张文霞

(山西施宇公路工程质量检测有限公司，山西大同037011)

1 SUP沥青混合料的设计原理

SUP沥青混合料设计体系是针对AC系列而言的，以往AC系列沥青混合料设计级配要求0.075 mm,2.36 mm,4.75 mm筛孔的通过量在级配范围中值附近[1]。随着技术的发展，AC系列的级配范围也在优化改进，形成了现在规范要求的级配范围。但是它以密实结构为主，路面车辙现象相对严重一些。SUP沥青混合料设计体系的级配设计结构是以粗集料形成骨架嵌挤的形式，细集料接近填充的空隙，集料之间形成有效的沥青薄膜，增强沥青混合料的耐久性[2]。同时该体系通过旋转压实仪模拟现场压路设备的压实功，更接近工程实际，8次、100次、160次旋转压实模拟施工初压、终压以及通车以后追密的情况。整个设计体系更加合理、完善。从原理上讲SUP沥青混合料的设计体系更具有一定的先进性和科学性。

2 材料对SUP-13沥青混合料的影响问题

2.1 材料的种类一般分为石灰岩和玄武岩两种形式

这两种材料在路面面层使用的效果不一样。从路面使用效果上讲，石灰岩的路面使用一段时间路面表面发白，沥青薄膜磨损。使用玄武岩路面表面呈现黑色，沥青薄膜不易脱落。从使用指标上讲，主要是集料的磨光值不一样，玄武岩的抗压缩性能和耐磨光性能好，导致通车以后路面的效果不一致。所以在选择材料的种类的时候，如果是重荷载交通必须使用玄武岩等耐磨的集料。对于要求等级较低的路面，可以采用石灰岩石料进行铺筑。一般情况下宜采用玄武岩等种类的石料。

2.2 沥青的种类对SUP-13沥青混合料的影响

沥青一般采用重交通沥青，在市政工程中一般采用普通道路石油沥青，在公路工程中一般采用改性沥青。在价格方面普通道路石油沥青比改性沥青低1 000元左右，但是在使用性能上相差较大，主要表现在车辙指标上。采用普通石油沥青的车辙数据一般在800次/mm附近,而改性沥青的车辙数据一般在2 700次/mm～4 000次/mm之间。从数据上说明改性沥青的抗车辙能力是4倍～5倍。在炎热的夏季地区采用改性沥青是有利的。所以在选择沥青的种类时，不能单独看沥青价格的高低，而是要衡量3年～5年内使用的情况综合判定。一般情况下建议采用改性沥青进行生产。

2.3 集料的规格对SUP-13沥青混合料的影响

集料的规格对SUP-13沥青混合料的性能有一定的影响。目前SUP-13的粗集料一般是由10 mm～15 mm碎石、5 mm～10 mm碎石、3 mm～5 mm碎石组成。10 mm～15 mm碎石需求量小，一般的碎石场不专门生产此种规格的材料。施工单位一般采用10 mm～20 mm碎石过滤或者5 mm～10 mm的碎石增大用量去进行生产。造成设计与施工脱节。针对此种情况，建议采用10 mm～20 mm的碎石利用热料仓的16 mm～18 mm的振动筛进行过滤。对于过滤的材料在生产AC-25或者AC-20 的沥青混合料单独掺加，进行配合比设计，保证材料的充分利用。

在设计的过程中如果直接采用10 mm～20 mm的碎石进行设计，沥青混合料的铺筑已导致离析，稳定度减小，流值减小，形成类似刚性的破坏。采用5 mm～10 mm虽然能勉强进入SUP-13沥青混合料的级配范围，但是材料的受力情况有明显的变化，稳定度降低，流值增大。都不能很好的发挥SUP-13沥青混合料本身的设计目的。因此在设计沥青混合料的过程中采用标准的单粒级级配是保证SUP-13的关键因素。

