硬質(zhì)瀝青在G109國道白銀段的應(yīng)用及路用性能研究

張廷才 劉琪

（1甘肅省白銀公路局，甘肅 白銀 730900；2甘肅恒路交通勘察設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

隨著甘肅省交通量增長迅速，車輛的大型化，交通重載化加劇，同時我省地理氣候環(huán)境復(fù)雜，使得瀝青路面車轍病害也日益嚴重。瀝青針入度偏大、瀝青偏軟，是造成夏季路面抗車轍能力較低的主要因素[1]。改性瀝青路面有較好的抗車轍能力[2，3]，但因其成本較高，使得公路建設(shè)成本提高。硬質(zhì)瀝青擁有較低的針入度，對提高瀝青路面耐久性和高溫抗車轍能力有顯著效果[1]。但對硬質(zhì)瀝青的研究及應(yīng)用，多集中在中下面層，對上面層鋪設(shè)硬質(zhì)瀝青的研究較少，故上面層硬質(zhì)瀝青混合料路用性能的研究，對提高路面性能及降低建設(shè)成本有重要意義。

1 硬質(zhì)瀝青性能指標檢測

1.1 原材料

硬質(zhì)瀝青：本次施工應(yīng)用選用30#硬質(zhì)瀝青，性能指標均滿足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》[4]的技術(shù)要求。

1.2 性能指標

我國對硬質(zhì)瀝青的規(guī)范僅限于穩(wěn)定基層，隨著施工工藝及硬質(zhì)瀝青技術(shù)的進步，硬質(zhì)瀝青在路面工程中也有較多使用，目前在評價30＃硬質(zhì)瀝青性能時還需借鑒歐洲CEN和德國標準[3，5]，現(xiàn)將我國技術(shù)要求及試驗用30#硬質(zhì)瀝青技術(shù)指標檢測結(jié)果列于表1。

2 混合料設(shè)計及性能評價

2.1 混合料配合比設(shè)計

G109線白銀段硬質(zhì)瀝青試驗路段上面層AC13施工配合比設(shè)計嚴格依據(jù)JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》。配合比中各材料用量比例及混合料體積試驗結(jié)果如表2、表3和表4所示。

表1 我國30＃道路石油瀝青技術(shù)要求及試驗用30#硬質(zhì)瀝青技術(shù)指標試驗結(jié)果

依據(jù)配合比設(shè)計結(jié)果，對試驗段拌合樓進行生產(chǎn)配合比級配組合設(shè)計（同表3）熱料倉料、礦粉質(zhì)量比例及混合料體積試驗指標見表5。

表2 配合比各材料比例

表3 配合比設(shè)計級配

表4 配合比設(shè)計試驗體積參數(shù)及性能驗證結(jié)果

表5 瀝青混合料體積指標匯總表

表6 車轍試驗結(jié)果

表7 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果

表8 凍融劈裂試驗結(jié)果

2.2 瀝青混合料性能評價

為研究G109線白蘭段上面層30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料路用性能，分別通過車轍試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，驗證硬質(zhì)瀝青混合料的高溫性能及水穩(wěn)定性。

2.2.1 高溫性能-車轍試驗

將配合比設(shè)計的30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料，成型300mm×300mm×50mm的車轍板試件。試驗結(jié)果見表6。

在車轍試驗結(jié)果中，動穩(wěn)定度最大值為5800次/mm，最小值4695次/mm，平均5169次/mm，均遠大于規(guī)范要求中的≥4000次/mm，表明其具有較好的高溫性能，對夏季高溫車轍病害有很好的抑制作用。

2.2.2 水穩(wěn)定性-浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗

將按照配合比設(shè)計的30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料分別進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，試驗過程依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》[6]要求，結(jié)果如表7。表8。

根據(jù)浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果，30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料的空隙率在3%～5%之間，平均值為4.1%，較為密實，殘留穩(wěn)定度為89.3%，滿足規(guī)范要求的85%。在凍融劈裂試驗中，可以得出其凍融狀態(tài)下的平均劈裂強度為0.62MPa，未凍融狀態(tài)下的平均劈裂強度為0.79MPa，故得其凍融劈裂強度比為78%，滿足規(guī)范要求的不小于75%。

3 工程應(yīng)用研究

3.1 工程概況及施工方案

國道109線白銀段交通量大且重型車輛較多，該項目的應(yīng)用可重點檢驗重載交通條件下30#硬質(zhì)瀝青的路用性能。本次施工采用30#硬質(zhì)瀝青AC13型瀝青混凝土鋪筑G109白銀段上面層，試鋪段樁號為K1568+800-K1569+200，設(shè)計厚度為4cm，路幅寬度8.5m，集料取于白銀黑山溝。

拌合樓采用湖南三一LB2000型間歇式馬歇爾拌合樓，瀝青加熱溫度控制在185℃左右，碎石加熱溫度控制在190℃左右。確定按每盤3噸時纖維添加時間為12秒，在按4噸每盤時纖維添加時間為15秒。G109線硬質(zhì)瀝青試驗路段當天采用一臺福格勒SUP2100-3L型進行半幅攤鋪。瀝青混合料到達現(xiàn)場溫度為175℃，攤鋪溫度約為173℃。設(shè)定攤鋪速度4m/min，松鋪系數(shù)初設(shè)定為1.24。在試驗段攤鋪前，對熨平板進行了預(yù)熱，現(xiàn)場檢測熨平板表面溫度約為120℃。施工碾壓方案見表9。

表9 施工碾壓組合方案

3.2 應(yīng)用效果評價

從試驗段施工、室內(nèi)試驗及相關(guān)檢測結(jié)果來看，試驗段的整體效果較好，利于后期的深入研究并為硬質(zhì)瀝青在甘肅省的推廣應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資料。

4 結(jié)語

本文通過對G109線白銀段硬質(zhì)瀝青上面層試驗段的順利實施，對硬質(zhì)瀝青混合料上面層進行了動穩(wěn)定度、凍融劈裂及浸水馬歇爾等實驗，得出結(jié)論如下：

1）通過車轍試驗數(shù)據(jù)表明30#硬質(zhì)瀝青AC13混合料的動穩(wěn)定度在5169次/mm以上，高于規(guī)范要求的4000次/mm，高溫性能良好。

2）浸水馬歇爾試驗顯示，硬質(zhì)瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為89.3%；凍融劈裂強度比為78%，滿足規(guī)范要求，水穩(wěn)定性較好。

3）從試驗段施工、室內(nèi)試驗及相關(guān)檢測結(jié)果來看，試驗段的整體效果較好。