劉 安

廣東省高速公路瀝青混凝土上面層集料主要使用的是花崗巖及輝綠巖集料,由于廣東省已建高速公路中主要使用花崗巖集料,部分使用輝綠巖集料,但未有使用閃長(zhǎng)巖集料的,所以這個(gè)項(xiàng)目第一次采用,在廣東省的氣候及地質(zhì)條件下,閃長(zhǎng)巖的應(yīng)用是一個(gè)新的課題。

1 閃長(zhǎng)巖性能指標(biāo)介紹

這個(gè)項(xiàng)目所采用的閃長(zhǎng)巖集料,經(jīng)過(guò)權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)及工地試驗(yàn)室的試驗(yàn),各項(xiàng)性能指標(biāo)如下:這個(gè)石場(chǎng)閃長(zhǎng)巖類屬于中性侵入巖,SiO2含量52%～63%,主體成分為硅酸飽和類火成巖。主要礦物為中性斜長(zhǎng)石、輝石,次要礦物有角閃石、石英、磁鐵礦及少量副礦物。

經(jīng)過(guò)詳盡的地質(zhì)勘探,這個(gè)石場(chǎng)的閃長(zhǎng)巖礦體規(guī)模龐大,只要生產(chǎn)線產(chǎn)能問(wèn)題解決,供應(yīng)這個(gè)項(xiàng)目的集料使用量完全沒(méi)問(wèn)題。這里的石料是致密狀構(gòu)造,主要礦物斜長(zhǎng)石具有硬度較大、強(qiáng)度較高的物理力學(xué)性質(zhì),化學(xué)性質(zhì)也比較穩(wěn)定。因此,這種巖類集料具有較高的強(qiáng)度、較好的耐磨性能和抗磨光性能。經(jīng)過(guò)檢測(cè)機(jī)構(gòu)及我們工地試驗(yàn)室的集體檢測(cè),其各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)完全能滿足JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及高速公路施工設(shè)計(jì)文件的要求。由該石場(chǎng)試生產(chǎn)的用于瀝青路面上面層閃長(zhǎng)巖集料(規(guī)格:10 mm～15 mm)取樣檢測(cè)的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)如表1所示。

表1 集料性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果匯總表

按照J(rèn)TG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范瀝青路面抗滑表層用粗集料的技術(shù)要求,粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì),表面粗糙,并具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性,根據(jù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)結(jié)果,閃長(zhǎng)巖的主要技術(shù)指標(biāo)均能滿足規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求,是符合高速公路瀝青路面使用要求的。

2 閃長(zhǎng)巖礦的開(kāi)發(fā)應(yīng)用

為了確認(rèn)閃長(zhǎng)巖能否用于高速公路抗滑表層,對(duì)閃長(zhǎng)巖AC-13C型的表面層級(jí)配進(jìn)行各種瀝青混合料的性能試驗(yàn)。

1)車轍試驗(yàn)。由車轍試驗(yàn)的結(jié)果可知,閃長(zhǎng)巖配制的普通瀝青AC-13C混合料的動(dòng)穩(wěn)定度按照我們工地試驗(yàn)室試配的級(jí)配曲線配制瀝青混合料,嚴(yán)格按照J(rèn)TJ 052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程中“T 0703-2000”輪碾法制作試件,并按“T 0719-1993”瀝青混合料車轍試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果能達(dá)到1 878次/mm的理想數(shù)據(jù),完全能滿足JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范不小于1 000次/mm的要求,也滿足這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件里不小于1 000次/mm的要求。

2)浸水馬歇爾試驗(yàn)。按JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定,浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度應(yīng)不小于80%。試驗(yàn)結(jié)果表明,馬歇爾試驗(yàn)的穩(wěn)定度和浸水48 h穩(wěn)定度都較高,閃長(zhǎng)巖使用普通A級(jí)70號(hào)瀝青摻消石灰時(shí)浸水殘留穩(wěn)定能達(dá)到88.6%。

