隨著中國(guó)公路交通的不斷發(fā)展，瀝青碎石同步封層施工工藝在各等級(jí)公路的新建和養(yǎng)護(hù)工程中被廣泛應(yīng)用。在同一時(shí)間內(nèi)灑(撒)布瀝青和碎石，可以讓兩者具有較大的表面裹附強(qiáng)度，使瀝青路面具有良好的防水性、防滑性、耐磨性和耐久性。

　　封層所用碎石的形狀為較復(fù)雜，多為不規(guī)則多面體顆粒，表面布滿各種條紋、溝槽、凹坑與微孔瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。通過取芯對(duì)封層過的路面進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)一些碎石凸出的棱角部分與瀝青有結(jié)合的痕跡，這是由于碎石表面粘有石粉，不利于瀝青與碎石的粘合。當(dāng)熱瀝青與碎石接觸時(shí)，由于碎石的溫度較低，熱瀝青表面的溫度迅速下降，瀝青的粘度增大，很難浸潤(rùn)到碎石表面的條紋、溝槽、凹坑與微孔內(nèi)與其粘合。

　　通過增大瀝青、碎石的粘結(jié)面積與粘結(jié)牢度(即增大瀝青對(duì)碎石的表面裹附強(qiáng)度)是進(jìn)一步提高瀝青路面路用性能的方法。采用瀝青預(yù)裹覆碎石進(jìn)行封層施工可以克服以上缺陷，提高封層質(zhì)量。

　　預(yù)裹覆碎石的瀝青用量與碎石顆粒的表面積及瀝青膜的厚度有直接關(guān)系。但是，由于封層用碎石的形狀為較復(fù)雜，其表面積無法用常規(guī)方法計(jì)算。本文從球體在容器內(nèi)的空間性質(zhì)入手，進(jìn)行單一粒徑碎石在容器內(nèi)的空間性質(zhì)研究，找出切入點(diǎn)，引入“當(dāng)量球”法來研究以前用常規(guī)方法不能計(jì)算碎石表面積的問題并作出結(jié)論，以備施工參考。

　　瀝青預(yù)裹覆碎石

　　領(lǐng)取優(yōu)惠

　　所謂瀝青預(yù)裹覆碎石，即是將封層用碎石顆粒表面預(yù)先浸潤(rùn)粘結(jié)一層極薄瀝青膜。在進(jìn)行瀝青碎石同步封層施工時(shí)，瀝青與碎石的結(jié)合就變?yōu)闉r青與瀝青的結(jié)合，大大提高了瀝青對(duì)碎石的裹附強(qiáng)度。因此，瀝青碎石同步封層施工推薦優(yōu)先選用瀝青預(yù)裹覆碎石作為封層用材料。

　　瀝青預(yù)裹覆碎石所用瀝青為熱瀝青或乳化瀝青，所用設(shè)備為拌和樓或預(yù)裹覆專用設(shè)備。乳化瀝青可以常溫下使用，安全、節(jié)能、環(huán)保方面的特性突出，因此已有乳化瀝青生產(chǎn)設(shè)備的施工方會(huì)優(yōu)先選擇用乳化瀝青預(yù)裹覆。液態(tài)瀝青有滲透力強(qiáng)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有少數(shù)施工方嘗試把液態(tài)瀝青作為碎石預(yù)裹覆材料使用。

　　瀝青預(yù)裹覆碎石特性分析

　　球體總體積

　　相同容積容器內(nèi)各放滿不同直徑球體，球體為并排排布。容器的長(zhǎng)、寬、高都是60mm，分別放置直徑為20、15、10、5mm的球體。

　　容器內(nèi)放置了27個(gè)球，容器內(nèi)放置了64個(gè)球，容器內(nèi)放置了216個(gè)球，容器內(nèi)放置了1728個(gè)球，每個(gè)容器內(nèi)球體總體積都是113040mm3。

