防滑降噪瀝青路面配合比設計及耐久性研究

劉 威， 朱 琪， 姚 博，湯顯平

(中南林業科技大學 土木工程與力學學院，湖南 長沙 410004)

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防滑降噪瀝青路面配合比設計及耐久性研究

劉 威， 朱 琪， 姚 博，湯顯平

(中南林業科技大學 土木工程與力學學院，湖南 長沙 410004)

指出了南方多雨條件下的瀝青路面耐久性是一項重要指標。通過一系列室內試驗及分析研究，得到了級配條件為1#∶2#∶3#∶礦粉=50∶38∶8∶4，其中 0.075篩孔通過率約5%左右，2.36 mm與4.75 mm通過率只差宜小于10%，以便于施工控制。通過析漏與飛散試驗得到最佳油石比為5.0%。

耐久性；級配；篩孔通過率；油石比

1 引言

S103線是長沙至瀏陽的干線公路，為一條二級公路，現進行大修改造，加鋪瀝青路面。本項目結合瀏陽市S103大修改造工程，進行防滑降噪排水瀝青路面面層研究，上面層厚4 cm，擬采用中粒式OGFC-13。

2 設計及實驗依據

(1)《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006)；

(3)《公路工程集料試驗規程》(JTG E42-2005)；

(4)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTG E20-2011)。

3 原材料基本性能

瀝青采用中國石化SBS改性瀝青，集料采用江西與瀏陽交界處的石料廠提供的0～2.36 mm、2.36～4.75 mm、4.75～9.5 mm，9.5～13.2 mm四檔輝綠巖集料及石灰巖礦粉，經過試驗測試工程提供的石料均滿足我國規范對瀝青混合料集料質量的技術要求，其中所用輝綠巖的壓碎值和磨耗值分別為14.5%和15.3%，遠低于規范值[1]，且滿足上海市工程建設規范《道路排水性瀝青路面技術規范》中規定石料的壓碎值≤18%。可以看出本項目所用粗骨料的抗壓碎能力很高，需要合理的級配和優質的粘結材料瀝青來共同抵抗重載交通和高溫氣候的影響。

4 OGFC-13設計組配瀝青混合料試驗

我國通過研究美國、日本等對排水路面研究應用都較先進國家的設計方法，結合本國特點，制定了相應的規范。排水路面混合料的配合比設計采用馬歇爾試件的體積設計方法進行，并以空隙率作為配合比設計主要指標。

排水路面混合料配合比設計步驟為：①確定目標空隙率；②初試級配的確定；③初試瀝青用量計算；④滿足目標空隙率級配的確定及初試瀝青用量的確定；⑤確定最佳瀝青用量；⑥混合料性能檢驗。

4.1 目標空隙率的確定

為保證路面的排水性能和降低噪音效果，現今排水路面的目標空隙率普遍設定為15%～25%[2]。這次的目標空隙率設為16%和18%。

蔣大偉把車停在宏達公司門口,鄭馨突然又變卦了：我不想去了！蔣大偉吃驚地：你不想要錢了？鄭馨說：我不想見到那個主管！蔣大偉耐心地：是他們欠你的，你應該理直氣壯才是！鄭馨猶豫了一下，慢慢騰騰下了車。兩人走到傳達室門口，門衛問：你們找誰？蔣大偉努努鄭馨，鄭馨說：我找……組裝科主管王運豐。門衛拿起電話：王主管嗎？門口有人找你！一個女孩！叫什么名字？鄭馨猶豫了一下：鄭馨。門衛：她叫鄭馨,好好。門衛放下電話：王主管叫你到他辦公室去。

4.2 初試級配的確定

根據2.36篩孔通過率，配出三組不同的級配。選擇的初試級配必須符合表排水路面-13的要求[3]。根據已施工建成的咸陽機場高速排水路面的經驗，9.5 mm通過率小于60%也可。選擇初試級配的目的是在初試瀝青用量，確定滿足目標空隙率的合理級配。

4.3 初試瀝青用量的計算

初試瀝青用量是根據礦料表面吸附瀝青膜厚度確定的。影響級配礦料表面積的主要因素是級配中細料含量，所有粒徑大于4.75 mm篩孔的粗料對集料的表面積沒有大的影響。

4.4 確定滿足目標空隙率的礦料級配及初試瀝青用量

2.36 mm通過百分率是控制排水性混合料空隙率的重要因素。通過對三組不同級配擊實馬歇爾試件，用體積法計算出各種級配下混合料的空隙率。在確定礦料級配時，繪出2.36 mm通過率與空隙率的關系曲線，調整級配到目標空隙率對應的2.36 mm通過百分率，通過多個級配的對比，從而確定最終設計級配。

4.5 混合料性能檢驗

最佳設計級配和最佳瀝青用量確定以后，再進行馬歇爾試驗、謝倫堡析漏試驗、肯特堡飛散試驗、車轍試驗。

4.6 實驗確定的礦料級配組成

實驗確定的礦料級配組成如表1所示。

表1 排水路面礦料級配組成

5 瀝青混合料試驗

根據確定的級配和初始瀝青用量拌和制備瀝青混合料，分別進行謝倫堡析漏試驗和肯塔堡飛散試驗[4]，確定級配礦料的最佳瀝青用量。

5.1 馬歇爾試驗結果

制備兩組試件，每組4～6個，測定其馬歇爾各項指標，取平均值，結果流值為4.79，穩定度為8.4，均滿足要求；

5.2 其它試驗

按5.0%的油石比分別進行兩組試件的標準和浸水馬歇爾測試以及凍融劈裂試驗、浸水飛散試驗，取平均值。浸水馬歇爾試驗殘留穩定度為84.9，劈裂強度比為87.2%，飛散平均值為14.6%，均滿足規范要求。

5.3 高溫穩定性檢驗

按5.0%的油石比成型車轍板，測定其動穩定度指標，測試結果為3300次/mm，滿足動穩定度滿足規范不小于3000次/mm的技術要求。

6 結論與建議

(1)控制0.075篩孔通過率約5%左右，2.36 mm與4.75 mm通過率差值宜小于10% ，以便于施工過程控制。

(2)析漏與飛散試驗確定最佳油石比為5.0%。

(3)采用馬歇爾試件的體積設計方法進行，并以空隙率作為配合比設計主要指標，具有良好的設計效果。

[1]中華人民共和國交通部.JTG E42-2005，公路工程集料試驗規程[S].北京：中國標準出版社，2005.

[2]中華人民共和國交通部.JTG D50-2006，公路瀝青路面設計規范[S].北京：中國標準出版社，2006.

[3]交通部公路科學研究所.JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2005.

[4]交通部公路科學研究所.JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].北京：人民交通出版社，2011.

2016-07-30

土木工程應用技術“湖南省研究生培養創新基地資助項目”；湖南省交通科技計劃項目(編號：201303)

劉 威(1991—)，男，中南林業科技大學土木工程與力學學院碩士研究生。

U414

A

1674-9944(2016)18-0138-02