金丽温高速公路沥青上面层混合料级配的施工控制.doc

金丽温高速公路沥青上面层混合料级配的施工控制
郝建国 韩永林
(山西省交通建设工程监理公司)
摘要：根据浙江南部地区高温时间长，雨水多的气候的特点，要保证沥青路面上面层密水和良好的抗滑性，以及长久的使用寿命，通过室内试验和试验段实际施工，对材料质量作了有效控制，并对级配进行调整设计，提高了路面工程质量。
关键词：高速公路 沥青混凝土路面 级配。

一、前言
随着交通事业的飞速发展，高速公路成为主要交通道路。由于高速公路上车速快，车辆栽重大，要修好沥青路面对我们高速公路建设者就提出了更高的要求，以便能使高速公路具有长入的使用寿命和良好的平整度，且造价低，抗滑安全性好。
我们在浙江金丽温高速公路沥青砼路面建设过程中，根据当地雨水多（年平均降水1370mm），气温高等特点（7月平均气温28.7℃），从原材料控制，级配设计调整，来达到沥青路面上面层防渗水，热稳定性好和抗滑性能好的要求，保证路面使用寿命和行驶安全。
二、原材料选择
2.1沥青材料
沥青主要作用是把矿料骨架稳定粘结成一整体，碾压后形成一定的强度。设计要求上面层沥青为SBS改性沥青，SBS沥青具有高温稳定性好，低温抗裂性好，耐老化等特点，是面层优先选用的沥青。根据浙江南部气候情况，同济大学吕伟民教授建议适当调整SBS改性沥青部分指标标准（见表一），而不是简单的照搬规范标准。
2-2矿料
沥青砼的矿料主要是组成骨架结构，起支承荷载作用。矿料包括粗集料、细集料、矿粉填料。沥青路面上面层粗集料要求强度要高，耐 磨性好，形状规则富有棱角。通过对多材料试验检测，我们确定面层材料为玄武岩质的9.5-13.2mm，4.5-9.5mm，0-4.75mm碎石，矿粉
表1 SBS改性沥青技术要求
技术标准
建议标准
实测值
针入度25℃（0.1mm）min
15℃
30℃
延度5℃（cm）min
软化点（℃）min
运动粘度135℃（Pas）max
弹性恢复25℃（%）min
针入度比25℃（%）min
50-60
——
——
20
65
3
70
65
53.8
21.8
86.0
26
72.8
1.663
92
73

表2 粗集料技术性能
技术指标
标准值
实测值
石料压碎值%
洛杉机磨耗值%
视密度g/m3
吸水率%
对沥青的粘附性

细长扁平状含量%
石料磨光值（BPN）
矿粉亲水系统
石屑砂当量%
≯30
≯28
≮25
≯2
≮4级

≯15
≮42
≯1
≮60
12.1
22.7
2.732 2.718
0.4 0.2
5级（掺抗剥落剂）
3.42 3.92
47.6
0.59
79.53

用石灰石粉。各材料主要指标和筛分结果见表
2、3。

三、混合料级配设计调整
3．1设计级配的调整
原设计沥青混凝土上面层级配类型为AC-13I型。这一级配范围较宽，设计配合比时按中值试验，但实际施工级配上下波动大，影响沥青混凝土质量。
更重要的是高速公路上面层必须保证良好的抗滑性，而路面的纹理构造与沥青混合料的级配类型有直接关系，AC-13I型级配密水较好，但由于细料较多，路面铺好通车后，可能形成光面，抗滑性能不好。要兼顾密水和抗滑性两个要求，建议调整级配，以改善路面的宏观构造，达到即防渗水又抗滑的要求。同济大学吕伟民教授提出建议级配见表4

表3 集料通过百分率(%)
筛孔尺寸
9.5-13.2
4.75-9.5
0-4.75
矿粉
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
100
70.3
4.5
0.1
0

100
81.6
1.4
0

100
96.0
74.4
48.4
25.2
8.5
3.9
0.6

100
81.0

表4 上面层建议级配
16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
上限100 100 86 58 40 28 22 18 14 8
下限100 95 68 42 26 16 12 9 7 4
中值100 97.5 77 50 33 22 17 13.5 10.5 6
3.2室内集料组成及混合料配合比试验
根据所备材料各档集料筛分结果,调整各档集料比例,又得出三种级配的混合料矿料级配A级配B级配C见表5.

