國際F2 級賽道專用瀝青混凝土配合比研究

李風(fēng)莉

（武漢市保障性住房投資建設(shè)有限公司，湖北 武漢 430000）

引言

國際F2 級賽道賽車場賽道路面設(shè)計結(jié)構(gòu)中上面層為4 cm 厚SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖加聚酯纖維混凝土，瀝青選用SBS（I-D）改性瀝青，聚酯纖維摻加量0.3%為宜，壓實度大于98%，不平整度不超過±3 mm 每4 m。

目前國內(nèi)尚無針對國際F2 級賽道專用瀝青混凝土的行業(yè)或地區(qū)計價定額，基于其對瀝青、石料、聚酯纖維等主要原材料的特殊要求，其路面專用瀝青混凝土配合比缺項。為此，首先在借鑒了國內(nèi)外同級別賽道的設(shè)計和施工經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，基于我國高速公路修筑經(jīng)驗，提出了適合于國際F2 級賽道路面的技術(shù)指標(biāo)和要求。

通過對玄武巖、礦粉、瀝青等原材料試驗測定相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)[1-3]，采用水洗法篩分試驗進行瀝青混合料配合比設(shè)計計算[4-8]。綜合試驗結(jié)果和實際施工經(jīng)驗，基于《湖北省市政工程消耗量定額及全費用基價表》（2018 版）[9]，對國際F2 級賽道所采用的專用瀝青混凝土的配合比進行研究，最后針對國際F2 級賽道路面的特性，選擇了相應(yīng)的專用瀝青混凝土的配合比以保證賽車車道工程的質(zhì)量。

1 國際F2 級賽道專用瀝青混凝土配合比分析

按照《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）[10]中的試驗要求檢測計算粗集料的表觀相對密度、毛體積相對密度、含泥量、吸水率，細集料的表觀相對密度、砂當(dāng)量，礦粉的相對密度、篩分、親水系數(shù)等參數(shù)；按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011）[11]中的試驗要求檢測改性瀝青的針入度、延度、軟化點、密度等指標(biāo)，并進行瀝青混合料配合比設(shè)計計算。

按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）[12]、《公 路 瀝 青 路 面 設(shè) 計 規(guī) 范》（JTG D50-2017）[13]要求，通過馬歇爾試驗、車轍試驗、凍融劈裂試驗、浸水馬歇爾試驗、肯塔堡飛散試驗和謝倫堡瀝青析漏試驗等方法確定瀝青混合料最佳油石比。

1.1 原材料試驗結(jié)果

（1）粗集料、細集料、礦粉試驗結(jié)果見表1、表2、表3。

表1 粗集料試驗結(jié)果

表2 細集料（0～3 mm）試驗結(jié)果

表3 礦粉試驗結(jié)果

（2）改性瀝青（SBS I-D）試驗結(jié)果見表4。

表4 改性瀝青（SBS I-D）試驗結(jié)果

1.2 瀝青混合料配合比設(shè)計

采用水洗法篩分試驗進行瀝青混合料的級配設(shè)計計算，配合比參數(shù)按照粗集料（11～18 mm）：粗集料（6～11 mm）：粗集料（3～6 mm）：細集料（0～3 mm）：礦粉=35%：34%：7%：14%：10%進行計算，符合規(guī)范要求級配范圍，計算結(jié)果見表5。繪制瀝青混合料級配設(shè)計曲線圖，見圖1。

圖1 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料級配設(shè)計曲線

表5 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料級配設(shè)計計算

1.3 確定瀝青混合料最佳油石比

（1）試件成型

根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計，初步確定的最佳油石比為6.4%，油石比按6.1%、6.4%、6.7%制備3 組試件，按規(guī)定雙面擊實50 次的方法成型。

（2）馬歇爾法最佳油石比確定

采用表干法測定馬歇爾試件的相應(yīng)參數(shù)，試驗結(jié)果見表6。

表6 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料馬歇爾試驗結(jié)果

（3）SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料車轍試驗

根據(jù)SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料馬歇爾試驗所確定的油石比與試件毛體積密度計算出車轍試驗材料用量，將拌合溫度控制在185 ℃、成型溫度控制在175 ℃制作試件并進行車轍試驗，試驗結(jié)果見表7。

表7 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料車轍試驗結(jié)果

（4）SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料浸水馬歇爾試驗及凍融劈裂試驗

A.浸水馬歇爾試驗：準(zhǔn)備規(guī)定溫度的恒溫水槽，將試件在水槽中恒溫保溫48 h，其他試驗步驟同馬歇爾試驗方法，試驗結(jié)果見表8。

表8 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果

B.凍融劈裂試驗：制作凍融劈裂試件，按照雙面擊實50 次成型，測得SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料空隙率為3.4%，飽水率為78.3%，凍融劈裂殘留強度比92.6%。

（5）肯塔堡飛散試驗

試驗溫度為20 ℃，將馬歇爾試件浸泡20 h，采用洛杉磯磨耗試驗機進行飛散測試旋轉(zhuǎn)次數(shù)為300次，同等實驗條件下試驗3 次，試驗結(jié)果見表9。

表9 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料肯塔堡飛散試驗結(jié)果

（6）謝倫堡瀝青析漏試驗（燒杯法）

試驗溫度為185±2 ℃，將混合料保溫1h 后進行析漏測試，同等實驗條件下試驗4 次，試驗結(jié)果見表10。

表10 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料謝倫堡瀝青析漏試驗結(jié)果

1.4 SMA-13 Speedway 改性瀝青玄武巖（加聚酯纖維）混合料配合比設(shè)計結(jié)論

上述試驗結(jié)果符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中相關(guān)技術(shù)要求，配合比設(shè)計參數(shù)為：

（1）粗集料（11～18 mm）：粗集料（6～11 mm）：粗集料（3～6 mm）：細集料（0～3 mm）：礦粉=35%：34%：7%：14%：10%。

（2）最佳油石比：6.4%。

（3）添加0.3%聚酯纖維。

2 結(jié)論

根據(jù)對瀝青、粗集料、細集料、礦粉等設(shè)計及實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合實際施工經(jīng)驗，基于《湖北省市政工程消耗量定額及全費用基價表》（2018 版），提出國際F2 級賽道路面所采用的專用瀝青混凝土配合比建議，詳見表11。

表11 國際F2 級賽道路面所采用的專用瀝青混凝土配合比建議