GTM法設(shè)計(jì)在烏嘎一級公路瀝青下面層的應(yīng)用

高二利 邵先勝 李燕華

（內(nèi)蒙古交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司內(nèi) 蒙古呼和浩特 010000）

GTM法設(shè)計(jì)在烏嘎一級公路瀝青下面層的應(yīng)用

高二利 邵先勝 李燕華

（內(nèi)蒙古交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司內(nèi) 蒙古呼和浩特 010000）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，車輛超載化越來越嚴(yán)重，大大降低了瀝青路面使用壽命，縮短了路面的大、中修期，使得道路養(yǎng)護(hù)成本增加，為了更好地適應(yīng)交通量的迅速增加，超載嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)情況，需要改進(jìn)原設(shè)計(jì)的方法來提高其瀝青路面的路用性能。

GTM法；公路瀝青路面；應(yīng)用

1 GTM法設(shè)計(jì)瀝青混合料的優(yōu)點(diǎn)

（1）GTM機(jī)是1960年美國工程兵團(tuán)在模擬汽車荷載對路面實(shí)際作用過程中發(fā)明創(chuàng)造出來的，其原理采用的是在一定壓力作用下通過揉搓旋轉(zhuǎn)來成型試件，在試驗(yàn)成型過程不會對集料造成大的破碎，能夠更好地模擬汽車輪胎對路面的作用，以此原理設(shè)計(jì)出的瀝青混合料更符合道路的實(shí)際作用情況。（2）GTM法設(shè)計(jì)與路面實(shí)際狀況聯(lián)系更密切，使用GTM法設(shè)計(jì)瀝青混合料時,根據(jù)每條道路的情況選擇其對應(yīng)的瀝青混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度,充分考慮公路汽車行駛荷載的實(shí)際負(fù)荷情況,使其剪切應(yīng)力小于其設(shè)計(jì)的瀝青混合料抗剪強(qiáng)度，以及同時產(chǎn)生的應(yīng)變應(yīng)在可控范圍內(nèi),因此，瀝青路面及瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)更符合實(shí)際情況。

2 GTM設(shè)計(jì)瀝青混凝土技術(shù)指標(biāo)

（1）平衡狀態(tài)：GTM每轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)時，試件單位重量的變化小于等于0.016/cm3的狀態(tài)，達(dá)到平衡狀態(tài)時，壓實(shí)過程結(jié)束。（2）密度：指達(dá)到平衡狀態(tài)時，試件不發(fā)生塑性變形時對應(yīng)油石比的混合料密度。（3）穩(wěn)定值GSI的確定：旋轉(zhuǎn)壓實(shí)機(jī)的穩(wěn)定值GSI=最終旋轉(zhuǎn)角/中間最小旋轉(zhuǎn)角，是確定最佳用油量的重要指標(biāo)。（4）安全系數(shù)GSF的確定：GSF是試件剪切強(qiáng)度與混合料剪應(yīng)力的比值，CSF只有大于1.0才能保證路面不產(chǎn)生剪切破壞。（5）GTM法設(shè)計(jì)的瀝青混合料檢驗(yàn)指標(biāo)：是由動穩(wěn)定度、低溫彎曲應(yīng)變及凍融劈裂殘余強(qiáng)度比等組成。

3 工程實(shí)際應(yīng)用

烏嘎一級公路瀝青路面下面層采用AC-25瀝青混合料。各原材料產(chǎn)地為：粗集料和細(xì)集料及礦粉產(chǎn)地均為包頭市，瀝青為盤錦生產(chǎn)的AH-90瀝青，原材料滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

3.1 配合比設(shè)計(jì)

依據(jù)JTGF40-2004關(guān)于AC-25瀝青混合料的礦料級配范圍要求和各規(guī)格礦料篩分結(jié)果，通過計(jì)算機(jī)試算確定礦料配合比為10～30mm：10～20mm：5～10mm：3～5mm：0～3mm礦粉=26：24：15：6：28.5：0.5。

采用GTM方法確定最大油石比，GTM的工作參數(shù)為：1）試驗(yàn)成型模式按密度極限平衡狀態(tài)控制；2）垂直壓力為0.7MPa；3）成型溫度140℃～145℃。馬歇爾試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果見下表。

GTM試驗(yàn)結(jié)果如下：當(dāng)油石比為2.7%時，GSI為1.09，GSF 為1.34，當(dāng)油石比為3.0%時，分別1.17和1.3，油石比為3.3%為3.3時為1.16和1.34，油石比為3.6%分別為1.26和1.33，油石比為3.9%時，GSI和GSF分別為1.37和1.31。

由試驗(yàn)結(jié)果可以得到：（1）由穩(wěn)定度GSI與油石比關(guān)系可知，隨著油石比的增加，GSI呈增加趨勢，當(dāng)油石比大于3.3%時，GSI值發(fā)生急劇變化，表明瀝青混合料塑性變形過大，同時，當(dāng)瀝青混合料油石比大于3.3%時，其強(qiáng)度穩(wěn)定性參數(shù)GSF隨著油石比的變化成下降趨勢，而當(dāng)油石比在2.7%-3.3%，GSF值基本相等。（2）深入分析GTM試驗(yàn)各參數(shù)結(jié)果認(rèn)為，該AC-25瀝青混合料最大油石比確定為3.6%?？紤]到該工程所處的地區(qū)氣候、渠化交通以及施工控制等方面的特點(diǎn),建議該瀝青混合料的油石比范圍為3.3%～3.6%。

綜上，目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果為：10～30mm：10～20mm：5～10mm：3～5mm：0～3mm：礦粉=26：24：15：6：28.5：0.5，最佳油石比為3.4%。

3.2 AC-25瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果檢驗(yàn)

3.2.1 高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)檢驗(yàn)。采用3.4%的油石比制備車轍試件，并進(jìn)行混合料車轍試驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明，在油石比3.4%其動穩(wěn)定度滿足公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的大于1 000次/mm的要求。

3.2.2 水穩(wěn)定性試驗(yàn)檢驗(yàn)。采用最佳油石比3.4%制備GTM試件，并進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，其殘留穩(wěn)定度為92.9%，滿足規(guī)范中馬歇爾殘留穩(wěn)定不小于80%的要求。

4 結(jié)論

通過對GTM法設(shè)計(jì)瀝青混合料的優(yōu)點(diǎn)的詳細(xì)闡述，深入分析了該混合料設(shè)計(jì)方法的幾大指標(biāo)，結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，并對其進(jìn)行了相關(guān)檢驗(yàn)，得到了以下結(jié)論：（1）綜合分析論述了GTM設(shè)計(jì)瀝青混凝土技術(shù)的四個指標(biāo)：密度、穩(wěn)定值GSI、安全系數(shù)GSF；（2）隨著油石比的增加，GSI呈增加趨勢，當(dāng)油石比在2.7% -3.3%，GSF值基本相等，并深入分析GTM試驗(yàn)各參數(shù)結(jié)果認(rèn)為該瀝青混合料的油石比范圍為3.3%～3.6%；（3）本文進(jìn)行了高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性試驗(yàn)，對AC-25瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果檢驗(yàn)，均滿足規(guī)范要求，證明該方法科學(xué)合理。

高二利（1979.12—），男，內(nèi)蒙古包頭人，碩士研究生，現(xiàn)從事公路工程技術(shù)咨詢與研究。

U416

A

1003-5168(2014)04-0136-01