ATB-25配合比設計過程以及施工質量控制

摘要：北方低溫季節(jié)，半剛性基層往往在過冬期間引起的瀝青路面反射裂縫嚴重，而瀝青穩(wěn)定碎石（ATB）柔性基層具有良好的抑制反射裂縫能力，較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性備受廣大工程設計人員青睞；筆者結合實體工程，采用傳統(tǒng)馬歇爾設計方法進行瀝青穩(wěn)定碎石目標配合比設計；借助Superpave級配范圍控制點和限制區(qū)的理念來控制設計級配，采用骨架接觸度來評價及優(yōu)選級配；試驗路鋪筑過程中，由于瀝青穩(wěn)定碎石大粒徑集料混合料粗料較多細料少容易離析，不易壓實等施工困難，故從拌合、運輸、攤鋪和碾壓各環(huán)節(jié)提出了更嚴格的要求，來保證施工質量。

關鍵詞：瀝青穩(wěn)定碎石 配合比設計 施工控制

1、概述

在我國北方低溫季節(jié)，高等級瀝青路面建設過程中，半剛性基層由于低溫縮裂、濕度等引起的反射裂縫現(xiàn)象嚴重，有些一級公路路段裂縫間距不足10m，最大程度減少裂縫間距，延長瀝青路面使用壽命是目前道路設計者面臨的重要難題。瀝青穩(wěn)定碎石具有良好的抑制反射裂縫、較好的高溫穩(wěn)定性和水溫性能備受工程設計人員青睞；因此，內蒙某高速路面結構采用半剛性基層和柔性基層復合，作為主要承重結構層；上中下面層混合料采用AC密級配瀝青混合料作為主要類型。

2、目標配合比設計過程

2.1原材料

（1）集料。巖性為玄武巖，本次配合比設計中采用鑫悅碎石場生產(chǎn)的集料，0-5mm、5-10mm、10-20mm和20-30mm共四檔料。

（2）瀝青。采用進口韓國SK瀝青，各項指標均滿足規(guī)范要求。（3）礦粉。采用堿性石灰?guī)r磨制成的礦粉，各項指標均符合規(guī)范。

2.2級配設計

（1）設計原則

ATB-25稱瀝青穩(wěn)定碎石混合料，公稱粒徑較大，粗骨料較多，不同于常規(guī)的瀝青混凝土；設計空隙率一般為3%-6%之間，不超過8%；設計層次往往位于面層之下，半剛性基層之上，故各項設計指標指標比瀝青混凝土較低。

本項目中ATB-25混合料設計按照骨架密實結構的原則來進行，采用骨架接觸度作為級配評價指標，進一步優(yōu)選礦料級配提供基礎。借鑒美國Superpzve級配設計方法，“限制區(qū)”和“控制點”的思想，對目標設計級配進行檢驗并施工中進行級配控制。

目標設計級配范圍直接采用《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》推薦的級配范圍作為工程設計級配范圍，根據(jù)設計級配范圍，選擇粗、中和細三種級配，分別位于設計級配的上方、中值和下方，見表1。

表1工程設計級配范圍以及級配選擇

1號級配各檔料組成比例為：0-5mm：5-10mm：10-20mm：20-30mm：礦粉=31%：8%：18%：41%：2%；

2號級配各檔料組成比例為：0-5mm：5-10mm：10-20mm：20-30mm：礦粉=27%：6%：22%：43%：2%；

1號級配各檔料組成比例為：0-5mm：5-10mm：10-20mm：20-30mm：礦粉=24%：5%：20%：49%：2%

根據(jù)表1配比，按照初試瀝青油石比3.6%進行馬歇爾試驗，試驗結果匯總表2。

表2不同級配初選結果匯總

（2）級配優(yōu)選

借鑒國外已有研究，瀝青混合料的礦料級配可以通過粗集料的嵌擠狀況來評價；本次配合比設計采用表征粗集料嵌擠狀況的物理參數(shù)SSC來評價上述級配，認為SSC>80%的混合料嵌擠狀況比較理想的。

①粗集料搗實密度測定。

②計算混合料中13.2mm以上粗集料的密度。計算公式如下

（2）

式中：

表3 SSC計算結果

根據(jù)表2和表3實驗結果，級配2的骨架接觸度較為理想，并結合實際經(jīng)驗，選擇2號級配作為目標控制級配。

2.3油石比確定。

按照初定的2號級配，從3.0%，3.3%，3.6%，3.9%，4.2%變化五個不同的油石比，按照規(guī)程要求，計算瀝青混合料各項體積和力學指標，匯總結果見表4

表4瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25馬歇爾試驗結果匯總

2.4油石比驗證

根據(jù)試驗結果確定目標配比設計最佳油石比為3.8%。按照最佳油石比3.8%進行各項馬歇爾試件參數(shù)的驗證，驗證結果見表5。

表5最佳油石比下各項指標

2.5路用性能驗證

在瀝青混合料的礦料級配達到相應所技術要求后，必須進行瀝青混合料的性能檢驗，各項性能驗證結果見表6、表7。

①車轍試驗

表6動穩(wěn)定度試驗結果

②浸水馬歇爾試驗

表7殘留穩(wěn)定度試驗結果

通過各項路用性能驗證試驗，該級配組成的瀝青混合料滿足工程設計的各項要求。

3、結語

本次研究通過尋求級配控制指標和馬歇爾指標理想的結合點，并通過輔助以先進的施工技術措施來保證路面具有密水及耐久的優(yōu)點。本次研究的試驗段在施工后經(jīng)過現(xiàn)場檢測驗收，質量良好。

綜上所述，結合工程實際對ATB-25目標配合比在內蒙高速公路上的應用進行了研究，研究了ATB-25瀝青混合料的礦料級配優(yōu)選設計方法。通過試驗分析得到以下一些結論:

（1）采用SSC的參數(shù)可以分析瀝青混合料中集料的嵌擠情況，可以有效的進行ATB-25的礦料級配優(yōu)選；

（2）通過優(yōu)選得到的ATB-25的礦料級配，其瀝青混合料的性能檢驗結果達到了相應的技術要求，符合設計文件的要求；

參考文獻：

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