須能用用合理的的工作量量進行攤攤鋪與壓壓實現(xiàn)今今在室內內混合料料設計階階段，尚尚無試驗驗方法能能對施工工和易性性進行定定。但是是對混合合料設計計進行適適當調整整可以迅迅速克服服施工和和易性問問題。7.1馬歇爾設設計方法法存在的的問題我國熱拌拌瀝青混混合料配配合比設設計采用用以馬歇歇爾試驗驗設計方方法，并并對設計計的瀝青青混合料料進行浸浸水馬歇歇爾試驗驗作為水水穩(wěn)定性性檢驗及及車轍試試驗作為為抗車轍轍能力檢檢驗。對對于瀝青青棍合料料設計，，馬歇爾爾設計方方法與國國際上較較先進的的混合料料設計方方法比較較，存在在著概念念上和程程序上的的不足和和缺陷。。①關于最佳佳級配的的確定事實上，，我國在在進行瀝瀝青混合合料馬歇歇爾設計計時，沒沒有一個個選擇級級配的概概念。當當進行配配合比設設計時，，千方百百計的調調整級配配計算，，使合成成級配盡盡可能符符合規(guī)范范規(guī)定的的中值。。如果將將各級混混合料的的級配中中值點在在0.45次方級配配圖上，，可以發(fā)發(fā)現(xiàn)大多多數(shù)級配配的中值值接近最最大密度度線。事事實上，，隨著交交通量的的增長，，軸重的的輪胎氣氣壓的增增加，接接近最大大密度線線的混合合料使用用性能不不一定是是最好的的。也就就是說，，用級配配中值設設計的混混合料不不一定是是最佳的的混合料料。②關于體積積計算體體系我國瀝青青混合料料體積計計算體系系中，計計算壓實實混合料料的空隙隙方法用用的水重重法，測測量的是是壓實混混合料的的視密度度，而美美國Superpave設計方法法采用的的是飽和和面干毛毛體積密密度，因因此，用用我國馬馬歇爾方方法計算算出來的的空隙偏偏小。另另外，馬馬歇爾方方法最佳佳瀝青用用量計算算中沒有有考慮骨骨料孔隙隙吸收瀝瀝青，也也即沒有有一個有有效瀝青青的概念念，這就就有可能能導致瀝瀝青用量量偏少，，引起粘粘接力不不足和耐耐久性差差的后果果。③瀝青老化化對于相相對密度度和空隙隙的影響響。混合料設設計應盡盡可能模模擬實際際情況，，包括瀝瀝青老化化。實際際生產(chǎn)中中，從混混合料拌拌制到攤攤鋪壓實實完成，，一般需需要2～4h時間。因因此，實實驗室在在體積分分析時也也應有一一個老化化程序，，因此得得出來的的體積參參數(shù)與實實際相差差較大。。美國曾曾對不同同老化時時間和不不同吸水水率的集集料作過過對比試試驗，見表6。從表6可以看出出，即便便是吸水水率小于于2％的集料料，老化化2h后吸收瀝瀝青的數(shù)數(shù)量可達達到0.5～1.0％，因此此，不管管集料吸吸水率是是否小于于2％，都應應當考慮慮集料孔孔隙吸收收瀝青的的數(shù)量。。7.2瀝青混合合料體積積參數(shù)分分析7.2.1混合料體體積參數(shù)數(shù)定義礦質集料料表面是是多空隙隙的，并并能不同同程度地地吸收水水分和瀝瀝青，而而且水分分和瀝青青的吸收收率隨每每一種集集料的不不同而異異。因此此，對集集料的三三種不同同比值，，即毛體體積相對對密度、、視相對對密度和和有效相相對密度度的測試試方法分分別作了了考慮。。(1)毛體積相相對密度度——單位體積積的可滲滲透材料料（在正正常情況況下材料料體積包包括可滲滲透空隙隙與不可可滲透空空隙）在在規(guī)定溫溫度在空空氣中的的質量，，對相同同體積同同一密度度的無氣氣蒸餾水水在規(guī)定定溫度在在空氣中中質量的的比值，，見圖1所示。