輝綠巖瀝青混凝土AC-13C路用性能試驗(yàn)研究

馮 曉 萍

(北京順通公路交通技術(shù)咨詢有限責(zé)任公司，北京 101101)

輝綠巖瀝青混凝土AC-13C路用性能試驗(yàn)研究

馮 曉 萍

(北京順通公路交通技術(shù)咨詢有限責(zé)任公司，北京 101101)

結(jié)合廣西百色至靖西高速公路的實(shí)際情況，對(duì)輝綠巖和玄武巖的化學(xué)組成、基本性能，瀝青基本性能，配合比設(shè)計(jì)和瀝青混凝土AC-13C路用性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果說明：在廣西這樣嚴(yán)重缺乏玄武巖集料的地區(qū)，用當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的輝綠巖作為瀝青混凝土的粗集料會(huì)大大降低工程造價(jià)，縮短施工工期，給當(dāng)?shù)貛磔^高的經(jīng)濟(jì)效益。

輝綠巖，瀝青混凝土，路用性能，對(duì)比試驗(yàn)，經(jīng)濟(jì)效益

0 引言

我國《推動(dòng)共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動(dòng)》中對(duì)廣西提出：廣西要形成21世紀(jì)海上絲綢之路與絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶有機(jī)銜接的重要門戶。為實(shí)現(xiàn)“一帶一路”這一愿景，在百色打通聯(lián)系東盟另一通道，廣西投資建設(shè)了百色至靖西高速公路，在建設(shè)中高速公路瀝青混凝土路面上面層常用的玄武巖集料在百色沒有料源，最近的料源在貴州清巖鎮(zhèn)，相距500多千米，而百色市田東縣的輝綠巖儲(chǔ)量很大，用輝綠巖代替玄武巖用于瀝青路面上面層，作為瀝青混凝土粗集料經(jīng)驗(yàn)，既能就地取材，節(jié)約成本，又能減少運(yùn)距，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

百色至靖西高速公路路面結(jié)構(gòu)上面層為4 cm細(xì)粒式密級(jí)配SBS改性瀝青混凝土抗滑表層AC-13C,根據(jù)JTG D50—2006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范、JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范對(duì)瀝青混凝土面層用粗集料技術(shù)要求：粗集料應(yīng)干燥、潔凈，無風(fēng)化、無雜質(zhì)，表面粗糙，并且具有抗滑性和耐磨性。圍繞該問題，就輝綠巖和玄武巖進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。

1 輝綠巖的化學(xué)組成

輝綠巖是一種基性淺成侵入巖，主要由鐵、鋁硅酸鹽組成，顏色呈深灰、灰黑色，主要由輝石和基性長石(與輝長巖成分相當(dāng)?shù)臏\成巖類)組成，輝綠巖是上等的建筑材料。廣西田東的輝綠巖大部分呈灰綠色，小部分呈黑灰色，其化學(xué)成分見表1。

2 輝綠巖的基本性能試驗(yàn)

依據(jù)JTG E42—2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程對(duì)田東輝綠巖和青巖鎮(zhèn)玄武巖的基本性能進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表1 輝綠巖化學(xué)成分表

表2 廣西田東輝綠巖和貴州青巖鎮(zhèn)玄武巖基本性能試驗(yàn)結(jié)果

1)根據(jù)JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求，要求路面上的面層的粗集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用優(yōu)良及與瀝青粘附性好的粗集料。從表2可以看出：輝綠巖的壓碎值、磨耗值、磨光值、針片狀顆粒含量指標(biāo)均優(yōu)于玄武巖，說明廣西輝綠巖堅(jiān)硬、耐磨、抗滑性能及抗壓碎能力良好，其他性能也都能滿足。吸水率方面玄武巖較大，這可能與玄武巖含有大量空隙有關(guān)。以上指標(biāo)證明輝綠巖用作瀝青混凝土面層的粗集料是可行的。

2)輝綠巖、玄武巖與瀝青的粘附性等級(jí)只能達(dá)到4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，這就可能會(huì)造成路面水毀的后果。為了提高輝綠巖以及瀝青的粘附性，百靖高速路面面層采取添加水泥的辦法。水泥購買方便且細(xì)度較好，本工程采取礦粉水泥對(duì)半添加，用量各為2%，確保工程質(zhì)量。

3 瀝青混合料性能檢驗(yàn)

