Superpave高性能瀝青混合料在貴州干線公路中的應用實踐

彭小蕩，李海雁

(1.貴州省都勻公路管理局,貴州 都勻 558000；2.安順高速公路管理處，貴州 安順 561099)

1 原材料選擇

1.1 膠結料選擇

貴州省位于我國西南的東南部，平均海拔在1 100 m左右，最高海拔2 900.6 m。其中92.5%的面積為山地和丘陵。屬于亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，平均氣溫在15 ℃左右，由于緯度較低，許多地區的氣候冬無嚴寒，夏無酷夏，最冷的1月份，平均溫度在3 ℃～8 ℃之間，而最熱的7月份，平均溫度也在18 ℃～26 ℃之間，另一方面貴州的地勢起伏較大，地形也較復雜，導致氣溫的垂直變化十分明顯，具有“一山有四季，十里不同天”的氣候特點。

為使Superpave技術更好地服務貴州省干線公路及更好地指導貴州省安順地區干線公路瀝青膠結料的選擇，收集了安順地區1986～2015年這30年多年連續7 d最高氣溫平均值及標準差、多年最低氣溫平均值及標準差，調研結果如表1所示。數據由國家氣象數據中心華云信息科技有限公司提供。

表1 貴州安順地區各觀測站氣候數據(1986年～2015年)

按照LTPPBind高溫模型和低溫模型在可靠度為98%的情況下確定的上面層瀝青膠結料PG等級如表2所示。下面層的瀝青膠結料PG等級根據具體路面結構來確定。考慮到膠結料采購、存儲的便捷性，在經濟性影響較小時，可以采用與上面層相同等級的膠結料。

表2 安順地區干線公路瀝青路面PG等級要求

考慮到瀝青膠結料PG等級“跳級”因素，對于夏季氣溫相對較低的安順地區，可使用50#道路石油瀝青或70#道路石油瀝青，車速低于20 km/h的路段須使用SBS改性瀝青。結合本項目的實際情況，確定選用普通70#道路石油瀝青。

1.2 集料選擇

安順地區石灰巖礦石儲備充分。具有較好的路用條件。本項目采用了優質石灰巖集料。集料加工篩網及粒徑規格如表3所示。

表3 上面層集料加工篩網及規格

2 混合料設計

2.1 旋轉壓實次數的確定

Superpave混合料設計方法在1994年發布的時候，共包括28個不同的壓實功水平，分別代表7個交通量等級和4個氣候區。1999年Superpave技術專家組建議取消根據氣候區對壓實功進行分類，因為氣候對混合料設計的影響已在瀝青膠結料性能等級規范(PG膠結料規范)中考慮，最終采用4個不同壓實功水平，該建議在2000年被AASHTO正式采用。Superpave方法中設計旋轉壓實次確定的依據是在室內用該旋轉壓實次數成型的試件的空隙率和現場混合料在使用一段時期以后的空隙率一樣。

按照現有Superpave混合料設計的要求，基于交通量等級劃分，安順干線公路都應該采用125次的旋轉壓實次數，這與我國大部分地區高速公路情況類似，但目前在實踐中各地大多采用100次的壓實次數，主要考慮到如果采用125次設計旋轉壓實次數可能會造成現場壓實的困難，即存在旋轉壓實次數主與施工現場碾壓壓實的匹配問題。基于安順地區施工工藝控制水平及對高溫特性要求不高，本依然采用100次旋轉壓實功。

2.2 混合料設計結果

礦料合成級配結果如表4所示。

表4 sup-13生產配合比礦料級配設計

sup-13瀝青混合料體積參數如表5所示。

表5 瀝青混合料體積性質表

sup-13瀝青混合料性能驗證結果如表6所示。

表6 性能驗證結果統計表

級配設計及驗證結果表明，混合料的各項指標滿足要求，可以用于路面施工。

3 施工工藝

3.1 瀝青混合料的拌制

瀝青混合料采用間歇式瀝青拌合站進行拌和。瀝青混合料的溫度控制在允許范圍。

3.2 瀝青混合料的運輸

拌和機向運料車放料時，汽車應前后移動，分幾堆裝料，以減少粗集料的分離現象。運料車應有良好的篷布覆蓋設施，卸料過程中繼續履蓋直到卸料結束取走篷布，以資保溫或避免污染環境。

3.3 瀝青混合料的攤鋪

攤鋪機的攤鋪速度可根據拌和機的產量、施工機械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度，按2～4 m/min予以調整選擇，做到緩慢、均勻、不間斷地攤鋪。連續穩定地攤鋪，是提高路面平整度最主要措施。

3.4 瀝青混合料的壓實成型

瀝青混合料的壓實是保證瀝青面層質量的重要環節，選擇的壓路機組合方式及碾壓步驟如表7。

表7 壓路機碾壓速度(km/h)

4 結論與展望

(1)貴州安順地區瀝青可選擇PG56-10等級，一般為普通70#道路石油瀝青或改性瀝青。

(2)在進行混合料設計時，旋轉壓實次數可以采用100次旋轉壓實。

(3)Superpave瀝青混合料高溫穩定性能突出，路用性能良好。滿足安順干線公路的要求。

貴州的氣候特點、交通量組成具有多樣性，不同地區有較顯著的差異，可以在各地市區域開展針對性的應用研究工作。