重载交通道路沥青混合料选材和配比应注意的问题

一、选材方面

（一）沥青

1. 高温性能

   对于重载交通道路，沥青必须具备良好的高温稳定性。选择高粘度沥青是关键，例如采用聚合物改性沥青，像SBS改性沥青。SBS改性沥青中的SBS聚合物能够在沥青中形成网络结构，显著提高沥青的粘度。在高温下，高粘度沥青抵抗变形的能力强，不易产生车辙。一般来说，软化点较高的沥青在高温时具有更好的稳定性。软化点是衡量沥青在高温下变软程度的指标，重载交通道路用沥青的软化点应比普通道路沥青更高，这样在车辆重载反复作用下，沥青不易软化流动，从而减少路面永久变形的可能性。

2. 低温性能

   尽管重载交通道路主要面临高温变形问题，但低温性能也不能忽视。在寒冷地区的重载交通道路，沥青在低温时应具有一定的柔韧性，防止路面开裂。选择针入度指数合理的沥青很重要。针入度指数反映了沥青的温度敏感性，较大的针入度指数意味着沥青在低温下具有相对较好的抗裂性能。可以通过向沥青中添加适量的橡胶类改性剂来改善其低温性能，橡胶颗粒在沥青中起到增韧的作用，使沥青在低温时不易变脆。

3. 抗老化性能

   由于重载交通道路上车辆荷载频繁，沥青混合料受到的应力和应变循环次数多，容易加速沥青的老化。应选用抗老化性能好的沥青，例如含有抗氧剂、紫外线吸收剂等添加剂的沥青。这些添加剂能够延缓沥青在外界环境因素（如氧气、紫外线等）作用下的老化过程，保持沥青的性能，确保沥青混合料在长期使用过程中仍能满足重载交通的要求。

（二）集料

1. 强度和硬度

   重载交通对集料的强度和硬度要求很高。坚硬的集料能够承受车辆巨大的压力而不被压碎。例如，玄武岩是一种常用的优质集料，其硬度高、耐磨性强。与其他较软的集料相比，玄武岩集料在重载交通的反复碾压下，能更好地保持其颗粒形状和结构完整性，从而维持沥青混合料的结构稳定。另外，集料的压碎值是衡量其强度的重要指标，重载交通道路用集料的压碎值应严格控制在较低水平。

2. 形状和棱角性

   集料的形状对沥青混合料的性能有很大影响。多棱角、接近立方体形状的集料在混合料中能够形成更好的嵌挤结构。这种嵌挤结构可以增加集料之间的内摩擦力，提高沥青混合料的抗剪强度。在重载交通下，车辆的荷载会产生较大的剪切力，良好的集料嵌挤结构能够有效抵抗这种剪切力，减少路面变形。例如，采用机制砂代替天然砂作为细集料，机制砂的颗粒形状多为棱角状，相比天然砂圆润的颗粒形状，机制砂能够更好地与粗集料嵌挤，增强沥青混合料的整体性能。

3. 级配

   合适的集料级配对于重载交通道路沥青混合料至关重要。骨架密实型级配是一种理想的选择。在这种级配中，粗集料形成稳定的骨架结构，为混合料提供主要的承载能力。例如，在SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料）中，粗集料的比例较高，相互嵌挤形成骨架。同时，适量的细集料和矿粉填充骨架间的空隙，使混合料既具有较高的空隙率以保证排水性能，又有足够的密实度来抵抗车辆荷载。连续密级配也可用于重载交通道路，但相比之下，骨架密实型级配在抵抗重载交通产生的变形方面更具优势。

（三）矿粉

1. 细度和质量

   矿粉的细度对沥青混合料的性能影响显著。较细的矿粉能够增加与沥青的接触面积，提高沥青胶浆的粘结性。通常采用磨细的石灰石粉作为矿粉。优质的矿粉应具有较高的纯度，杂质含量低。在重载交通道路中，高细度、高质量的矿粉能够使沥青胶浆更好地包裹集料，增强集料之间的粘结力，从而提高沥青混合料的整体强度和稳定性。

二、配比方面

（一）沥青用量

1. 确定最佳用量

   准确确定沥青用量是重载交通道路沥青混合料配比的关键。通常采用马歇尔试验方法确定最佳沥青用量。在马歇尔试验中，通过测试不同沥青用量下混合料的稳定度、流值等指标，确定在满足各项性能要求下的最佳沥青用量。对于重载交通道路，由于车辆荷载大，沥青用量需要更加精确地控制。如果沥青用量过高，在高温重载条件下，沥青容易从混合料中渗出，导致路面泛油，同时也会降低混合料的抗车辙能力；如果沥青用量过低，集料之间的粘结力不足，容易导致路面松散，无法承受重载交通的压力。

2. 考虑环境和交通因素调整

   在确定最佳沥青用量时，还需要考虑环境和交通因素进行调整。在高温地区或交通流量特别大的路段，应适当减少沥青用量，以提高混合料的高温稳定性；而在寒冷地区或车辆启动、刹车频繁的路段（如交叉路口），可以适当增加少量沥青用量，以改善混合料的低温抗裂性能和柔韧性。

（二）粉胶比

1. 合理范围确定

   粉胶比是指矿粉与沥青用量的比值。对于重载交通道路沥青混合料，确定合理的粉胶比非常重要。一般来说，适当提高粉胶比可以增加沥青胶浆的劲度，从而提高混合料在重载交通下的抗剪能力。然而，粉胶比过高会导致沥青胶浆过于刚硬，降低混合料的柔韧性，容易在低温或受到较大变形时开裂。通过试验和工程经验，确定适合重载交通道路沥青混合料的粉胶比范围，通常在0.8 - 1.6之间。

2. 根据材料特性调整

   在实际工程中，还需要根据所用的沥青、矿粉等材料的特性对粉胶比进行调整。如果采用高粘度的沥青和高细度的矿粉，粉胶比可以适当取高值；如果沥青的柔韧性较好或矿粉的质量一般，粉胶比应适当降低，以确保沥青混合料在重载交通下既能抵抗变形，又具有足够的柔韧性。

（三）空隙率

1. 控制合适的空隙率

   重载交通道路沥青混合料的空隙率应控制在合适的范围内。空隙率过小，在高温下沥青混合料内部的空气无法有效排出，容易产生鼓包等病害；空隙率过大，混合料的密实度不足，无法承受重载交通的压力，容易导致路面过早破坏。一般来说，重载交通道路沥青混合料的空隙率宜控制在3% - 6%之间。

2. 考虑排水和耐久性

   在确定空隙率时，还需要考虑路面的排水要求和耐久性。如果道路所处地区降雨较多，为了保证路面的排水性能，可以将空隙率适当提高，但不能超出合理范围，以免影响路面的承载能力和耐久性。同时，要考虑到重载交通对路面的磨损和破坏作用，合适的空隙率有助于提高混合料的耐久性，减少水分和空气对混合料内部结构的侵蚀。