沥青混合料空隙率的影响因素分析和施工控制
沥青混合料质量影响因素及处治措施
沥青混合料质量影响因素及处治措施作者：潘保兵来源：《中国科技纵横》2016年第15期【摘要】随着我国高速公路事业的发展，沥青混合料在路面使用中应用更为广泛，更好地控制沥青混合料的质量是未来公路事业发展的重心之一。
影响沥青混合料的质量因素有很多，本文主要从原材料、配合比、拌合站及离析等方面分析影响沥青混合料的质量因素，并针对以上影响因素提出控制混合料质量的措施，最后结合实例，提出其工程的具体的质量控制措施和方法及施工要点。
【关键词】沥青混合料质量影响因素措施随着我国经济的迅猛发展，汽车保有量增长迅速，特别是重型载重车辆的大规模使用，这些都对路面的行车质量提出了更高的要求。
在公路建设中，提升路用性能，确保道路安全、舒适和环保已成为我国公路建设者的新目标。
1 影响沥青混合料的质量因素1.1 原材料原材料作为沥青混凝土不可缺少的组成成分，可谓是影响其质量最重要、最关键的因素。
原材料质量直接决定了混合料的性能，确保原材料质量是保证路面质量的前提。
（1）粗集料。
路面的空隙率和抗车辙性能在很大程度上取决于粗集料的性能。
（详细一点）（2）细集料。
在排水性路面中，细集料指粒径在0.075mm～2.36 mm的部分集料，用量较少，对其性能没特殊规定。
一般选择机制砂，要求洁净、干燥、无风化、无杂物。
（3）填料。
最好选择石灰岩矿粉，也可使用消石灰或水泥。
消石灰具有的抗剥落效果可提高混合料的水稳定性。
（4）沥青。
为增加混合料强度，应采用高粘结力的沥青结合料。
（5）添加剂。
主要是纤维和轮胎胶粉。
纤维具有分散、吸附、稳定、增粘作用。
磨细的轮胎粉有利于提高混合料的抗松散性和耐久性。
1.2 配合比热拌沥青混合料的组成成分有沥青结合料和矿料，沥青混合料的配合比设计是保证沥青混凝土质量的重要步骤之一。
通常选用马歇尔实验法来确定最佳沥青用量。
根据《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004所列的沥青用量参考值及实践经验，估计合适的沥青用量（或油石比）。
沥青混合料空隙率的影响因素分析和施工控制
沥青混合料空隙率的影响因素分析和施工控制摘要：上世纪九十年代以来，我国的高等级公路发展迅速，目前高速公路占有量已经居于世界的领先地位，随着高等级公路的建设与发展，对路面层的沥青混合料路用性能的要求也越来越高。
本文通过对沥青混合料空隙率的影响因素进行分析，制定出相应的施工控制措施，降低沥青混合料空隙率，保证公路的质量，促进交通运输业的发展。
关键词：沥青混合料；影响因素；施工对策Abstract: since the 1990 s, China’s rapid development of high grade highway, the occupancy of highway had become the world’s leading position, with the high grade highway construction and development, right road surface layer bituminous mixture of performance requirements more and more is also high. This article through to the asphalt mixture air void the influence factors of the analysis and work out the corresponding construction control measures, reduce asphalt mixture air void, ensure the quality of the highway, and promote the development of the transportation industry.Keywords: asphalt mixture; Influencing factors; Construction strategies集料密度对沥青混合料空隙率的影响1、影响研究分别使用三种不同密度的岩石集料，高密度的辉长岩，中密度的花岗岩，低密度的凝灰岩，加工成单粒径集料，用AH-70沥青在实验室配制出AC-16，GAC-16C,AK-16C三种级配混合料进行马歇尔实验。
