大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM-30)柔性基層

摘 要:隨著城市交通量的不斷增加，瀝青路面的早期破壞也越來(lái)越嚴(yán)重，為解決路面的抗車轍能力和排水功能，這里簡(jiǎn)單介紹大粒徑透水性瀝青混合料在這些方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)設(shè)計(jì)LSPM-30配合比，逐步認(rèn)識(shí)其特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，并將在未來(lái)的城市道路中加以應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:大粒徑瀝青混合料基層

中圖分類號(hào):U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(b)-0050-02

引言

濟(jì)南市改建、新建城市道路基層主要結(jié)構(gòu)形式是以石灰穩(wěn)定類和水泥穩(wěn)定類為主的半剛性基層，其整體強(qiáng)度高、板體性好，使瀝青路面具有較高的承載能力，而且材料容易獲得，技術(shù)成熟，經(jīng)濟(jì)性好，對(duì)提高道路的整體水平起到重要作用。但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，會(huì)出現(xiàn)不同程度的損害，必須進(jìn)行改造，以恢復(fù)路面的使用功能，可也不能避免反射裂縫及無(wú)法排水的缺陷，使鋪筑的路面重新面臨早期損害的可能。由于半剛性基層的收縮裂縫及引起的反射裂縫難以避免，材料的致密性無(wú)法排出瀝青層和反射裂縫中深入的水分，水分的積存造成基層表面的沖刷、唧漿及瀝青混合料的水損害。經(jīng)過(guò)大量研究證明，采用大粒徑透水性瀝青混合料能夠有效地防止發(fā)射裂縫的發(fā)生，并且能夠排出路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分。另外大粒徑透水性瀝青混合料具有較高的模量和抵抗變形的能力，可以直接用于舊路補(bǔ)強(qiáng)或新建路的結(jié)構(gòu)層中，縮短道路的封閉交通時(shí)間，且很好地解決城市公交車道的車轍問(wèn)題。

大粒徑透水性瀝青混合料對(duì)于我們而言是個(gè)全新的路面材料，從設(shè)計(jì)理念、級(jí)配組成、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)到人員水平、設(shè)備都有別于普通瀝青混合料，為此我們專門邀請(qǐng)了一些專家為我們做技術(shù)指導(dǎo)，并搜集了相關(guān)資料，認(rèn)真仔細(xì)地研究學(xué)習(xí)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析總結(jié)，略有所悟。

1 前期工作

結(jié)合城市道路急需解決的路面問(wèn)題，通過(guò)學(xué)習(xí)山東省交通廳公路局發(fā)布的《大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM)柔性基層設(shè)計(jì)與施工指南》，我們確定了以下幾個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo):(1)能抵抗較大的塑性和剪切變形，承受重載交通的作用，具有較好的抗車轍能力，提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性。(2)有良好的排水功能，及時(shí)排出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分。(3)有較大的粒徑和較大的空隙，有效地減少反射裂縫。(4)提高工程施工速度，減少設(shè)備投入，降低工程造價(jià)。(5)選擇LSPM-30為研究對(duì)象，可以更好的利用當(dāng)?shù)卦牧线M(jìn)行生產(chǎn)。

2 材料設(shè)計(jì)

2.1 材料要求

為消除材料臟、粉塵多、針片狀顆粒含量高、級(jí)配不規(guī)格、材料混摻等現(xiàn)象，我們?cè)诹蠄?chǎng)自建石料粉碎機(jī)將不同料場(chǎng)的材料重新加工分類儲(chǔ)存，避免了因?yàn)橘|(zhì)量、規(guī)格參差不齊，導(dǎo)致生產(chǎn)的混合料外觀質(zhì)量變化大，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生離析等情況，使實(shí)際級(jí)配與配比設(shè)計(jì)相符。