(2)視相對密密度——單位體積積的不可可滲透材材料在規(guī)規(guī)定溫度度在空氣氣中的質質量對相相同體積積同一密密度的無無氣蒸餾餾水在規(guī)規(guī)定溫度度在空氣氣中的質質量的比比值，見見圖1所示。(3)有效相對對密度——單位體積積的可滲滲透材料料(材料體積積除去被被瀝青滲滲透的空空隙)在規(guī)定溫溫度在空空氣中的的質量對對相同體體積同一一密度的的無氣蒸蒸餾水在在規(guī)定溫溫度在空空氣中的的質量的的比值，，見圖1所示。集料間隙率VMA、有效瀝青含含量空隙率及及瀝青填隙率率VFA的定義為：（1）礦質集料間間隙率VMA——壓實鋪路混合合料集料顆粒粒間的空隙體體積率，包括括空隙率與有有效(未被集料吸收收)瀝青體積率，，見圖2所示。(2)有效瀝青含量量——鋪路混合料瀝瀝青總含量減減去被集料顆顆粒吸收的部部分瀝青。(3)空隙率——在壓實鋪路混混合料中被(瀝青)涂覆集料顆粒粒間的空氣氣小穴總體積積，表示為壓壓實鋪路混合合料的毛體積積百分率，見見圖2所示。(4)瀝青填隙率VFA——被有效瀝青填填充的集料顆顆粒間空隙體體積百分率，，表示為(VMA—)對VMA的比值，見圖圖2所示。Vma=集料中空隙體體積Vmb=壓實混合料毛毛體積Vmm=鋪路混合料中中無空隙體積積Vfa=瀝青填充空隙隙體積Va=空隙體積Vb=瀝青體積Vba=被吸收瀝青體體積Vsb=礦質集料體積積（按毛體積積相對密度））Vse=礦質集料體積積（按有效相相對密度）圖2HMA壓實時間成分分圖解7.2.2馬歇爾試驗方方法的程序改改進為了進一步提提高瀝青混合合料設計質量量，在我國現(xiàn)現(xiàn)行馬歇爾設設計基礎上，，結合美國Superpave設計思想，引引進集料有效效比重概念及及混合料短期期老化的方法法，對馬歇爾爾設計方法最最佳集料級配配選擇從程序序上和計算方方法上進行改改進和補充。。式中：p1，p2，…，pn——各種集料組分分的質量百分分率p1+p2+…，+pn=1000G1，G2，…，Gn——各種集料組分分的視比重（（毛體積積比重）（a）選擇混合料料初始瀝青含含量初試瀝青青含量L應接近最佳瀝瀝青含量。用用下式計算：：pbt=1.18+0.982(VMA-Va)／Gsb(2-2)式中：pbi—初始瀝青含量量，按混合料料質量百分率率計，%；VMA：壓實混合料料集料間隙率率，先可用規(guī)規(guī)定的最小值值+0．5％估算，在按試試驗結果校正正。其最小值可參考表表7集料標稱最大尺寸（mm）26.519.016.013.29.5VMA最大值12.013.013.514.015.0Va：壓實混合料料空隙率，可可取設計空隙隙率4％；Gsb：混合料集料料組合毛體積積重。(b)將拌和好的試試樣放入烘箱箱在擬訂的壓壓實溫度平均均值保持2小時進行短期期老化，然后后進行制件。。7.2.3試件被壓實冷冷卻后，將其其脫模，測定定試件毛體積積比重Mmb。并用下列公式式計算壓實混混合料的空隙隙率Va、VMA和VFA。