基本介紹
- 中文名：瀝青混凝土
- 外文名：Bituminous concrete
- 別名：瀝青砼
- 配料：礦料，瀝青
- 製備工藝：在集中地點用機械拌制
- 用途：修築公路路面
分類,性質,製備,結構形式,控制要點,
分類
瀝青混凝土按所用結合料不同，可分為石油瀝青的和煤瀝青的兩大類；有些國家或地區亦有採用或摻用天然瀝青拌制的。
瀝青混凝土
瀝青混凝土按所用集料品種不同，可分為碎石的、礫石的、砂質的、礦渣的數類，以碎石採用最為普遍。按混合料最大顆粒尺寸不同，可分為粗粒（35～40毫米以下）、中粒（20～25毫米以下）、細粒（10～15毫米以下）、砂粒 （5～7毫米以下）等數類。
按礦料的級配不同，可分為密級配、半開級配和開級配等數類，開級配混合料也稱瀝青碎石。其中熱拌熱鋪的密級配碎石混合料經久耐用，強度高，整體性好，是修築高級瀝青路面的代表性材料，套用得最廣。
按礦料的組成不同，可分為密實-懸浮結構（如AC-Ⅰ）、骨架-空隙結構（如OGFC）和密實-骨架結構(如SMA)。
各國對瀝青混凝土製訂有不同的規範，中國制定的熱拌熱鋪瀝青混合料技術規範，以孔隙率10%及以下者稱為瀝青混凝土，又細分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率為3（或2）～6%，屬密級配型；Ⅱ型為6～10%，屬半開級配型；孔隙率10%以上者稱為瀝青碎石，屬開級配型；混合料的物理力學指標有穩定度、流值和孔隙率等。
性質
瀝青混合料的強度主要表現在兩個方面。一是瀝青與礦粉形成的膠結料的粘結力；另一是集料顆粒間的內摩阻力和鎖結力。礦粉細顆粒（大多小於0.075毫米）的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜，從而提高了瀝青材料的粘結強度和溫度穩定性；而鎖結力則主要在粗集料顆粒之間產生。選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者，以達到加入適量瀝青後混合料能形成密實、穩定、粗糙度適宜、經久耐用的路面。配合礦料有多種方法，可以用公式計算，也可以憑經驗規定級配範圍，中國採用經驗曲線的級配範圍。瀝青混合料中的瀝青適宜用量，應以試驗室試驗結果和工地實用情況來確定，一般在有關規範內均列有可資參考的瀝青用量範圍作為試配的指導。當礦料品種、級配範圍、瀝青稠度和種類、拌和設施、地區氣候及交通特徵較固定時，也可採用經驗公式估算。
製備
熱拌的瀝青混合料宜在集中地點用機械拌制。一般選用固定式熱拌廠，線上路較長時宜選用移動式熱拌機。冷拌的瀝青混合料可以集中拌和，也可就地路拌。瀝青拌和廠的主要設備包括：瀝青加熱鍋、砂石貯存處、礦粉倉、加熱滾筒、拌和機及稱量設備、蒸汽鍋爐、瀝青泵及管道、除塵設施等，有些還有熱集料的重新分篩和貯存設備（見瀝青混合料拌和基地）。拌和機又可分為連續式和分批式兩大類。在製備工藝上，過去多採用先將砂石料烘乾加熱後，再與熱瀝青和冷的礦粉拌和。又發展一種先用熱瀝青拌好濕集料，然後再加熱拌勻的方法，以消除因集料在加熱和烘乾時飛灰。採用後一種工藝時，要防止殘留在混合料中的水分影響瀝青混凝土使用壽命，最好能同時採用瀝青抗剝落劑，以增強抗水能力。
結構形式
1 傳統的瀝青混凝土面層（AC)ps：普通密級配瀝青混凝土
《公路瀝青路面設計規範》JTGD50-2006，根據“七五”國家科技攻關研究及修訂該規範的專題研究，統一將瀝青混合料中集料粒徑標準由圓孔篩標準改為方孔篩標準。
其主要原因為：①計量標準向ISO國際標準靠近；②便於參考國外同類結構形式的級配標準；③世行項目增多，便於國際招標、監理及質量檢驗；④許多國外拌和設備均以方孔篩為標準。瀝青混凝土的符號由原LH改為AC。
1.1 按瀝青混合料集料的粒徑分類