表5 通过下列筛孔百分率(%)
级配
类型 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
AC-13I
中值 100 97.5 79 58 44.5 32.5 24 17 12 6
级配A100 95.2 71.8 56.4 45.2 32.2 20.6 12.3 10.0 6.8
级配B100 95.0 77.1 45.9 36.8 26.4 17.1 10.4 8.6 5.9
级配C100 95.0 81.0 54.8 35.5 25.3 18.5 13.5 10.0 5.2

级配A在AC-13I中值左右，级配B通过4.75mm以下筛孔的百分率在AC-13I下限左右，级配C在AC-13I中值和修改级配中值之间。
三种级配室内试验最佳油石比和马歇尔试验技术指标见表6：

表6 三种级配沥青混合料技术性能
级配 油石比 空隙率 稳定度 流值 残留稳 沥青饱
类型 （%） （%） （kn）（0.1mm）定度（%）和度（%）
级配A 4.9 3.7 13.8 37.1 93.5 71.3
级配B 5.2 4.1 13.5 37.5 92.3 72.6
级配C 5.2 3.9 15.0 39.7 96.4 73.9
注：表干法计算空隙率
3-2三种级配沥青混凝土试验段
通过室内试验确定三种级配的沥青混合料配合比，根据施工方案确定铺筑三段试验段以理论和实际相结合，论证实际成品那种级配类型更有利于工程质量和施工控制。三种级配的沥青混凝土试验段，施工方案和控制方法均相同，三段试验检测结果见表7、表8。

表7：抽提筛分结果
级配 通过下列筛孔的百分率（%）
类型 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
A1 100 92.8 79.7 49.7 31.2 21.7 15.5 11.0 8.7 5.2
A2 100 95.2 82.5 57.2 34.9 23.6 16.1 10.8 8.9 5.8
B1 100 95.8 82.3 55.1 35.2 24.8 18.2 13.0 9.6 4.9
B2 100 93.4 81.0 53.3 34.3 24.6 17.9 13.4 10.1 5.1
C 100 97.9 78.6 53.3 33.1 24.4 18.2 13.5 11.5 6.2

表8 三种级配类型试验段各指标检测结果
级配 马歇尔技术指标
类型 密度 空隙率 稳定 流值 现场空 压实度
(/m3) (%) 度(kn) (0.01mm)隙率(%) (%)
A1 2.383 5.2 12.42 39.2 7.8 97.3
A2 2.420 3.7 13.9 38.3 6.2 97.4
B1 2.407 3.9 15.0 39.7 6.3 97.6
7.0 96.8
B2 2.411 3.8 14.8 39.1 6.3 97.4
5.9 97.8
C 2.397 4.3 12.7 36.4 6.6 97.6
注：表干法计算空隙率
级配A沥青混合料检测结果，A1为路边缘的沥青混合料抽提筛分结果，粗骨料偏多，A2为路中央抽提筛分结果，细料偏多，且施工现场和室内试验矿料级配波动较大，试验段辗后表面看中央表面密实，两边表面粗糙，空隙率相差较大，表明混合料摊铺时离析比较严重。
级配B级配波动不大，施工混合料离折不明显，各检测指标相对稳定，辗压后表面纹理构造均匀，现场空隙率变化不大，施工容易控制。
级配C和级配B相似。
三段试验段试验和检测结果分析，沥青混合料上面层施工过程中要保证矿料级配稳定匀，所确定的设计级配范围应保证施工中级配范围不会波动太大，故应适当缩小级配范围，在建议级配中值和下限范围内，沥青混合料离折不明显，有利于施工控制。
通过适当调整级配，改善表面构造，增大纹理深度，还能满足现场空隙率不大于8%的要求，这样可达到上面层密水与抗滑性的双控，也可达到室内和施工过程中级配的统一。通过室内和试验段检测分析，我们确定路面面层大面积施工的矿料级配范围列如表9，并将级配和建议级配列于图1以作比较。

表9 施工控制级配范围
级配 通过下列筛孔百分率（%）
范围 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
上限100 100 85 58 45 33 24 20 16 8

下限100 95 70 48 30 20 15 10 8 4

级配的控制对我们以后的施工起到了很好的效果，试验检测各项指标均符合要求，且偏差不大，现场抽样试验结果如表10、11。高速公路通车近一年，经观察和检测，面层没有因上面层的破坏而发生裂缝、变形等情况。

表10 抽提筛分汇总
通过下列筛孔百分率（%）
16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
最大值100 97.9 85.1 57.3 37.5 28.6 20.3 14.1 11.1 6.1
最小值100 93.4 76.1 48.0 29.5 20.1 14.0 10.1 8.0 4.2
平均值100 95.4 81.1 52.9 33.2 23.6 16.8 11.8 9.6 5.2
标准差 1.23 2.03 2.88 2.21 1.92 1.38 1.04 0.77 0.51

表11 混合料现场抽样试验
空隙率 稳定度 流值 压实度 现场空隙率
（%） （kn） （mm） （%） （%）
最大值 5.2 15.0 42.9 99.4 8.1
最小值 3.8 11.7 34.1 95.4 5.4
平均值 4.5 12.95 38.81 98.1 6.65
标准差 0.39 0.91 1.88 0.952 0.81

四：结论
1、浙江地区雨水多，气温高且延续时间长，高速公路沥青路面设计要考虑密水又要考虑抗滑性和抗车辙变形能力。
2、原规AC-13I级配不能满足抗滑要求，对它进行合理的调整是非常必要的。
3、为了保证施工时尽可能少发生离析，还应根据材料和设备等情况，确定具体的级配控制范围。

参考文献：
1、吕伟民.《沥青混合料设计原理与方法》
上海：同济大学出版社，2001.1
2、公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）
北京：人民交通出版社,1994

作者简介：
郝建国：
韩咏林：