沥青混合料空隙率影响因素分析
沥青混合料空隙率影响因素分析作者：张莉来源：《科技视界》2014年第19期【摘要】笔者通过长期沥青混合料施工以及试验检测工作，分析总结了沥青路面空隙率与路面特性之间的关系，并通过分析空隙率影响因素来阐述路面施工中如何有效控制空隙率，实现设计目标。
【关键词】沥青混合料；空隙率；最大理论密度；压实度沥青路面的空隙率是沥青混合料设计与施工验收的关键性指标之一，施工中空隙率的控制，也是关系到沥青路面质量和使用寿命的关键。
沥青路面使用性能很大程度上取决于沥青混合料的体积特性，主要以沥青混合料的空隙率、沥青饱和度和矿料间隙率来表征。
而空隙率是体积特性的集中反应，直接影响着沥青路面的透水性、抗车辙性能、疲劳寿命以及耐久性。
1 空隙率与路面使用特性的关系1.1 空隙率与透水性的关系国际道路联合会和我国交通行业公认，空隙率7%是沥青路面是否渗水的界限值。
当空隙率小于7%时，可以认为该铺层基本不渗水；空隙率界于7%-15%时，认为该铺层会发生渗水并有存留水分现象，而且水分蒸发排出速度远远慢于渗水速度，对路面的破坏作用很大；空隙率大于15%以上时，渗入路面结构内水分会及时排出。
我国江苏交科院以及美国加利福尼亚州的研究检测结果也验证了上述结论，空隙率在7%以下时路面渗水在50mL/min以下，空隙率超过7%时，渗水系数迅速增加，当空隙率为12%时，渗水系数已接近500mL/min。
江苏交科院结合江苏省高速公路建设的实际情况，提出了50mL/min为临界渗水系数，并以90%的路段合格率作为判定一个路段渗水系数合格的标准。
1.2 空隙率与路面车辙的关系车辙是沥青路面最有危害性的破坏形式之一，车辙不仅降低路面的使用性能，影响行车舒适性，而且危及行车安全。
例如车辆在变化车道时操作困难，车辙内积水产生高速行车水漂或结冰，在气候条件恶劣时制动不足等等。
沥青路面的空隙率对车辙形成有重大的影响。
空隙率过小，在高温和荷载的作用下，沥青胶浆侧向挤出，面层容易产生辙槽和推挤现象。
沥青混合料空隙率影响因素分析和施工控制
沥青混合料空隙率的影响因素分析和施工控制摘要：沥青混合料作为当前公路工程建设中最为常用的材料，其自身各个部分的性能直接地影响着公路施工整体质量，因此，做好对于沥青混合料各方面的有效施工控制极其必要。
在影响沥青混合料性能的各项因素中，空隙率是极为关键的物理指标，本文就是以此指标为主题做了相关的研究。
文章中主要从影响混合料的空隙率的几点因素，以及对其空隙率进行施工控制的措施，围绕主题做了具体的分析。
关键词：沥青混合料；空隙率；影响因素；施工控制中图分类号：tu535文献标识码： a 文章编号：公路工程施工中应用的沥青混合料具有既定的空隙率设计参数（3%到6%），过大或者是过小都会诱发不同程度的工程质量问题，因此，做好对于空隙率的研究工作，并在施工中对其进行有效的控制是非常关键的。
具体来讲，在沥青混合料的应用中，影响空隙率的因素存在于诸多的方面，工程技术人员必须通过研究做到熟记于心地把握，才能够真正地确保各项施工控制措施切实地发挥作用。
本文就是对影响因素以及相关的控制措施进行了探讨。
一、影响沥青混合料的空隙率的相关因素分析就当前公路工程建设以及应用而言，其各种质量通病问题的出现，与其建设材料中沥青混合料的空隙率都存在着或大或小的联系，空隙率作为混合料性能的主要评价指标，它会直接地影响到混合料的透水性、耐久性以及低温与高温状态下的性能稳定性等，从而使沥青混合料在应用于公路建设时出现不同程度的路用性能状况。
做好对于空隙率的分析与施工控制是提升公路质量的重中之重。
本文下面就具体地分析一下影响其空隙率的几点因素：首先，矿料的级配直接地影响混合料的空隙率。