1.1.1 細粒式瀝青混凝土：AC—9.5mm或AC—13.2mm。
在文獻資料，考試捲紙中 常以AC—9 或AC—13 形式出現
1.1.2 中粒式瀝青混凝土：AC—16mm或AC—19mm。
在文獻資料，考試捲紙中 常以AC—16 或AC—19 形式出現
1.1.3 粗粒式瀝青混凝土：AC—26.5mm或AC—31.5mm。
在文獻資料，考試捲紙中 常以AC—26 或AC—31 形式出現
其組合原則是：瀝青面層集料的最大粒徑宜從上層至下層逐漸增大。上層宜使用中粒式及細粒式，且上面層瀝青混合料集料的最大粒徑不宜超過層厚1/2，中、下面層集料的最大粒徑不宜超過層厚的2/3。
1.2 按瀝青混合料壓實後的孔隙率大小分類
1.2.1 Ⅰ型密級配瀝青混凝土：孔隙率為（3%～6%)
1.2.2 Ⅱ型密級配瀝青混凝土：孔隙率為（4%～10%)
c、AM型開級配熱拌瀝青碎石：孔隙率為（大於10%)
其組合原則是：瀝青面層至少有一層是Ⅰ型密級配瀝青混凝土，以防水下滲。若上面層採用Ⅱ型瀝青混凝土，中面層須採用Ⅰ型瀝青混凝土，AM型開級配瀝青碎石不宜作面層，僅可做聯結層。
2 多碎石瀝青混凝土面層（SAC)
2.1 產生背景
較大流量的車輛在高速公路上安全、舒適高速地通行，瀝青面層必須具有良好的抗滑性能。這就要求瀝青面層不但要有較大的磨擦係數，而且要有較深的表面構造深度（構造深度是高速行車減低噪音和減少水〖LM〗漂、濺水影響司機視線的主要因素）。研究成果表明：“瀝青面層的抗滑性能是由面層結構的微觀構造和巨觀構造兩部分形成。其中巨觀構造來源於瀝青混合料的配合比，主要由骨料的粗細、級配形式決定”。
80年代中期中國開始修築高等級公路，從瀝青面層的結構形式來看：Ⅰ型瀝青混凝土，空隙率3%～6%，透水性小，耐久性好，表面層的摩擦係數能達到要求，但表面構造深度較小，遠不能達到要求。Ⅱ型瀝青混凝土空隙率6%～10%，表面構造深，抗變形能力較強，但其透水性、耐久性較差。為了解決瀝青面層的抗滑性能（特別是表面層在構造深度較大的情況下，又具有良好的防水性的結構形式），多碎石瀝青混凝土面層被加以研究和使用。
2.2 多碎石瀝青混凝土面層的特點
多碎石瀝青混合料是採用較多的粗碎石形成骨架，瀝青砂膠填充骨架中的孔隙並使骨架膠合在一起而形成的瀝青混合料形式。具體組成為：粗集料含量69%～78%，礦粉6%～10%，油石比5%左右。經幾條高等公路的實踐證明，多碎石瀝青混凝土面層既能提供較深的表面構造，又具有傳統Ⅰ型瀝青混凝土那樣的較小空隙及較小透水性，同時又具有較好的抗形變能力（動穩定度較高）。換言之，“多碎石瀝青混凝土既具有傳統Ⅰ型瀝青混凝土的優點，又具有Ⅱ型瀝青混凝土的優點，同時又避免了兩種傳統瀝青混凝土結構形式的不足。”
3 瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層（SMA)
3.1 形成背景
60年代的德國交通十分發達，根據本國的氣候特點（夏季氣溫20℃左右，冬季不太冷），習慣修築“澆築式瀝青混凝土”路面。這種結構中瀝青含量12%左右，礦粉含量高。使用中發現路面的車轍十分嚴重，另外當時該國家的汽車為了防滑的需要，經常使用帶釘的輪胎（包括歐洲一些國家亦如此），其結果是路面磨耗十分嚴重（1年可減薄4cm左右）。為了克服日益嚴重的車轍，減少路面的磨耗，公路工作者對瀝青混合料的配合比進行調整，增大粗集料的比例，添加纖維穩定劑，形成了SMA結構的初形。1984年德國交通部門正式制定了一個SMA路面的設計及施工規範，SMA路面結構形式基本得以完善。這種新型的路面結構先後在德國、歐洲一些國家逐漸被推廣、運用。90年代初，美國公路界認為其公路路面質量不如歐洲國家的路面質量好。經考察發現存在兩個方面的差距：①在改性瀝青的運用上；②在路面的結構形式上（即SMA）。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結構形式，最典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運會對公路網進行改建和新建，全部採用了SMA這種結構形式做路面。
