改進型GAC-20瀝青混合料的配制及施工效果評價

韓亞軍 游 凡 陳文鋒

（中電建路橋集團有限公司，北京 100010）

0 引言

廣東地區(qū)氣候?qū)儆趤啛釒駶櫺约撅L氣候，日照充足，雨量豐富；夏季高溫濕熱，暴雨集中；年平均氣溫18～22℃，極端最高溫度能達到42℃。極端氣候會對廣東地區(qū)瀝青路面形成極大的危害，從而縮短路面使用壽命，降低路網(wǎng)通行能力[1]。其中面層通常采用GAC-20瀝青混合料，其粒徑相對較大，施工時容易產(chǎn)生溫度離析，從而引發(fā)局部位置空隙率較大，后期易產(chǎn)生坑槽等病害[2]。

為解決中面層GAC-20瀝青混合料使用中存在的問題，采用改進型GAC-20瀝青混合料鋪筑路面，大大提高了瀝青面層的防水效果和抗車轍性能，對提升瀝青路面在高溫多雨條件下的耐久性能，降低后期的養(yǎng)護成本具有重要的意義。本文對改進型GAC-20瀝青混合料的配制、施工工藝進行介紹，并評價施工效果。

1 原材料及配合比設計

1.1 SBS改性瀝青

高模量瀝青混合料主要用于交通量大，使用環(huán)境較為惡劣的路段。SHRP研究成果表明，瀝青對疲勞的貢獻率為62%，對溫度裂縫的貢獻率為87%，瀝青對于高溫車轍的貢獻率為29%[3-4]。因此需要選用滿足相應規(guī)范的瀝青作為中面層改進型GAC-20瀝青混合料的瀝青材料，改性瀝青基本性能技術要求如表1所示。

表1 改性瀝青技術要求

1.2 高模量劑

為提高中面層改進型GAC-20瀝青混合料密水性、易壓實性等，通過添加復合高模量劑提升瀝青混合料性能。所選用復合高模量劑是一款用于高模量瀝青混合料（EME型、HMAC型）的高分子改性劑產(chǎn)品[5-6]，見圖1、圖2所示。

圖1 高模量劑

圖2 作用機理

高模量瀝青混合料中所用高模量劑應滿足表2的技術要求。

表2 高模量劑技術要求

1.3 集料

（1）粗集料：粗集料技術要求見表3。

表3 高模量瀝青混合料粗集料技術要求

（2）細集料：細集料規(guī)格見表4。

表4 細集料規(guī)格

（3）填料：中面層改進型GAC-20瀝青混合料所選礦粉質(zhì)量技術要求見表5。

表5 礦粉質(zhì)量技術要求

1.4 配合比設計技術要求

（1）中面層改進型GAC-20 瀝青混合料級配見表6所示。

表6 中面層改進型GAC-20瀝青混合料級配

（2）中面層改進型GAC-20瀝青混合料性能要求見表7所示。

表7 中面層改進型GAC-20瀝青混合料性能要求

2 施工技術要求

（1）拌和：中面層改進型GAC-20瀝青混合料拌和過程中，施工溫度控制見表8。

表8 高模量瀝青混合料的施工溫度

（2）運輸：運料車應有良好的篷布覆蓋設施，卸料過程中繼續(xù)覆蓋，直到卸料結束取走篷布，以保溫或避免污染環(huán)境。

（3）攤鋪：中面層改進型GAC-20瀝青混合料攤鋪溫度不低于160℃。攤鋪應均勻、緩慢、連續(xù)不間斷，攤鋪速度應根據(jù)攤鋪厚度、攤鋪寬度確定，宜控制在2～3m∕min。橋面鋪裝的攤鋪速度應不大于面層的80%，且不大于2m∕min。

（4）壓實成型：中面層改進型GAC-20瀝青混合料碾壓遍數(shù)與碾壓速度分別按表9選用。

表9 施工碾壓方案

3 工后評價

工后對中面層改進型GAC-20瀝青混合料試驗段的使用性能指標進行檢測，并與常規(guī)的中面層GAC-20混合料相比較，對比分析改進型GAC-20瀝青混合料的施工質(zhì)量與性能特點。

3.1 拉拔試驗

對工后的瀝青路面進行拉拔試驗（見圖3所示），通過相同溫度下的拉拔強度指標，評價改進型GAC-20與常規(guī)的GAC-20與下承層之間的粘結強度。拉拔性能試驗結果見表10所示。

圖3 現(xiàn)場拉拔試驗

表10 拉拔性能試驗結果

由表10可知，采用改進型GAC-20中面層瀝青路面的拉拔強度為1.3MPa，相比于采用常規(guī)的GAC-20中面層的瀝青路面提升了23%。因此，采用改進型GAC-20中面層的瀝青路面具有更好的層間粘結強度。

3.2 滲水試驗

采用滲水儀法對采用改進型GAC-20中面層的試驗段和采用常規(guī)的GAC-20中面層的瀝青路面的滲水性能進行評價（見圖4所示），試驗結果如表11所示。

圖4 滲水試驗

表11 滲水性能試驗結果

綜上，兩種瀝青混合料的滲水性能均能夠很好地滿足規(guī)范要求。其中，對于鋪筑改進型GAC-20中面層的試驗段相比于鋪筑常規(guī)GAC-20的瀝青路面滲水系數(shù)提升了42%。因此，鋪筑改進型GAC-20的試驗段具有更好的防水抗?jié)B性能。

3.3 壓實度

根據(jù)公路瀝青路面施工技術規(guī)范規(guī)定，瀝青路面的壓實度按照芯樣密度與瀝青混合料標準密度的比值計算，公式如下：

式中：

K—瀝青路面檢測位置的壓實度，%；

D—鉆孔取芯測得的芯樣實際密度，g∕cm3；

D0—瀝青混合料標準密度，g∕cm3。

采用鉆芯取樣法對鋪筑改進型GAC-20中面層試驗段的壓實度進行試驗，試驗結果如表12所示。

表12 壓實度試驗結果

由表12可知，鋪筑GAC-20瀝青混合料的試驗段壓實度指標能夠很好地滿足相應規(guī)范要求。

4 結束語

通過不同試驗段實施方案，最終形成改進型GAC-20中面層混合料的施工成套技術以及工后驗收性能標準。主要結論如下：

（1）嚴格控制材料質(zhì)量，使瀝青、高模量劑、集料符合相應的技術規(guī)范。

（2）嚴格控制瀝青混合料施工各階段的施工溫度及采用組合式碾壓方案，保證路面的壓實效果。

（3）通過工后試驗，試驗段在路面結構壓實度、滲水性能、拉拔強度方面均滿足規(guī)范要求。