沥青砼路面配合比设计与病害原因分析
摘 要：本文对沥青砼配合比设计，结合沥青砼路面主要病害。配合比设计主要是验证高温稳定性和水损坏性能，特别是要形成骨架密实结构。
关键词：沥青路面；配合比设计；病害原因
中图分类号：TU528 文献标识码：A
1 概述
沥青路面以其施工时间短、行车舒适、噪音低、养护维修方便等诸多优点而被广泛采用。沥青路面病害主要有：车辙、拥包、泛油、翻浆、松散、网裂、坑槽等。这些病害极具普遍性和严重性，对新建公路的正常使用形成了严重的威胁。沥青路面病害原因是多方面的，本文通过施工阶段沥青路面因配合比设计等导致的路面病害进行论述。
2 结合配合比设计分析沥青路面病害的成因
沥青路面病害主要由高温稳定性不足和水损坏引起的。高温稳定性不足多过于密实、级配趋于悬浮型，水损坏多过于松散、级配趋于骨架空隙型。高温稳定性不足多与沥青层自身关系密切，水损坏多与基层土层破坏分不开。所以要减少沥青路面的病害就要在配合比设计时充分考虑防止水损坏兼具高温稳定性，更要在施工时，精心施工严格按照配合比施工。
2.1 高温稳定性不足
高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗荷载的反复作用，不发生显著永久变形（不可恢复变形如车辙、波浪及推移拥包等），保持路面平整的特性。沥青混合料的高温稳定性的形成主要来源于矿料的嵌挤作用和沥青的高温粘度。高温稳定性不足大部分由于密实度过大、级配过细、级配未形成骨架结构、粉尘含量过多、沥青含量过多、沥青粘度过小。夏季高温使得沥青路面体积膨胀，内部没有多余的间隙，使得多余的沥青胶质不得不迁移，间隙率过小、沥青胶质过多，内磨阻力自然变小。路面在这种情况下，无法承受重车的重复荷载，所以沥青路面必然出现车辙、泛油、拥包、波浪。
2.2 水损坏
一般认为只要是路面结构层透入水后使路面产生的早期破坏现象，都可称为水损坏。水损坏大部分由于密实度不足、松散、渗水、糊料、基层土层水稳性不足。据资料显示，当沥青路面的空隙率小于8%时，沥青层中水在荷载作用下一般不会产生动水压力，不容易造成水损破坏。当排水性混合料的路面空隙率大于15%时，一般都采用改性沥青，且水能够在空隙中自由流动，也不容易造成水损破坏。而当路面实际空隙率在8%～15%的范围时，水容易产生较大的毛细压力成为动力水，造成沥青混合料的水损坏。水损坏原因从表现形式上水损坏有：自上而下的水损坏，通过动水压力作用，水使沥青膜从集料表面脱落，失去附着力的过程，表现为松散、脱落、掉粒、坑槽。自下而上的水损坏，水分通过各种途径进入路面结构层内部，对沥青层内部或半刚性基层造成冲刷，沥青混合料在水的作用下油石剥离，沥青路面结构层强度降低，半刚性基层受水侵蚀后水稳定性减少，半刚性基层承载能力降低。表现为唧浆、裂缝、网裂和坑洞等。原因多是因雨水侵蚀，因雨水下渗，导致路基回弹变形增大，加之行车作用，强大的水压力作用于沥青路面内部，不断的抽吸造成破坏。一直向下发展，最终造成基层与土层的承载力不足。沥青路面的水损坏一般与承重层破坏是密切相关的。因为沥青路面属于柔性路面，其力学强度和稳定性主要依赖于基层与土层。
3 沥青砼配合比设计
3.1 矿粉用量
沥青砼中矿粉的掺量过少，可出现路面达不到最佳密实度，防水性差，沥青含量低。进而导致面层质量差、易剥落、松散，经行车使用后。面层易出现坑槽，大面积松散、脱落等。使用年限降低。矿粉掺量又不宜过多，过多会导致过密，影响高温稳定性。
3.2 油石比
油石比较大，已铺筑的路面会产生拥包和泛油。油石比较小，路面会出现松散，耐久性差。根据空隙率、当地气候、交通情况、实践经验等确定最佳油石比。应根据级配计算比表面积，验证油膜厚度，改性沥青混合料的油膜厚约为7-9μm，重交通道路沥青混合料的油膜厚度为6-8μm。配比设计时，不应该过度减少油石比来提高车辙，应采用增加粗骨料来提高级配嵌挤性能，提高内磨阻力提高级配稳定性，因为降低油石比，会给沥青混合料的耐久性带来很大的影响。
3.3 粗集料用量
粗集料应占主导地位，当粗集料的含量在68%-72%时，所形成的沥青混合料属于骨架密实型，粗集料的含量72%以上时，形成的沥青混合料属于骨架空隙型，粗集料的'含量小于68%时，沥青混合料的结构属于悬浮密实型。形成骨架是沥青砼级配的核心。粗集料过多空隙必然过大，影响水稳定性，粗集料过少形不成骨架，高温稳定性必然要差。
3.4 细集料用量
高温稳定性主要由形成骨架嵌挤结构决定的，以一定量的细集料填充，注意不能过多或过少，细集料用量过多，级配过细，沥青砼稳定度降低。夏季行车后易造成面层波浪，推移，车辙等。细集料用量过少，级配过粗，又会因密实度过小而渗水，影响防水性能。应以矿料间隙率来验证。耐久性在级配嵌挤结构形成的情况下，由沥青的性质和沥青油膜厚度决定的，但也不是沥青油膜厚度越厚越好，应考虑到混合料压实后，满足空隙率在4%-5%。矿粉和沥青在级配中起粘结填充的作用，也是要求最佳，不宜过多或过少，一般沥青用量可以根据已知的级配结果计算出，计算出的最佳沥青用量，再通过试验验证，检验最佳沥青用量是否过多，最直接简单的就是析漏试验。骨架嵌挤密实型不管是抗高温稳定性，还是低温抗裂性，还是防止水损害都有很强的针对性。所以在配合比设计时应当注意。
结语
总之，沥青砼路面病害的原因是多方面的，配合比设计是建设高质量沥青砼路面的第一步，也是最重要的一步，是沥青砼路面质量的灵魂。设计是用来指导生产的，如果指导思想错误，将导致后序所有工作再努力也是错误的。只有拥有正确的指导思想，才能造就高性、长寿命的沥青砼路面，为我国现代化服务。
参考文献
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