3.2瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面（SMA）的組成原理及特點
瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料，填充於間斷級配的礦料骨架中，所形成的骨架密實混合料。其組成特徵主要包括兩個方面：①含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩定性（抗變形能力強）的結構骨架；②細集料礦粉、瀝青和纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結一起，並填充骨架空隙，使混合料有較好的柔性及耐久性。
SMA的結構組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少”。具體講：①SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達70%～80%，礦粉的用量達7%～13%，（“粉膠比”超出通常值1.2的限制）。由此形成的間斷級配，很少使用細集料；②為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時使用纖維作為穩定劑；③瀝青用量較多，高達6.5%～7%，粘結性要求高，並希望選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青（最好採用改性瀝青）
SMA的特點：瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當前國際上公認（使用較多）的一種抗變形能力強，耐久性較好的瀝青面層混合料。由於粗集料的良好嵌擠，混合料有非常好的高溫抗車轍能力，同時由於瀝青瑪蹄脂的粘結作用，低溫變形性能和水穩定性也有較多的改善。添加纖維穩定劑，使瀝青結合料保持高粘度，其攤鋪和壓實效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙，構造深度大，抗滑性能好。同時混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，從而全面提高了瀝青混合料的路面性能。
控制要點
（ 1 ）嚴格控制配合比：混合料的組成設計嚴格按設計圖紙和《公路路面基層施工技術規範》（JTJ034-2000 ）要求進行。 二灰土穩定砂礫基層檢查項目表 項次 檢查項目 規定值或允許偏差 檢查方法 ：1、壓實度（ % ） 98 每 200m 檢查 4 處。 2、 平整度（ cm ） 標準值σ 2 最大間隙 h 8 。3 、高程（ mm ） +5 、 –10 每 200m 用水準儀檢查 4處 。4 、寬度（ mm ） 不小於設計值 尺量，每 200m 量 4 處。 5 、厚度（ mm ） –8 每 200m 每車道檢查 1 點。 6、 橫坡度（ % ） ± 0.2 每 200m 用水準儀量4 個斷面。 7 、抗壓強度（ MPa ） ≥ 1.2。 按 JTJ071-94 附錄 F
（ 2 ）施工氣溫低於 5 ℃ 並有濃霧或降雨時，不進行基層施工。
（ 3 ）基層施工中確保排水暢通，表面不允許積水。
（ 4 ）基層碾壓完成後，進行養，養生期不小於 7 天。養生期間行車速度限制在 30km/h 下，但禁止重型車輛和機械通行。
（5）務必做好工地揚塵治理。