沥青混合料对矿料级配进行的设计，一般都是以级配范围作为参照，并以既定的规范性的算法来计算处于此范围内的具体的混合料级配。
矿料级配由不同的粗细程度粒径的矿料组成，往往其中的矿料存在越大的间隙率，混合料的空隙率也就会越大。
可以说，在混合料的空隙率影响中，级配的间隙率是矿料级配影响空隙率的主要体现。
沥青混合料空隙率变异性对路用性能影响及对策
沥青混合料空隙率变异性对路用性能的影响及对策摘要：本文主要介绍了沥青混合料空隙率对于路用性能的影响，介绍了影响沥青混合料空隙率的有关因素，结合笔者的实践经验，总结了减少沥青混合料空隙率的措施，供相关人员参考。
关键词：沥青混合料；空隙率；变异性；对策中途分类号：tu535 文献标识码：a随着我国高速公路建设项目快速发展，沥青混凝土路面的应用出现了较多的工程质量问题。
沥青混凝土路面施工管理方法多样、施工技术水平参差不齐，对于不同区域的沥青混凝土路面空隙率影响较大。
现阶段，国内外对于沥青混凝土路面的沥青混合料的空隙率进行了较多的研究工作，主要以研究沥青混合料的空隙率的平均数为主，而对于沥青混合料的空隙率的变异性的研究目前见诸报道的较少。
本文结合某高速公路施工项目，基于沥青混合料在施工过程中所表现出的空隙率的检测数据，研究沥青混合料的空隙率参数的相关变异性，分析产生变异性的原因，并研究空隙率变异性对于路面结构相关性能的影响，立足于设计和施工阶段，对沥青混合料的空隙率的变异性进行有效的控制，从而提高沥青混凝土路面的施工质量，延长沥青混凝土高速公路的使用寿命。
一、试验结果分析表1为某高速公路沥青混凝土路面施工时的沥青混合料空隙率变异性参数检测结果统计表。
该高速公路的沥青混凝土路面结构为7cmac一25下面层+6cmac一20中面层+4cmac一13上面层，其路面基层采用二灰碎石，其底基层采用二灰土。
表1沥青混合料空隙率变异性参数检测结果统计表注：表中空隙率是马歇尔试验空隙率式中：x为某样本值;x为样本平均值;n为样本个数;cv为变异系数。
由表1可知：在沥青混凝土路面施工时，由于施工人员技术水平参差不齐、管理方式及管理水平各异以及受施工机械的限制和天气状况等因素的影响，沥青混合料的空隙率参数变异性是不可能消除的；从路面结构的面层位置上看，从上面层到中、下面层，沥青混合料的空隙率的变异系数逐渐增大，这说明随着路面施工层位升高，其混合料的最大公称粒径变小，使得沥青混合料呈现更好的均匀性，从而沥青混合料表现出更小的变异性。
沥青混合料空隙率的选定及最佳油石比快速确定法的应用
沥青混合料空隙率的选定及最佳油石比快速确定法的应用摘要：该文论述了沥青混合料设计空隙率为何要选定为4%，并对我国沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)中有关设计空隙率VV和最小矿料间隙率VMA规定进行了讨论，最后对《华东公路》“HMA和SMA最佳油石比快速确定法”进行工程实例论证。
关键词:空隙率、矿料间隙率、最佳油石比快速确定。
1 设计空隙率VV空隙率VV决定于沥青混合料的最大理论相对密度rt和沥青混合料试件的毛体积相对密度rf，即VV=(1-rf/rt)*100%最大理论相对密度应用抽真空法测定，而试件的毛体积相对密度应用表干法测定，才能得出正确的结果。
那么在沥青混凝土路面设计中应采用多大的空隙率作为设计空隙率呢？一直到1994年，美国沥青路面协会(NAPA)的马歇尔设计标准，在不同交通量采用不同击实次数基础上，设计空隙率VV都是统一规定为3-5%，并以4%为基准。
他们推荐的选择最佳沥青含量最通用的方法是：首先根据VV=4%确定沥青含量，然后按此沥青含量比较稳定度、流值、饱和度、如所有数据都在标准范围内，则以VV=4%时的沥青含量即为最佳沥青含量。
如某些数据在标准范围以外，则混合料须重新设计。
另一种方法是AI提出的，即以最大稳定度、最大密度、与空隙率为4%的沥青含量平均值作为最佳含量。
当某些混合料的密度与稳定度不出现最大值时，也只有设计空隙率为4%作为确定最佳沥青含量的标准了。
可见马歇尔设计法确定最佳沥青含量，本来不像我国规范这么复杂。