　　設(shè)任一容器為空腔六方體，長(zhǎng)為a，寬為b，高為c。

　　得出結(jié)論：相同容積內(nèi)分別放滿不同直徑球體，球體總體積相同;球體總體積約占容器容積的52.33%，與球體直徑大小無關(guān)。

　　球體總表面積

　　得出結(jié)論：相同容積內(nèi)放滿不同直徑球體，球體總表面積不同，且與球體直徑成反比。

　　碎石顆?？傮w積

　　空隙率為一定體積碎石中空隙所占體積與總碎石體積的比值，用η表示。

　　(1)測(cè)量桶容積VZ≈7.76。(2)測(cè)量方法。將單一規(guī)格碎石裝入量桶內(nèi)(自然狀態(tài)、不可搖晃墩實(shí))，裝滿后刮平。用量杯向桶內(nèi)快速加水，加至與量桶上平面持平為止(放到水平臺(tái)上觀察)。記錄加入水的體積，并計(jì)算石堆的空隙率。(4)測(cè)量結(jié)果分析。

　　根據(jù)數(shù)據(jù)差異分析可知，2號(hào)料加水測(cè)量數(shù)據(jù)偏小，原因是有少量小粒徑碎石存在，并占據(jù)了水的空間位置。

　　可知，碎石在容器內(nèi)的空間性質(zhì)非常接近球體在容器內(nèi)的空間性質(zhì)。碎石真實(shí)體積平均占測(cè)量桶容積的52.49%。如剔除2號(hào)料后，碎石真實(shí)體積平均占測(cè)量桶容積的52.35%，更加接近球體占容器容積的百分比。因此，單一粒徑碎石的計(jì)算問題可以簡(jiǎn)化為球體計(jì)算。

　　碎石總表面積分析

　　單位體積內(nèi)單一粒徑碎石總表面積可按球體計(jì)算。不同規(guī)格粒徑碎石應(yīng)有其各自對(duì)應(yīng)的當(dāng)量球，取每一種碎石粒徑范圍的中值作為當(dāng)量球的直徑。

　　當(dāng)實(shí)際使用碎石的粒徑大部分在公稱粒徑范圍下限或上限的極端情況下，當(dāng)量球直徑必須相應(yīng)地做出適當(dāng)調(diào)整。

　　碎石預(yù)裹覆瀝青用量分析

　　瀝青預(yù)裹覆碎石的瀝青用量直接與碎石顆粒的表面積和瀝青膜的厚度有關(guān)。

　　瀝青膜厚度的確定

　　瀝青預(yù)裹覆碎石，應(yīng)能均勻地覆蓋碎石全表面，并堆積在一起互不粘結(jié)。按以下步驟進(jìn)行裹覆試驗(yàn)。

　　(1)試驗(yàn)用材料為粒徑10~15mm的單一粒徑碎石和瀝青含量為23%的乳化瀝青。當(dāng)乳化瀝青的瀝青含量過高時(shí)，不容易裹覆均勻;過低時(shí)，由于乳化液較多，碎石表面不易將其全部吸附。建議選用瀝青含量為25%左右的乳化瀝青。同時(shí)乳化瀝青與碎石配伍性要好。

　　(2)試驗(yàn)用設(shè)備、工具及儀器儀表包括：烘箱、電吹風(fēng)機(jī)、手動(dòng)套篩、電子稱、裹覆桶、量杯、有刻度的吸管以及料盤若干。

　　(3)裹覆試驗(yàn)結(jié)果。瀝青與碎石的油石比(純?yōu)r青與碎石的質(zhì)量比)為2.5‰~3.0‰。

　　當(dāng)碎石的比重取1.5，瀝青的比重取1.0時(shí)，每立方米碎石需用瀝青3.75~4.50L。瀝青預(yù)裹覆碎石瀝青膜厚度t的計(jì)算如下。

　　瀝青用量的確定

　　根據(jù)瀝青預(yù)裹覆碎石瀝青膜厚度值和單位體積單一粒徑碎石的總表面積，就可以計(jì)算出單位體積(m3)單一粒徑碎石預(yù)裹覆所用瀝青量。

　　用瀝青含量為23%的乳化瀝青，粒徑為5~10mm單一粒徑碎石進(jìn)行預(yù)裹覆驗(yàn)證，結(jié)果測(cè)得油石比為4.20‰~5.00‰，與上述計(jì)算結(jié)果吻合。證明用當(dāng)量球方法來計(jì)算單位體積容器內(nèi)單一粒徑碎石的總表面積，進(jìn)而計(jì)算其瀝青用量是可行的，而且結(jié)果是可使用的。焦作瀝青