AC-16C粗型密級(jí)配瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

丁海波

（廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司，廣東 廣州 511431）

AC-16C粗型密級(jí)配瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)用研究

丁海波

（廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司，廣東 廣州 511431）

隨著我國(guó)高速公路里程突破13萬公里，高速公路的性能要求不斷提高，公路運(yùn)輸中車輛荷載越來越大，車流量增多，路面早期損壞頻繁發(fā)生。文章結(jié)合云浮至陽江高速公路羅定至陽春段（羅陽高速公路）特點(diǎn)，從施工和路用性能兩個(gè)方面對(duì)AC-16C瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了分析。

高速公路；瀝青混合料；配合比設(shè)計(jì)；車輛荷載；車流量

羅陽高速公路屬于粵西北交通干道，交通量大，汕湛共線重載車多，尤其是重載車緊急剎車時(shí)產(chǎn)生的剪應(yīng)力較大，要求路面材料的抗剪切強(qiáng)度高，抗變形能力強(qiáng)、耐久性和穩(wěn)定性好，從瀝青混凝土類型的選擇、集料選擇和混合料級(jí)配設(shè)計(jì)著手，提高面層抗滑能力，同時(shí)考慮該地區(qū)歷史最高氣溫在33.4℃以上，歷史最低氣溫在－1.8℃，路面瀝青混凝土的最高使用溫度可達(dá)到65℃～70℃，對(duì)瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性和低溫性能提出了較高的要求。夏季溫度高，高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，降雨較多，交通量大，為了提高抗高溫車轍能力和抗水損害能力，上面層瀝青混合料選用AC-16C粗型密級(jí)配作為工程設(shè)計(jì)的礦料級(jí)配。

1 AC-16C配合比設(shè)計(jì)

1.1 主要原材料

1.1.1 瀝青：AC-16C瀝青混合料瀝青采用殼牌SBS改性瀝青。

表1 殼牌SBS（I-D）改性瀝青檢測(cè)指標(biāo)

1.1.2 集料原材料。

第一，粗集料：采用封開變質(zhì)砂巖碎石，與瀝青有較好的粘附性，為5級(jí)；壓碎值為11.5%，吸水率為0.32%。

第二，細(xì)集料：0～3mm機(jī)制砂。第三，抗剝落劑：P.C32.5R水泥。第四，填料：石灰石礦粉。

1.2 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

1.2.1 AC-16C礦料級(jí)配試配。

第一，經(jīng)過AC-16C礦料級(jí)配試配，設(shè)計(jì)3組粗細(xì)不同的級(jí)配曲線，使繪制的設(shè)計(jì)級(jí)配線分別位于工程級(jí)配范圍的上方及中值之間。試驗(yàn)結(jié)果見表2：

表2 不同種級(jí)配比例及通過率

根據(jù)試驗(yàn)選擇適宜的油石比，分別制作馬歇爾試件，測(cè)定VMA值，試驗(yàn)結(jié)果見表3：

表3 不同級(jí)配馬歇爾試件檢測(cè)結(jié)果

初選空隙率為4.3%作為目標(biāo)空隙率，選定級(jí)配2測(cè)定VMA值接近要求的級(jí)配作為工程設(shè)計(jì)級(jí)配。

1.2.2 馬歇爾試驗(yàn)及確定最佳瀝青用量（或油石比）。

第一，選定AC-16C上面層瀝青混合料礦料合成級(jí)配見表4、表5、圖1。

表4 選用礦料摻配比例

表5 合成級(jí)配

圖1 礦料級(jí)配設(shè)計(jì)曲線圖

第二，根據(jù)熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，取五種不同的瀝青油石比（油石比分別為3.6%、4.1%、4.6%、5.1%、5.6%）分別進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)成型試件，并進(jìn)行了瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)，確定目標(biāo)配合比的最佳瀝青油石比，試驗(yàn)結(jié)果見表6：