鉴于空隙率VV每相差1%，沥青含量约相差0.4%，那么VV=3-5%范围值，沥青含量约有0.8%变化，因此以VV的范围值定沥青含量还谈不上最佳。
既然马歇尔设计法本来就是以VV=4%为基准，所以Superpave设计法就明确规定设计空隙率为4%，而不用范围值。
设计空隙率VV=4%，也不是Superpave法的首创，这实际是前人大量实践的共识。
它是依据以下各点得到的。
沥青混凝土空隙率
沥青混凝土空隙率0002早期破坏习惯上将早期破坏分为裂缝、修补和坑洞、变形、表面损坏及其他损坏，而水损坏则作为早期损坏现象单独讨论。
与国外早期破坏相比，我国的早期破坏出现得更早，许多仅为l-3年，即路面在设计寿命期前l/4至l/3期间内。
所发生的过早的各种形式的路面破坏，主要有车辙、开裂、卿浆、泛油、松散、坑槽等几种形式。
3空隙率空隙率是指压实沥青混合料试件内除矿料毛体积和有效沥青体积之外的间隙体积占试件毛体积的百分比，是沥青混合料各项体积指标中的核心，根据试件实测密度与最大理论密度比值求得。
yy=(1-P//Pz)x100，式中yy为试件空隙率，P/为试件实测密度，F2为沥青混合料理论最大密度。
空隙率是沥青混凝土性能的主要影响因素，它的大小与沥青混凝土的透水性、耐久性、高温稳定性和强度密切相关。
3.1空隙率与透水性的关系沥青混合料的空隙率是影响沥青路面透水性的主要因素，混合料空隙率越大，透水性也越大。
沥青混凝土的空隙率过大，降水容易透入结构层中，使沥青路面产生各种各样的水破坏。
zube(修比)专家的研究表明，密级配热拌沥青混凝土的空隙率约为8%时，路面的透水性很大。
Brown(布朗)、C011ins(柯林斯)等专家在美国乔治亚州对离析混合料的研究也表明，热拌沥青混凝土的空隙率小于8%时，混合料的透水性很小，空隙率大于约8%时，混合料的透水性增加很快。
国内最近研究表明，粗型密级配沥青混凝土路面的现场渗水性和现场空隙率的相关性较大，集料的最大公称尺寸对路面的渗水特性影响很大，大公称尺寸集料混合料路面的渗透性大，粗级配混合料明显比细级配混合料渗透性大，集料最大公称粒径在20mm以上时，路面空隙率大于5%，开始渗水过多。
3.2空隙率与耐久性的关系沥青混合料的耐久性主要体现在老化过程中，老化将导致混合料的脆性升高，韧性下降，过早出现疲劳开裂和其他形式破坏。
沥青在使用过程中受空气、紫外线、水的作用而老化，其原因可以归结为轻质油的挥发、氧化缩合、结构位阻硬化，所有这些变化都是在沥青直接接触空气的条件下发生的。
空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度在沥青混合料中的作用
空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度在沥青混合料中的作用1. 引言1.1 概述沥青混合料是道路施工中广泛使用的一种材料，它由矿料、沥青和其他添加剂组成。
在沥青混合料中，空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度是三个重要的参数，它们对混合料的性能产生着直接影响。
本文将详细探讨这些参数在沥青混合料中的作用及其影响因素。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先，在引言部分，我们将提供对本文内容进行概述。
然后，在第2节中，我们将详细介绍空隙率的定义、与沥青混合料性能之间的关系以及影响空隙率的因素。
接下来，在第3节中，我们将讨论矿料间隙率的定义、与沥青混合料性能之间的关系以及影响矿料间隙率的因素。
然后，在第4节中，我们将探究沥青饱和度的定义、对沥青混合料性能的影响以及影响沥青饱和度的因素。
最后，在结论部分，我们将总结空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度在沥青混合料中的作用及其影响因素，并展望未来相关研究方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度这些参数在沥青混合料中的作用。
