硬質(zhì)瀝青在G109國(guó)道白銀段的應(yīng)用及路用性能研究

張廷才 劉琪

（1甘肅省白銀公路局，甘肅 白銀 730900；2甘肅恒路交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

隨著甘肅省交通量增長(zhǎng)迅速，車(chē)輛的大型化，交通重載化加劇，同時(shí)我省地理氣候環(huán)境復(fù)雜，使得瀝青路面車(chē)轍病害也日益嚴(yán)重。瀝青針入度偏大、瀝青偏軟，是造成夏季路面抗車(chē)轍能力較低的主要因素[1]。改性瀝青路面有較好的抗車(chē)轍能力[2，3]，但因其成本較高，使得公路建設(shè)成本提高。硬質(zhì)瀝青擁有較低的針入度，對(duì)提高瀝青路面耐久性和高溫抗車(chē)轍能力有顯著效果[1]。但對(duì)硬質(zhì)瀝青的研究及應(yīng)用，多集中在中下面層，對(duì)上面層鋪設(shè)硬質(zhì)瀝青的研究較少，故上面層硬質(zhì)瀝青混合料路用性能的研究，對(duì)提高路面性能及降低建設(shè)成本有重要意義。

1 硬質(zhì)瀝青性能指標(biāo)檢測(cè)

1.1 原材料

硬質(zhì)瀝青：本次施工應(yīng)用選用30#硬質(zhì)瀝青，性能指標(biāo)均滿(mǎn)足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》[4]的技術(shù)要求。

1.2 性能指標(biāo)

我國(guó)對(duì)硬質(zhì)瀝青的規(guī)范僅限于穩(wěn)定基層，隨著施工工藝及硬質(zhì)瀝青技術(shù)的進(jìn)步，硬質(zhì)瀝青在路面工程中也有較多使用，目前在評(píng)價(jià)30＃硬質(zhì)瀝青性能時(shí)還需借鑒歐洲CEN和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)[3，5]，現(xiàn)將我國(guó)技術(shù)要求及試驗(yàn)用30#硬質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果列于表1。

2 混合料設(shè)計(jì)及性能評(píng)價(jià)

2.1 混合料配合比設(shè)計(jì)

G109線(xiàn)白銀段硬質(zhì)瀝青試驗(yàn)路段上面層AC13施工配合比設(shè)計(jì)嚴(yán)格依據(jù)JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。配合比中各材料用量比例及混合料體積試驗(yàn)結(jié)果如表2、表3和表4所示。

表1 我國(guó)30＃道路石油瀝青技術(shù)要求及試驗(yàn)用30#硬質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)試驗(yàn)段拌合樓進(jìn)行生產(chǎn)配合比級(jí)配組合設(shè)計(jì)（同表3）熱料倉(cāng)料、礦粉質(zhì)量比例及混合料體積試驗(yàn)指標(biāo)見(jiàn)表5。

表2 配合比各材料比例

表3 配合比設(shè)計(jì)級(jí)配

表4 配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)體積參數(shù)及性能驗(yàn)證結(jié)果

表5 瀝青混合料體積指標(biāo)匯總表

表6 車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果

表7 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

表8 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

2.2 瀝青混合料性能評(píng)價(jià)

為研究G109線(xiàn)白蘭段上面層30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料路用性能，分別通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，驗(yàn)證硬質(zhì)瀝青混合料的高溫性能及水穩(wěn)定性。

2.2.1 高溫性能-車(chē)轍試驗(yàn)

將配合比設(shè)計(jì)的30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料，成型300mm×300mm×50mm的車(chē)轍板試件。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

在車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果中，動(dòng)穩(wěn)定度最大值為5800次/mm，最小值4695次/mm，平均5169次/mm，均遠(yuǎn)大于規(guī)范要求中的≥4000次/mm，表明其具有較好的高溫性能，對(duì)夏季高溫車(chē)轍病害有很好的抑制作用。

2.2.2 水穩(wěn)定性-浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)

將按照配合比設(shè)計(jì)的30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料分別進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》[6]要求，結(jié)果如表7。表8。

根據(jù)浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果，30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料的空隙率在3%～5%之間，平均值為4.1%，較為密實(shí)，殘留穩(wěn)定度為89.3%，滿(mǎn)足規(guī)范要求的85%。在凍融劈裂試驗(yàn)中，可以得出其凍融狀態(tài)下的平均劈裂強(qiáng)度為0.62MPa，未凍融狀態(tài)下的平均劈裂強(qiáng)度為0.79MPa，故得其凍融劈裂強(qiáng)度比為78%，滿(mǎn)足規(guī)范要求的不小于75%。

3 工程應(yīng)用研究

3.1 工程概況及施工方案

國(guó)道109線(xiàn)白銀段交通量大且重型車(chē)輛較多，該項(xiàng)目的應(yīng)用可重點(diǎn)檢驗(yàn)重載交通條件下30#硬質(zhì)瀝青的路用性能。本次施工采用30#硬質(zhì)瀝青AC13型瀝青混凝土鋪筑G109白銀段上面層，試鋪段樁號(hào)為K1568+800-K1569+200，設(shè)計(jì)厚度為4cm，路幅寬度8.5m，集料取于白銀黑山溝。

拌合樓采用湖南三一LB2000型間歇式馬歇爾拌合樓，瀝青加熱溫度控制在185℃左右，碎石加熱溫度控制在190℃左右。確定按每盤(pán)3噸時(shí)纖維添加時(shí)間為12秒，在按4噸每盤(pán)時(shí)纖維添加時(shí)間為15秒。G109線(xiàn)硬質(zhì)瀝青試驗(yàn)路段當(dāng)天采用一臺(tái)福格勒SUP2100-3L型進(jìn)行半幅攤鋪。瀝青混合料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)溫度為175℃，攤鋪溫度約為173℃。設(shè)定攤鋪速度4m/min，松鋪系數(shù)初設(shè)定為1.24。在試驗(yàn)段攤鋪前，對(duì)熨平板進(jìn)行了預(yù)熱，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)熨平板表面溫度約為120℃。施工碾壓方案見(jiàn)表9。

表9 施工碾壓組合方案

3.2 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

從試驗(yàn)段施工、室內(nèi)試驗(yàn)及相關(guān)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)段的整體效果較好，利于后期的深入研究并為硬質(zhì)瀝青在甘肅省的推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資料。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)G109線(xiàn)白銀段硬質(zhì)瀝青上面層試驗(yàn)段的順利實(shí)施，對(duì)硬質(zhì)瀝青混合料上面層進(jìn)行了動(dòng)穩(wěn)定度、凍融劈裂及浸水馬歇爾等實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論如下：

1）通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料的動(dòng)穩(wěn)定度在5169次/mm以上，高于規(guī)范要求的4000次/mm，高溫性能良好。

2）浸水馬歇爾試驗(yàn)顯示，硬質(zhì)瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為89.3%；凍融劈裂強(qiáng)度比為78%，滿(mǎn)足規(guī)范要求，水穩(wěn)定性較好。

3）從試驗(yàn)段施工、室內(nèi)試驗(yàn)及相關(guān)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，試驗(yàn)段的整體效果較好。