排水性瀝青混合料配合比設計及調整

■賀 強，卜小娟，楊曉強，寇含強

■1．四川省遂寧市交通運輸局工程質量監督處，四川 遂寧 629000;2．四川省遂寧市交通運輸局公路管理局，四川 遂寧629000;3．交通運輸部公路科學研究院，北京 100088

排水性瀝青路面具有抑制路面濺水、提高抗滑性能、降低交通噪聲等功能，實現路面功能的前提是建設出高標準的排水路面［1］。在鹽靖高速公路排水性瀝青路面大修工程中，采用復合工程技術要求的高粘度改性瀝青、粗集料、礦粉和纖維，高粘度改性瀝青由SBS改性瀝青和高粘度添加劑制備而成。為保證工程的施工質量，還需從排水性瀝青混合料的設計角度，采取合理的設計方法進行配合比設計。

1 目標配合比設計

礦料級配選擇是排水性瀝青混合料目標配合比設計的首要步驟，本工程中根據集料加工工藝和集料組成特點初選三組不同粗細的礦料級配(見表1)。高粘度改性瀝青用量的確定可根據經驗確定，通常排水性瀝青混合料的最佳瀝青用量在4．5% ～5．5%，通過析漏試驗控制最大瀝青用量和飛散試驗控制最小瀝青用量，并結合工程的實際情況，最終確定目標配合比設計的最佳瀝青用量［2］。本工程中對三組級配分別以 3．8%、4．3%、4．8%、5．3% 、5．8% 五組油石比進行析漏試驗和飛散試驗測試，在參考析漏損失率絕對指標的基礎上，結合鹽靖高速公路的地理位置、環境及PAC-13排水降噪瀝青路面上面層結構特點確定最佳瀝青用量(油石比)。

表1 排水性瀝青混合料級配及最佳油石比

為保證排水性瀝青路面的質量，礦料級配的選擇必須基于其路用性能的測試結果［3］。室內試驗對三組級配的排水性瀝青混合料的析漏損失、飛散損失、馬歇爾殘留穩定度、凍融劈裂強度比、動穩定度、低溫最大彎拉應變、滲水系數等路用性能指標進行了測試，測試結果表明三組級配的排水性瀝青混合料的各項性能指標均能滿足《江蘇省鹽靖高速公路2014年排水路面專項治理工程方案設計》的技術指標要求，但A級配排水性瀝青混合料的動穩定度和飛散損失率指標均最優。考慮排水性瀝青路面對空隙率和高溫穩定性的要求，最終選擇A級配作為本次工程目標配合比的級配。此外，A級配析漏損失率的絕對指標偏小，考慮到瀝青用量對排水性瀝青路面耐久性的影響，擬將A級配目標配合比的最佳油石比提升到5．0%，并通過路用性能試驗進行具體驗證，驗證結果表明最佳油石比為5．0%的A級配排水性瀝青混合料具有更好的低溫抗裂性和抗飛散性能。

2 生產配合比設計

排水性瀝青混合料的生產配合比設計是基于拌合廠原材料的組成和目標配合比的級配要求進行的調整設計［4］。在進行生產配合比設計前，應根據《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)的要求從拌和樓熱料倉取樣進行篩分。生產配合比由篩分結果計算礦料配合比，并使合成級配與目標配合比設計級配基本一致，同時對拌和樓熱料倉取出的集料進行了密度試驗，最終確定的生產合成級配(見表2)。根據生產配合比選定的級配曲線，以目標配合比最佳油石比4．8%上下浮動0．3%，即4．2%、4．5%、5．1%進行瀝青混合料謝倫堡析漏損失和肯塔堡飛散損失試驗，根據瀝青混合料謝倫堡析漏損失曲線圖中的拐點作為最大油石比，瀝青混合料肯塔堡飛散損失曲線圖中的拐點作為最小油石比，結合鹽靖高速公路的地理位置、環境及PAC-13排水降噪瀝青路面上面層結構特點，將本次生產配合比最佳油石比確定為4．9% 。

表2 PAC-13生產配合比設計的級配及最佳油石比

為確定生產配合比下排水性瀝青混合料的性能，還需按照選定的級配和最佳油石比成型試件，對馬歇爾殘留穩定度、凍融劈裂強度比、車轍、滲水系數等性能指標進行測試和驗證，測試結果表明排水性瀝青混合料的各項性能指標均能滿足工程施工的技術要求。

3 生產配合比調整

排水性瀝青混合料的生產應根據目標配合比的要求，控制關鍵指標0．075mm、4．75mm、9．5mm 通過量，遵循在拌合站按照冷料比例與熱料倉比例平衡的原則，經過反復調試(現場試鋪)，最終確認生產配合比比例［5］。本工程中，設計確定的生產配合比確定為:礦粉:0～3mm∶6mm ～11mm∶11 ～16mm=5∶9∶41∶45，纖維0．1%，油石比4．8%，在經過3次現場試鋪后，最終調整為礦粉:0～3mm∶6mm～11mm∶11mm～16mm=4∶10∶45∶41，纖維 0．05%，油石比 4．8%。為確保排水性瀝青路面的施工質量，在排水性瀝青路面試鋪時，還需對排水性瀝青混合料的礦料級配、瀝青用量、馬歇爾穩定度、空隙率、動穩定度、飛散損失率等指標進行測試，測試結果見表3。

表3 排水性瀝青混合料室內試驗測試

由表3可知，排水性瀝青混合料的各項性能指標均能滿足工程施工技術要求，表明該工程排水性瀝青混合料具有良好的水穩定性、高溫穩定性和抗飛散性能，將其用于鹽靖高速公路排水性瀝青路面大修工程，能夠確保其具有良好的路用性能和耐久性。

4 結論

排水性瀝青路面具有顯著的排水、降噪功能，作為重要的功能性路面結構在許多國家得到大規模的應用，在2014年交通運輸部公路司批準同意編制《排水路面設計與施工技術細則》后，我國排水性瀝青路面的大規模應用即將開始。配合比設計作為排水性瀝青路面應用的基礎，有必要在實際工程應用的經驗和教訓的基礎上逐漸完善。在鹽靖高速公路大修工程中，根據原材料的級配組成確定粗細不同的礦料級配，并分別確定最佳瀝青用量，再根據析漏損失率的絕對指標和路用性能指標確定排水性瀝青混合料的級配，完成目標配合比設計。在目標配合比設計結果的基礎上，結合拌和樓熱料倉集料的篩分情況，初定生產配合比，根據工程試鋪的情況和路用性能指標對初定生產配合比進行調整，最終確定生產配合比，并就最終生產配合比的排水性瀝青混合料的路用性能指標進行驗證。

［1］周長學．排水性瀝青路面在道路工程中的應用［J］．交通世界(建養機械)，2012(9):257-259．

［2］文旭卿，唐國奇，郭燕．永武高速公路排水降噪瀝青混合料的配合比設計及應用［J］．公路與汽運，2013(3):90-93．

［3］廖衛東，徐建明，王奎．排水性瀝青路面在漢十高速公路養護工程中的應用［J］．建材世界，2011，32(4):29-33．

［4］張鋒，李林波，李玉龍．大孔隙排水性瀝青路面配合比設計與實施［J］．公路工程，2008，33(2):111-113．

［5］劉俊龍，馬德林，張乾功．排水性瀝青混凝土路面OGFC-13配合比設計［J］．公路，2009(6):163-167．