通过对它们的定义、与混合料性能之间的关系以及影响因素的研究，我们将提供更加全面准确的理解，并为未来相关研究提供参考。
2. 空隙率的作用2.1 空隙率的定义空隙率是指沥青混合料中的孔隙部分在总体积中所占的比例。
它可以通过计算矿料与沥青混合料的实际密度和理论密度之差来确定。
空隙率是评价沥青混合料质量的重要指标，它直接影响着混合料的力学性能和工程性能。
2.2 空隙率与沥青混合料性能的关系空隙率对沥青混合料的性能有着重要影响。
首先，空隙率直接决定了混合料的密实度和稳定性。
高空隙率会导致混合料结构松散，稳定性较差，容易发生变形、剪切破坏等问题。
其次，空隙率也会影响混合料的耐水性能。
高空隙率下，水分更容易渗入到沥青混合料中，进而引起失效现象如龟裂、剥落等。
此外，空隙率还会严重影响沥青混合料的耐久性和抗老化能力。
2.3 影响空隙率的因素空隙率受多个因素的综合影响。
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沥青混合料空隙率的影响因素分析和施工控制
摘要：上世纪九十年代以来，我国的高等级公路发展迅速，目前高速公路占有量已经居于世界的领先地位，随着高等级公路的建设与发展，对路面层的沥青混合料路用性能的要求也越来越高。
本文通过对沥青混合料空隙率的影响因素进行分析，制定出相应的施工控制措施，降低沥青混合料空隙率，保证公路的质量，促进交通运输业的发展。
关键词：沥青混合料；影响因素；施工对策
Abstract: since the 1990 s, China’s rapid development of high grade highway, the occupancy of highway had become the world’s leading position, with the high grade highway construction and development, right road surface layer bituminous mixture of performance requirements more and more is also high. This article through to the asphalt mixture air void the influence factors of the analysis and work out the corresponding construction control measures, reduce asphalt mixture air void, ensure the quality of the highway, and promote the development of the transportation industry.
Keywords: asphalt mixture; Influencing factors; Construction strategies
集料密度对沥青混合料空隙率的影响
1、影响研究
分别使用三种不同密度的岩石集料，高密度的辉长岩，中密度的花岗岩，低密度的凝灰岩，加工成单粒径集料，用AH-70沥青在实验室配制出AC-16，GAC-16C,AK-16C三种级配混合料进行马歇尔实验。
将实验结果分别按三种集料密度和三种级配混合料，对空隙率VV与油石比B之间的关系进行线性回归分析：
VV=a－b B (1)
从中得到集料密度、混合料空隙率与油石比之间的关系：一种给定级配的混合料的空隙率，在沥青含量不变条件下，随着其所用集料密度的增大而减小，简称为DR1规律。
通过对AC-16和GAC-16C进行回归分析，得知上述回归公式（1）中的
斜率b和合成矿料平均有效相对密度之间存在线性递增关系，但是对于AK-16C 却没有类似的回归结果，但仍存在VV随相对密度的增大而减小的规律。
2、施工控制
集料的成本往往占沥青路面工程总造价的20％—30％，集料的使用既是一个经济问题，也个范围，就会引起各种质量问题的发生，因此，要针对密度不同的集料组成的混合料的不同空隙率特点，合理的控制沥青混合料的空隙率。