2.1.1 粗集料

LSPM-30為單一粒徑骨架嵌擠型混合料，9.5mm以上粗集料比例在70%左右，粗集料在LSPM中起到骨架作用，其質(zhì)量和物理性能將影響到混合料的使用性能，因此所用粗集料必須是堅(jiān)硬的巖石，具有良好的顆粒性狀，針片狀含量不超過(guò)15%，壓碎值不大于20%，與瀝青粘附性不低于5級(jí)，必要時(shí)采取抗剝落措施，以保證混合料達(dá)到水穩(wěn)定性指標(biāo)要求，其余指標(biāo)應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中對(duì)熱拌瀝青混合料集料的要求。

2.1.2 細(xì)集料

LSPM-30采用反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)的石屑作為細(xì)集料，經(jīng)過(guò)篩選小于2.36mm的部分棱角性為45%，砂當(dāng)量值70%，滿足了技術(shù)要求的棱角性必須大于42%、砂當(dāng)量值不小于65%的要求。

2.1.3 填充料

LSPM-30為透水性瀝青混合料，經(jīng)歷水的浸泡和沖刷頻率高，為了提高混合料的抗水損害能力，填充料采用干燥的生石灰粉，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r試驗(yàn)滿足Ⅲ級(jí)要求，如表1，2所示。

2.1.4 瀝青膠結(jié)料

為保證LSPM-30的耐久性，混合料需要比較厚的瀝青膜，但又必須防止混合料的析漏，因此使用了黏度較高的MACⅡ改性瀝青作為膠結(jié)料，如表3所示。

2.2 級(jí)配設(shè)計(jì)

(1)按照《大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM)柔性基層設(shè)計(jì)與施工指南》中推薦的LSPM-30級(jí)配范圍及設(shè)計(jì)方法，根據(jù)上面所得到的各集料密度參數(shù)進(jìn)行集料比例和混合料合成級(jí)配的試配，由設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并最終確定，如表4所示。

(2)確定級(jí)配后進(jìn)行混合料成型試驗(yàn)，以確定最佳瀝青用量。根據(jù)指南及LSPM設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，選定三個(gè)瀝青含量:2.5%、3.0%、3.5%。混合料成型方法采用大型馬歇爾擊實(shí)儀，成型試件的密度測(cè)定用計(jì)算法，采用各集料的有效密度計(jì)算最大理論密度，從而得到混合料的空隙率。瀝青膜厚度的計(jì)算根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)中的公式進(jìn)行，如表5，6，7所示。

(3)通過(guò)析漏與飛散試驗(yàn)綜合考慮確定最佳瀝青含量，試驗(yàn)步驟根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ052-2000)進(jìn)行，具體數(shù)據(jù)，如表7所示。

(4)LSPM-30最佳瀝青用量由空隙率、瀝青膜厚度、析漏與飛散試驗(yàn)來(lái)確定，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與瀝青含量繪制圖表中，根據(jù)符合空隙率要求的瀝青含量范圍，滿足瀝青膜厚度以及析漏飛散試驗(yàn)的瀝青用量，綜合考慮設(shè)計(jì)空隙率及經(jīng)濟(jì)情況，可確定最佳瀝青用量是3.3%。

3結(jié)語(yǔ)

(1)受設(shè)備及人員技術(shù)的限制，為保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，在設(shè)計(jì)LSPM-30配合比時(shí)，有些試驗(yàn)我們進(jìn)行了委托。(2)對(duì)于LSPM-30瀝青混合料我們還只是處于實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)階段，尚未在城市道路中開(kāi)始應(yīng)用，其效果有待于實(shí)鋪后試驗(yàn)測(cè)定。

參考文獻(xiàn)

[1]山東省交通廳公路局主編.大粒徑透水性瀝青混合料(LSPM)柔性基層設(shè)計(jì)與施工指南，2005年12月24日.

[2]交通部公路科學(xué)研究所主編.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)，2005年01月01日實(shí)施.

[3]交通部公路科學(xué)研究所主編.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程(JTG E42-2005)，2005年08月01日實(shí)施.

[4]交通部公路科學(xué)研究所主編.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052-2000)，2000年10月01日實(shí)施.