石灰巖瀝青路面鋪裝層抗滑耐磨性能研究★

張 麗 俊

(山西路橋市政工程有限公司，山西 太原 030000)

0 引言

瀝青路面在通車運營一段時間后，受到車輛荷載的反復作用和路面材料自身性能的影響，路面材料被壓密或磨光后會大大降低路面抗滑性能，甚至影響行車安全。以往通常采用玄武巖碎石作為粗集料，但由于受到碎石單價、運輸距離等方面因素的影響，會大大提高工程造價，降低經濟性，有時甚至造成工期延誤。為了解決材料問題，降低工程造價，本課題擬采用石灰巖代替玄武巖作為瀝青路面抗滑鋪裝層的粗集料，通過室內和室外試驗分析，石灰巖瀝青混合料的抗滑性能可以滿足規范要求。

1 工程概況

晉城市丹河新城金村新區玨山路(規劃學苑街—規劃朝陽街)道路工程為南北向主干路，工程范圍為道路南起規劃學苑街，北至規劃朝陽街，道路全長2 537.457 m，道路控制線寬60 m，規劃設計為兩幅路形式。從地形地貌上分析，該道路跨越不同地貌單元、地形差異顯著；從平面上分析，道路沿線地層分布差異較大，故以下結合沿線地形地貌及勘探揭露地層分布情況將本工程劃分為三個路段。

瀝青路面上面層采用石灰巖瀝青路面抗滑鋪筑層，厚度為4 cm，施工前進行嚴格的原材料選擇和配合比設計。選用石灰巖作為集料，可較玄武巖大大節約施工成本，但石灰巖硬度和耐磨性能不如玄武巖。為了檢驗瀝青路面抗滑性能，分別以石灰巖和玄武巖作為集料，采用相同的配合比制備混合料，對路面結構構造深度和擺值的衰減情況進行分析。并在施工現場選取檢測斷面，對石灰巖瀝青路面抗滑鋪筑層的抗滑性能進行檢測，作為分析依據。

2 原材料和配合比設計

2.1 原材料檢驗

2.1.1瀝青

為了提高瀝青路面的高溫穩定性，減少車轍病害，本項目瀝青選用殼牌公司生產的SBS 改性瀝青，其主要技術指標檢測結果如下：針入度52(25 ℃，0.1 mm)，軟化點78.2 ℃，延度31 cm(5 ℃)，135 ℃粘度2.68 Pa·s，閃點為318 ℃，均滿足規范要求。RTFOT后殘留物質量變化為0.08%，針入度比(25 ℃)為87%，延度(5 ℃)為19.4 cm，也符合規范要求。

2.1.2礦料

集料選用晉城當地某采石場生產的石灰巖碎石，要求質地堅硬，強度高，不含雜質、風化顆粒，形狀規則，接近正方體，礦料選用晉發水泥公司生產的水泥。

2.2 目標配合比設計

將進場粗集料送樣到實驗室開展篩分試驗，根據試驗結果確定級配終止，進一步通過調整確定瀝青路面SAC-13抗滑磨耗層合成級配，合成級配如表1所示。

表1 瀝青路面SAC-13抗滑磨耗層級配合成表

分別選取3.5%～5.5%的5個油石比，制備瀝青混合料開展馬歇爾試驗，分析試驗結果確定最佳油石比為4.7。

3 石灰巖瀝青路面抗滑鋪裝層抗滑耐磨性能分析

3.1 構造深度衰減規律分析

分別選用石灰巖和玄武巖作為集料，按照上述試驗確定的瀝青混合料配合比拌制SAC-13瀝青混合料。路面抗滑鋪筑層構造深度采用鋪砂法測定，兩種混合料構造深度衰減曲線如圖1所示。

分析兩種瀝青混合料構造深度檢測結果，滿足一定的線形關系，經過擬合得出線形方程分別為：

SAC-13石灰巖構造深度：y=-0.05ln(x)+0.902,R2=0.886。

SAC-13玄武巖構造深度：y=-0.06ln(x)+0.894,R2=0.885。

根據擬合曲線，可以得出在標準軸載累積作用150萬次后，SAC-13玄武巖構造深度為0.64，SAC-13石灰巖構造深度為0.62。在試驗初期，二者的構造深度基本相同，這是由于采用相同的級配拌制的混合料，攤鋪和壓實施工工藝也相同。標準軸載作用次數從0增加到30萬次，兩種類型瀝青混合料抗滑鋪裝層的構造深度下降速度均較快，這是由于隨著作用次數的增加，路面結構逐步被壓實，導致構造深度降低速度較快。作用次數超過30萬次以后，兩種瀝青混合料構造深度下降速度較慢，基本固定在一個穩定值。首先由于路面材料被充分壓實，其次試驗是在室內進行的，沒有灰塵雜質污染填充路面孔隙，還有就是加載輪的直徑較小。