对于由低密度集料组成的混合料要克服高空隙率的倾向，由高密度集料组成的混合料则要克服低空隙率倾向，只有这样才能够满足路面耐久性对空隙率的要求，以达到控制空隙率的目的。
二、冻融循环对沥青混合料空隙率的影响
1、影响研究
原材料选用玄武岩碎石及石屑、河砂、石灰石矿粉、90＃重交通石油沥青，配制混合料时分级筛分，小于0.075mm全部用矿粉，0.075—4.75mm用砂及石屑，石屑与砂的比例为2:1，大于4.75mm的用碎石。
混合料级配设计：矿料的配合比是参照k法设计的，考虑到混合料应用与面层，因此最大粒径为13.2—16mm。
实验所用仪器设备有：冰柜：容积160L，最低温度可达-35（速冻），正常使用-20—-25，卡尺、天平、恒温水浴、试件盒（直径150mm，高100mm）等。
实验方法：试件为标准马歇尔试件，按规范规定的及时方法成型，两面各锤击75次，试件经饱和后在水中做冻融循环试验。
试验中测定试件的空隙率，按规范要求对空隙大吸水多的时间应用蜡封法测定密度，但封蜡会影响冻融，因此本试验全部试件均用表干法测密度，分别在0、5、12、16、20、25此冻融循环后重复测空隙率，共测6此，以上测定均在18—20饱水状态下进行。
通过上述试验，结果表明，沥青混合料的空隙率随冻融循环次数的增加而增大，基本呈直线关系，为进行比较，统一进行线性回归y=a+bx，各组试件的回归系数如下所示：
由上表可知，初始空隙率的大小对冻融循环后空隙率的变化有重大影响，基本是随着初始空隙率的增大，冻融循环后空隙率的变化也大，如果将级配分类，则此规律更明显，只有级配1反常，可能是由于其空隙率太小的缘故。
2、施工控制
由上述试验可知，不同级配的混合料空隙率不同，级配组成是影响空隙率大小的主要因素，所以，只有合理的级配产生明显的骨架与填充作用，才能够形成适当空隙率的混合料。
沥青混合料的空隙率随着冻融循环次数的增加而增大，所以，在公路施工过程中，一定要对冻融循环对沥青混合料的影响加以重视，尽可能的控制冻融循环的次数，保证将沥青混合料的空隙率维持在一个合理的范围之内，从而保证路面的施工质量，保证公路运输的正常进行。
温度对沥青混合料空隙率的影响
1、影响研究
高速公路沥青路面早期损坏以水损坏居多，这主要是因为沥青路面的空隙率过大，而导致沥青混合料空隙率过大的很大一部分原因是由于沥青混合料摊铺碾压施工时未能掌握好碾压温度，致使混合料的空隙率失去控制。
本实验采用马歇尔击实仪，除击实温度（成型温度）外，其它实验指标如下所示
对SMA16级配马歇尔试件双面各击实75次，同种沥青混合料的马歇尔试件制备4个，试件密度的测定采用水中重法，理论最大密度采用实测法。
对于每一种级配的具体实验过程都按照上表的要求对混合料进行加热、拌和，然后将混合料的温度降到或升到预先规定好的击实温度（成型温度），再用马歇尔击实仪进行击实，最后按规范要求测定马歇尔试件的空隙率。
由此可得测试结果为随着马歇尔试件击实温度（成型温度）的降低，空隙率均程上升趋势，并且最大空隙率与最小空隙率相差可达两倍多，同时，由于对于改性沥青混合料，当击实温度降至100℃，与碾压温度相差70℃左右时，此时的空隙率比碾压温度时的空隙率增加了3％左右。
由此可见，无论是改性沥青混合料还是基质沥青混合料，随着击实温度的降低，混合料的空隙率均有较大幅度的增加，而且改性沥青混合料空隙率增加比基质沥青混合料快，但在规定的及时温度时碾压，混合料的空隙率都变化不大，
2、施工控制
由上可知，无论是基质沥青混合料还是改性沥青混合料，击实温度（成型温度）对混合料的空隙率都有较大的影响，无论是我国传统的AC、AK类级配混合料还是国外的SMA、SHRP等级配混合料，其空隙率均受混合料的击实温度（成型温度）的影响。
所以，在进行沥青混合料的摊铺时，一定要空盒子好混合料的有效压实时间，在混合料降至最低允许碾压温度前完成沥青混合料路面的碾压，以保证路面的质量尽可能的少受到温度的影响，从而提高路面质量，促进交通运输的发展。
参考文献：
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。