Va=100×（1－Gmb／Gmm）VMA=100－(Gmb×ps)／Gsb(2-3)VFA=100×(VMA－Va)／VMA式中：ps：混和料集料料百分率Gsb：組合集料毛毛體積比重Gmb：壓實試件毛毛體積比重Gmm：混和料理論論最大比重還要根據(jù)試驗驗結果計算組組合集料的有有效比重Gse：Gse=Ps／(100／Gmm－Pb／Gb)(2-4)式中：Gmm：混和料理論論最大比重Pb：混和料中集集料百分率％％，Ps=100－PbGb：瀝青結合料料比重根據(jù)確定的Gse計算集料吸收收瀝青百分率率Pba（％)Pba=(Gse－Gsb)×Ps×Pb／(Gse×Gsb)(2-5)并獲得有效瀝瀝青含量Pbe與粉油比DP：Pbe=Pb－Pba，粉膠比DP=P0.075/Pbe7.2.4試驗結果分析析對三種試驗級級配混和料進進行評價：其其中VMA、VFA、粉膠比、馬馬歇爾穩(wěn)定度度與流值均符符合設計要求求，空隙率又又接近4％設計值的一一種級配，被被確定為最佳佳級配或設計計級配。7.3瀝青混和料設設計指標的修修訂和補充按照有關規(guī)范范要求，并結結合工程實踐踐成果，對瀝瀝青混和料的的體積參數(shù)和和技術要求指指標見表8。密級配瀝青混混合料設計技技術指標表表8技術指標技術要求擊實次數(shù)（次）雙面各75次空隙率VV(%)4.0±0.5礦料間隙率VMA（%）≥14.0瀝青飽和度VFA（%）65～75粉膠比DP0.8～1.6馬歇爾穩(wěn)定度（KN）≥8.0流值（0.1mm）20～50殘留穩(wěn)定度（%）≥80%凍融劈裂強度比TSR(%)≥80%60℃動穩(wěn)定度DS（次/mm）＞800Ⅱ、瀝青混合料設設計生產(chǎn)調整整程序Ⅲ、工程設計級級配確定方法法與調整原則則《瀝青路面施工工技術規(guī)范》（JTGF40—2004）在瀝青混合合料礦料級配選擇與調調整方面，根根據(jù)“瀝青混混合料礦料級級配和配合比比設計方法的的修訂”課題研研究成果，借借鑒美國和日日本等國的方方法，提出了了工程設計級級配的概念，對對最常用的密密級配瀝青混混合料分為粗粗型和細型，，它與原規(guī)范范根據(jù)空隙率分分為Ⅰ型和Ⅱ型的性質不同同，粗型和細細型都屬于密密級配，空隙率都在3%—6%之間，之所以以這樣分成兩兩種型號，主主要是供不同同的氣候和交通條件選選擇級配范圍圍時作參考，，并要求設計計單位和工程程建設單位針針對所建設工程程的氣候條件件、交通條件件、公路等級級以及所處層層位確定和調調整工程設計級級配。相比原原規(guī)范直接為為工程確定一一個級配范圍圍，配合比設設計盡可能接近近中值有了很很大改進?，F(xiàn)現(xiàn)行規(guī)范給出出了幾種類型型瀝青混凝土土與瀝青碎石混混合料礦料級級配，列于表表9與表10密級配瀝青混混凝土混合料料礦料級配范范圍表表9密級配瀝青碎碎石混合料礦礦料級配范圍圍表表10由上述兩表可可以看出，規(guī)規(guī)范規(guī)定級配配范圍較寬，，這樣同一級配的上上限與下限所所拌混合料會會有較大的差差別。所以，，在設計時可根根據(jù)需要將目目標級配線靠靠上一點，使使混合料總的的偏細一些，即即成所謂的細細型密級配（（AC-F）；或靠下一一點，使混合料總的的偏粗一些，，即成所謂粗粗型密級配（（AC-C）。在這種情況下下，給施工單單位的生產(chǎn)級級配范圍需作作必要的調整整，而不能完全全就將規(guī)范原原來的級配給給施工單位。。在級配設計計時，尤其要注注意控制幾個個關鍵篩孔的的通過率，即即4.75mm和2.36mm兩個篩孔。規(guī)規(guī)范給出了粗粗型和細型密密級配瀝青混混凝土的關鍵性篩篩孔通過率。。見表11粗型和細型密密級配瀝青混混凝土的關鍵鍵性篩孔通