1)瀝青混合料組成設(shè)計(jì)及最佳瀝青用量。

為了對(duì)比輝綠巖集料與玄武巖集料的瀝青混凝土的影響，試驗(yàn)采用AC-13C,殼牌SBS改性瀝青，集料分別是輝綠巖、玄武巖及粗集料選用輝綠巖，細(xì)集料選用石灰?guī)r三種情況。試驗(yàn)用礦粉在現(xiàn)場生產(chǎn)，水泥采用華潤水泥，分別進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性試驗(yàn)，熱穩(wěn)定性試驗(yàn)和低溫彎曲試驗(yàn)。

對(duì)輝綠巖、玄武巖1號(hào)(16 mm～9.5 mm)、2號(hào)(9.5 mm～4.75 mm)、3號(hào)(4.75 mm～3.26 mm)、4號(hào)(2.36 mm～0 mm)料，石灰?guī)r的4號(hào)(2.36 mm～0 mm)料以及礦粉進(jìn)行了篩分，根據(jù)結(jié)果按級(jí)配要求進(jìn)行合成(見表3)，然后按目標(biāo)配合比的試驗(yàn)方法確定最佳瀝青用量結(jié)果見表4。

表3 AC-13C的級(jí)配

表4 三種組合的最佳瀝青用量

2)瀝青混合料性能檢驗(yàn)。

a.瀝青混合料高溫穩(wěn)定性。

為了提高百靖高速公路的高溫穩(wěn)定性，按照J(rèn)TG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定，采用輪碾法(T0703—2011)制作300 mm×300 mm×50 mm的試件，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果比較

從表5可以看出，輝綠巖瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度優(yōu)于玄武巖瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度，同時(shí)滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求的不小于2 800次/mm，也能滿足設(shè)計(jì)不小于4 000次/mm的要求，證明輝綠巖用作瀝青混凝土上面層粗集料也是可行的。

b.瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

百靖高速公路所處屬于潮濕區(qū)，有必要對(duì)其水穩(wěn)性進(jìn)行驗(yàn)證。按照J(rèn)TG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程的規(guī)定制作馬歇爾試件進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)或凍融劈裂試驗(yàn)，用瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度或凍融劈裂強(qiáng)度比是否滿足要求來評(píng)價(jià)其水穩(wěn)定性。其試驗(yàn)結(jié)果比較見表6，表7。

表6 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果比較 %

從表6浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比情況來看，輝綠巖瀝青混凝土的殘余穩(wěn)定度為99.3%，也滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范不小于85%的要求。

表7 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果比較

從表7凍融劈裂強(qiáng)度比的試驗(yàn)結(jié)果來看，均滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范不小于80%的要求。

總之，輝綠巖作為瀝青混凝土上面層的粗集料是沒有問題的。

c.瀝青混合料的低溫抗裂性。

百靖高速公路所處冬溫區(qū)，按照J(rèn)TG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程的要求，進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果比較

從表8結(jié)果可以看出，輝綠巖作為瀝青混凝土上面層的粗集料也是沒有問題的。

4 結(jié)語

1)輝綠巖作為瀝青混凝土上面層的粗集料是可行的，輝綠巖瀝青混凝土在馬歇爾試驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性方面都優(yōu)于玄武巖，只有低溫抗裂性不及玄武巖瀝青混凝土，但都滿足規(guī)范要求。

2)對(duì)于百色地區(qū)，完全可以用輝綠巖替代玄武巖作為瀝青混凝土上面層的粗集料。

3)細(xì)集料用石灰?guī)r在水穩(wěn)定性方面要好,還能節(jié)約成本,所以細(xì)集料采用石灰?guī)r。

[1] 許志鴻，蔡 氧.輝綠巖與玄武巖的路用性能比較[J].上海公路，2003(4)：71-72.

[2] JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 沙慶林.多碎石瀝青混凝土SAC系列的設(shè)計(jì)與施工實(shí)用指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[4] JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[5] 李志剛，鄧學(xué)鈞，洪 峰.高速公路瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)模型的探討[J].公路交通科技，2000(5)：46-47.

The test research on the road performance of diabase asphalt concrete AC-13C

Feng Xiaoping

(BeijingShuntongHighwayandTransportTechnologyLimitedLiabilityCompany,Beijing101101,China)

Combining with the actual situation of Guangxi Baise to Jingxi highway, this paper made contrast test to the chemical composition of diabase and basalt, basic performance, asphalt basic properties, mix ratio design and asphalt concrete AC-13C road performance, the results showed that: in Guangxi such a serious lack of basalt aggregate area, used the locally produced diabase as asphalt concrete coarse aggregate would greatly reduce the engineering cost, shorten the construction period, brought higher economic benefits to the local area.

diabase, asphalt concrete, road performance, test result, economic benefit

2015-03-25

馮曉萍(1970- )，女，工程師

1009-6825(2015)16-0109-03

U214.75

A