3.2 擺值衰減規律分析

路面抗滑鋪筑層擺值采用擺式儀測定，標準軸載作用6萬次檢測一次，兩種混合料擺值衰減曲線如圖2所示。

分析兩種瀝青混合料擺值檢測結果，仍然滿足線形關系，經過擬合得出線形方程分別為：

SAC-13石灰巖擺值：y=68.319 5e0.002 6x,R2=0.960 9。

SAC-13玄武巖擺值：y=78.883 4e0.002 7x,R2=0.963 8。

分析圖2曲線變化情況，可以得出荷載作用次數從0次增加到60萬次，SAC-13石灰巖瀝青混合料擺值衰減速度較快，下降幅度達到了17BPN，而SAC-13玄武巖瀝青混合料相對較慢，下降幅度為9BPN。這說明在瀝青混合料使用前期，SAC-13石灰巖路面抗滑性能衰減較快，而SAC-13玄武巖路面較慢。這是由于在瀝青路面使用初期，路表的瀝青被磨耗掉，路面抗滑能力主要依靠粗集料，而石灰巖的耐磨性低于玄武巖，所以擺值衰減速度較快。

當標準荷載作用次數由60萬次增加到120萬次，兩種混合料擺值衰減幅度基本相同，分別為6BPN和7BPN，衰減幅度較小。這是由于在這期間粗集料表面的棱角逐漸被磨平，兩種材料的抗滑能力衰減變緩。

當標準荷載作用次數由120萬次增加到150萬次，兩種混合料的擺值衰減速度均較小，均下降了5BPN，且二者的擺值檢測值差距越來越小，擺值變化已趨于平穩，說明SAC-13石灰巖和SAC-13玄武巖瀝青混合料雖然存在一定的差異，但是差異不大，且隨著荷載作用次數的增加越來越接近。因此，瀝青混合料中可以選用石灰巖代替玄武巖作為集料，抗滑性能滿足要求。

3.3 路面抗滑性能檢測與分析

為了確定瀝青路面抗滑磨耗層的抗滑性能，在施工現場選取的點，采用擺值儀測定路面的抗滑值，手工鋪沙法測定構造深度，分析檢測結果確定路面抗滑性能。設計中將整個路段劃分為三個路段，分別為K0+000～K0+950(水西村)段、K0+950～K1+650(管院村)段、K1+650～K2+537.457(水北村)段。在施工現場分別在每個路段選取一個有代表性的檢測斷面，分別為K0+600，K1+200，K1+800，每個斷面選取2個測點，每個測點檢測5次擺值，修正后計算平均值，檢測結果如表2所示。構造深度檢測也選取上述三個斷面，每個斷面分別在道路左側、中間和右側各選取一個點，采用手工鋪沙法測定構造深度，試驗結果如表3所示。

表2 抗滑鋪裝層抗滑值檢測結果

表3 抗滑鋪裝層表面構造深度檢測結果

分析表2各三個檢測斷面抗滑值檢測結果，抗滑值最大值為68BPN，最小值為65BPN，均大于規范要求的45BPN，滿足設計要求。分析表3瀝青路面抗滑鋪裝層構造深度檢測結果，最小值為0.91 mm，最大值為0.95 mm，均高于規范要求的0.55 mm，滿足設計要求。因此，綜合抗滑值和構造深度檢測結果，路面抗滑性能滿足設計要求，說明施工質量合格，達到了預期目的。

4 結語

基于晉城市丹河新城金村新區玨山路瀝青路面抗滑鋪裝層施工實踐，采用室內試驗和室外試驗對瀝青路面抗滑鋪裝層抗滑耐磨性能進行檢測，分析試驗結果得出以下結論：

1)分析構造深度衰減規律，SAC-13石灰巖和玄武巖瀝青混合料的構造深度衰減速度基本相同，且衰減情況置于路面材料的壓實擠密程度有關，分析數值變化情況，采用石灰巖碎石作為集料可滿足瀝青路面抗滑性能的要求。

2)分析擺值衰減規律，荷載作用前期兩種瀝青混合料的衰減速度快，后期逐步變緩，并趨于穩定，SAC-13石灰巖瀝青混合料擺值衰減幅度大于SAC-13玄武巖瀝青混合料的，但總體可以滿足設計要求。

3)分析施工現場路面抗滑值和構造深度檢測結果，三個檢測斷面抗滑值和構造深度檢測結果平均值均遠高于規范要求值，說明瀝青路面抗滑鋪裝層抗滑性能滿足設計要求，施工質量合格。