表6 不同油石比馬歇爾試件的馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)

考慮本路段是炎熱多雨及重載交通高速路段，可能產(chǎn)生較大車轍，選定AC-16C上面層瀝青混合料最佳瀝青用量為4.45%。該瀝青用量下馬歇爾各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，選定最佳瀝青用量時(shí)的粉膠比為1.37，有效瀝青含量4.22%，有效瀝青膜厚度為9.41μm。見表7、表8：

表7 目標(biāo)配合比比例

表8 目標(biāo)配比馬歇爾試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

1.3 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

采用阿斯泰克5000型瀝青拌和站生產(chǎn)，按選定的目標(biāo)配合比各材料用量進(jìn)行上料（瀝青、礦粉和水泥不上料），經(jīng)拌和樓加熱烘干二次篩分后，取各熱料倉（4#倉12～18mm，3#倉7～12mm，2#倉4～7mm，1#倉0～4mm）集料進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3.1 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。

第一，AC-16C瀝青混合料礦料合成級(jí)配結(jié)果見表9、圖2。

表9 AC-16C瀝青混合料礦料合成級(jí)配結(jié)果

圖2 生產(chǎn)配合比礦料級(jí)配曲線

第二，生產(chǎn)配合比根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳瀝青用量OAC、OAC±0.3%（油石比分別為4.36%、4.66%、4.96%）分別進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)成型試件，進(jìn)行瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量，試驗(yàn)結(jié)果見表10：

表10 不同油石比生產(chǎn)配合比馬歇爾試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)

表11 生產(chǎn)配合比比例

1.3.2 生產(chǎn)配合比檢驗(yàn)。生產(chǎn)配合比試驗(yàn)結(jié)果見表12：

表12 生產(chǎn)配合比馬歇爾檢測(cè)指標(biāo)

2 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證

在正式大面積施工前，選擇400m試驗(yàn)路段進(jìn)行生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證，試驗(yàn)段鋪筑后，經(jīng)過取芯，進(jìn)行芯樣切割，截面比較理想，骨料分布均勻，顆粒嵌擠較好。見圖3所示：

圖3

表13 試驗(yàn)段馬歇爾指標(biāo)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

表14 試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

從檢測(cè)結(jié)果來看，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，施工過程中沒有明顯離析現(xiàn)象，容易壓實(shí)成型，施工質(zhì)量容易控制。

3 結(jié)語

（1）通過試驗(yàn)路檢測(cè)鉆芯取樣切割結(jié)果，表明AC-16C粗型密級(jí)配瀝青混合料中的粗集料形成了很好的骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，達(dá)到了配合比設(shè)計(jì)級(jí)配曲線要求；（2）通過室內(nèi)試驗(yàn)、試驗(yàn)路段鋪筑及后續(xù)大面積路面鋪筑，證明AC-16C瀝青混合料配合比具有良好的路用性能；（3）在夏季溫度高、高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、降雨較多、交通量大的廣東地區(qū)，該配合比確?？垢邷剀囖H能力和抗水損害能力，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)該配合比同時(shí)滿足滲水與抗滑兩方面的路用性能，值得在夏季炎熱多雨的地區(qū)進(jìn)行推廣。

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

[2]公路規(guī)程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E20-2011）[S].

[3]公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）[S].

[4]黃維蓉、楊東來、劉濤．瀝青路面材料與施工技術(shù)[M]．北京：人民交通出版社，2013.

[5]沙慶林．高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象與預(yù)防[M]．北京：人民交通出版社，2001.

[6]廣東交通運(yùn)輸廳．廣東瀝青施工指南（試用）[S]．2010.

[7]朱紅娟，劉濤，黃興．瀝青混合料級(jí)配控制[J]．廣東公路交通，2009，（2）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）

U417

1009-2374（2017）07-0062-03

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.030

丁海波（1986-），男，黑龍江五大連池人，廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司路橋工程師。

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