3 SUP-13的级配设计中的问题

1)SUP-13的目标级配设计的注意问题。

SUP-13沥青混合料的级配是采用禁区来控制级配曲线，这样设计的沥青混合料会有很大的随意性。但是在SUP-13的设计过程中还需要些约束条件。CA比=0.4～0.8，FAC=0.25～0.50，FAF=0.25～0.50的取值范围,这些取值在国内还需要适当的调整，这样使级配设计变的更加复杂。经过统计可以粗略的选择一定的范围，但是要根据不同的地区进行变化，最终设计的级配是以指标的变化进行确定最佳沥青用量。参考的级配如表1所示。

表1 参考级配的数据表

设计的过程中一是要考虑设计地区的气温以及雨水量。二是要考虑在施工过程中生产质量的稳定性，即设计的目标配合比和生产配合比的连贯性和可操作性。

设计的过程中注意观察8次、100次、160次之间的关联度，按照标准级配进行设计得到一组数据，为了细化设计，还要收集另外两组级配的数据变化。分析沥青混合料变化时其物理技术指标的变化规律，在施工过程中的质量变化范围可以有效的控制。这一部分是衔接质量控制的有效环节。

对于0.075 mm通过量采用粉胶比进行控制，一般在0.8～1.6之间[3]，经过实践证明粉胶比的数值直接影响着沥青混合料的性能。粉胶比受到沥青混合料三个因素的影响：击实温度、细集料的砂当量、矿粉的亲水系数。沥青有效薄膜的厚度直接影响着沥青混合料的耐久性。粉胶比设计在0.8～1.6的范围内，沥青混合料的耐久性相对比较好一些。这些指标可以通过残留稳定度、车辙、稳定度、流值等指标反映出来，数据如出现不合理的情况，可以适当的调整粉胶比，使沥青混合料的耐久性达到最佳状态。0.075 mm通过量的控制设计沥青混合料设计的核心指标。

2)生产配合比设计的问题。

生产配合比设计比目标配合比设计复杂，要考虑两个方面的因素。一是热料仓的级配是变化的，它受到装载机上料的位置、引风的压力、冷料的含水量、振动筛的尺寸、振动坡度等因素影响。热料仓级配的代表性是设计生产配合比的关键。解决以上问题需要增加上料次数，或者增大生产流量来保证取样的准确性。通过多次取样分析材料的变异性，确认热料仓级配的稳定性，再进行级配设计。二是考虑沥青计量的准确性，沥青计量的准确性与设备控制的参数、电器元件的放大倍数都有一定的关系。解决此项问题，需要对沥青混合料进行多次抽提试验，分析沥青混合料的沥青用量的稳定性。拌制的沥青混合料的沥青用量不能超过设计沥青用量的0.1%，才能进行配合比设计。在设计沥青混合料配合比的过程中注意矿粉的用量，如果矿粉的用量比设计矿粉的用量偏差在30%以外时，要注意调整原材料的粉尘含量，设计的过程中尽量以目标配合比的矿粉用量为准。SUP-13沥青混合料确切的矿粉用量以试验数据为准进行设计，设计的过程中矿粉的用量通过空隙率来控制，设计的空隙率在4.0%的附近，最佳空隙率一般在3.8%～4.2%的范围内。

3 mm～6 mm的热料仓用量较多，在生产的过程中通过供料平衡调整冷料的速率，冷速过大的情况下，就会导致3 mm～6 mm热料仓的级配变化，在设计配合比的过程中要考虑供料平衡引起的合成级配的变化。

设计的SUP-13沥青混合料的时候要考虑所使用的部位和当地的气候条件。调整最佳沥青用量适应当地的气候，设计空隙率在3.8%～4.2%之间。多雨高温的地区、桥梁较多的道路设计的空隙率在4.0%的下限。在雨水气温适宜的地区以及桥梁较少的路段采用4.0%的上限。重载路段空隙率偏上限，轻载的路段空隙率偏下限。这样结合实际情况，才能铺筑优质的沥青路面。

4 结语

本文从材料、目标配合比设计、生产配合比设计三个过程分析了SUP-13沥青混合料的设计需要注意的问题。材料选用玄武岩、沥青采用改性沥青。目标配合比设计过程中对级配、粉胶比、旋转的次数与设计的准确性的关联。在生产配合比中注意取样的代表性，沥青计量的准确性以及不同气候的最佳沥青用量的确定，为SUP-13沥青混合料的设计提供更加科学的依据。