3)凍融劈裂試驗(yàn)。按JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定,凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比應(yīng)不小于75%。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,混合料的凍融劈裂強(qiáng)度和未經(jīng)凍融條件的劈裂強(qiáng)度值都較高,經(jīng)受凍融循環(huán)的混合料劈裂強(qiáng)度降低很少,說(shuō)明水穩(wěn)定性很好。其中,閃長(zhǎng)巖使用普通瀝青摻消石灰的殘留強(qiáng)度比能達(dá)到81.8%,超過(guò)75%的要求。

我們?yōu)榱吮ＷC數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性,將配合比全套送到權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)復(fù)核,該項(xiàng)目工地試驗(yàn)室的數(shù)據(jù)與復(fù)核的試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致,再次論證了閃長(zhǎng)巖用作AC-13C上面層集料的可行性。

3 配合比設(shè)計(jì)情況

3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)情況

1)瀝青混合料中各礦料配合比見(jiàn)表2。

表2 瀝青混合料中各礦料配合比 %

2)閃長(zhǎng)巖礦料合成級(jí)配表見(jiàn)表3。

表3 閃長(zhǎng)巖礦料合成級(jí)配表

3)該目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)論。a.該配合比采用茂名東海A級(jí)70號(hào)瀝青,以3.5%,4.0%,4.5%,5.0%和5.5%油石比制備馬歇爾試件,并采用理論最大相對(duì)密度儀實(shí)測(cè)法測(cè)算理論最大相對(duì)密度,通過(guò)對(duì)配合比進(jìn)行馬歇爾驗(yàn)證,其馬歇爾密度,空隙率,VMA,VFA,穩(wěn)定度選定最佳油石比5.0%均滿足JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。b.試驗(yàn)結(jié)果表明,本次試驗(yàn)對(duì)廣明高速公路工程瀝青上面層AC-13C的目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。

3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)情況

1)瀝青混合料中各礦料摻配比例見(jiàn)表4。

表4 瀝青混合料中各礦料摻配比例%

2)礦產(chǎn)合成級(jí)配表見(jiàn)表5。

表5 礦產(chǎn)合成級(jí)配表

3)配合比設(shè)計(jì)結(jié)論。a.該配合比采用茂名東海A級(jí)70號(hào)瀝青,以4.7%,5.0%和5.0%油石比制備馬歇爾試件,并采用理論最大相對(duì)密度儀實(shí)測(cè)法測(cè)算理論最大相對(duì)密度,通過(guò)對(duì)配合比進(jìn)行馬歇爾驗(yàn)證,其馬歇爾密度,空隙率,VMA,VFA,穩(wěn)定度在選定油石比5.0%的情況下均滿足JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。b.試驗(yàn)結(jié)果表明,本次試驗(yàn)對(duì)廣明高速公路工程瀝青上面層AC-13C的生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

4 試鋪試驗(yàn)路的情況

為了檢驗(yàn)這種集料大面積使用的路用性能,項(xiàng)目部進(jìn)行了試驗(yàn)路的鋪筑,并進(jìn)行了各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)。2009年1月3日,按照試驗(yàn)室已經(jīng)配制出來(lái)的AC-13C型瀝青上面層配合比進(jìn)行了試驗(yàn)路的鋪筑。工地試驗(yàn)室按JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控,全過(guò)程跟蹤檢測(cè)。各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 試驗(yàn)路各項(xiàng)路用指標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總表

試驗(yàn)路的結(jié)論是:閃長(zhǎng)巖集料的檢測(cè)結(jié)果與以往我們已經(jīng)做過(guò)的多個(gè)項(xiàng)目的AC-13C的瀝青上面層檢測(cè)數(shù)據(jù)相當(dāng),有些路用檢測(cè)指標(biāo)還優(yōu)于以往項(xiàng)目其他集料的使用效果,尤其閃長(zhǎng)巖集料路面的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度數(shù)據(jù)較為理想。

試驗(yàn)段施工完,經(jīng)檢驗(yàn)合格并總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)后,開(kāi)始大面積用于全線的施工。項(xiàng)目通車以來(lái),路用情況良好。實(shí)踐證明,該地區(qū)的閃長(zhǎng)巖是可以用于高速公路瀝青路面上面層的。

[1]梁錫三.瀝青混合料設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制原理[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JTJ 052-2000,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[5]史朝俠.材料對(duì)瀝青混凝土路面平整度的影響[J].山西建筑,2008,34(19):278-279.