肖國平，王 力，劉永貴

(滬昆高速公路潭市互通工程建設(shè)項目部，湖南湘潭 411400)

潭市互通及連接線為滬昆高速公路(G60)新增工程，互通主線變速車道采用雙向四車道加變速車道高速公路標準建設(shè)，主線改造長1.067 km，設(shè)計速度100 km/h，主線路基寬26.0 m，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，下面層為5.5 cm粗粒式AC－25C，中面層為5.5 cm粗粒式AC－20C，上面層為4 cm改性乳化AC－13C;互通匝道采用雙向雙車道和單向單車道高速公路匝道標準斷面，新建匝道長2.188 km，設(shè)計速度40 km/h，雙車道匝道路基寬度15.5 m，單車道匝道路基寬度8.5 m，瀝青路面結(jié)構(gòu)同連接線。潭市連接線采用雙向兩車道二級公路技術(shù)標準，設(shè)計速度60 km/h，路基寬12 m，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，下面層為6 cm粗粒式AC－20C，上面層為4 cm改性瀝青AC－13C。原設(shè)計上面層瀝青混合料采用的粗集料為玄武巖。

1 采用石灰?guī)r的必要性

本項目2013年8月下旬以后才進行上面層施工，離計劃通車的時間很短。下半年為路面工程施工的高峰期，通車項目多，原材料供應緊張，并且玄武巖運距遠，距近的料場也有400多km，玄武巖碎石到工地的單價高且供貨周期長。結(jié)合上面層粗集料的指標要求，通過試驗驗證，充分利用本地豐富、優(yōu)質(zhì)的石灰?guī)r替代玄武巖作上面層粗集料，可保證路面質(zhì)量，加快進度，降低工程造價。

2 石灰?guī)r的選擇及特性

為了選擇優(yōu)質(zhì)的石灰?guī)r材料，對項目沿線的棋梓橋水泥廠石料廠、塘底坪碎石場、白云碎石場、韶新碎石場、成美公司采石場的設(shè)備、母材、生產(chǎn)場地、成品碎石的外觀質(zhì)量進行了現(xiàn)場實地考察，同時將生產(chǎn)的石灰石碎石進行了試驗檢測。結(jié)果如下:

1)棋梓橋水泥廠石料廠:場地、貯量、生產(chǎn)能力較大，且設(shè)備可按要求進行配置，生產(chǎn)過程中可對成品材料進行水洗，其母材材質(zhì)較好、雜巖含量也少。

2)塘底坪碎石場:成品材料中泥塊含量大、生產(chǎn)場地不大，且沒有對成品進行分區(qū)隔離，各級料間相互串料嚴重，整改比較困難。

3)白云碎石場:成品材料貯量與生產(chǎn)能力大、比較干凈、顆粒形狀也較好，但母材不是純正的石灰石，與瀝青的粘附性只有4級，但滿足規(guī)范要求。

4)韶新碎石場:碎石場母材為黑色石灰石，生產(chǎn)場地一般，顆粒形狀不太好，且成品材料中含有較大的粉塵，會影響瀝青與集料的粘結(jié)。

5)成美公司采石場:采石場生產(chǎn)設(shè)備振動篩為條形篩，各級粒徑的料不清晰，設(shè)備整改較困難，且方解石含量較大、顆粒形狀也不太好。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)棋梓橋水泥廠石料廠的場地、存量、生產(chǎn)能力、設(shè)備均比較好，其母材材質(zhì)好、雜巖含量少，且生產(chǎn)過程中能對成品材料進行水洗，因此，該碎石場的生產(chǎn)條件、規(guī)模完全滿足本項目的要求。同時，開展了棋梓橋石灰?guī)r集料的壓碎值、洛杉磯磨耗值和粘附性等試驗，詳細試驗結(jié)果見表1。由表1可看出，棋梓橋石灰?guī)r集料的壓碎值、洛杉磯磨耗值和粘附性指標分別為18.0、14.8和5級，均符合JTG F40－2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中瀝青混合料用粗集料質(zhì)量的技術(shù)要求。另外，規(guī)范還規(guī)定，對高速及一級公路以下的各等級公路的上面層集料的磨光值沒有做強制性規(guī)定，由此可知該料場石灰?guī)r粗集料滿足潭市互通項目上面層集料的技術(shù)要求。因此潭市互通、潭市連接線、水府屆連接線的上、中、下面層均可采用棋梓橋水泥廠石料廠生產(chǎn)的石灰石碎石做粗集料。

表1 石灰?guī)r集料基本特性試驗結(jié)果

3 瀝青混合料AC－13C路用性能試驗

為了研究上面層AC－13C瀝青混合料的路用性能，開展了馬歇爾試驗確定了最佳瀝青用量和最大表干密度、并在最佳瀝青用量的條件下進行了評價水穩(wěn)定性的浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗、高溫穩(wěn)定性的車轍試驗。馬歇爾穩(wěn)定試驗結(jié)果見表2。浸水馬歇爾及凍融劈裂強度試驗結(jié)果見表3。車轍試驗結(jié)果見表4。由采用石灰?guī)r的上面層AC－13C的路用性能試驗結(jié)果表2～表4得知各項指標均符合JTG F40－2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中瀝青混合料AC－13的要求。因此采用石灰?guī)r代替玄武巖作為上面層粗集料是完全可行的。

表2 馬歇爾試驗結(jié)果

表3 浸水馬歇爾、凍融劈裂強度試驗結(jié)果

表4 車轍試驗結(jié)果

4 效益分析

由設(shè)計文件知上面層厚4 cm，計算得到上面層面積共約425 789 m2，體積為17 031 m3，假設(shè)每1 m3瀝青混合料重約2.50 t，上面層AC－13C瀝青混合料中粗集料所占比例約為60%，則共需粗集料總量為17 031 m3×2.50 t/m3×0.6=25 547 t。根據(jù)目前玄武巖與石灰?guī)r市場價格，假設(shè)到拌合站價格分別為200元/t和75元/t，則采用石灰?guī)r替代玄武巖將直接節(jié)省工程造價為25 547 t×(200－70)元/t=3 321 110元，即332.111萬元。另外，由于石灰?guī)r集料的密度小，可減輕運輸重量，提高混合料的生產(chǎn)效率，且運距較玄武巖短很多，也節(jié)約了燃油、減少了空氣污染，因此采用石灰?guī)r代替玄武巖做上面層粗料，具有顯著的經(jīng)濟效益。見表5。

表5 玄武巖與石灰?guī)r價格對比表

采用石灰?guī)r代替玄武巖作為上面層粗集料，保證了路面綜合性能達標，大幅降低了工程成本，實現(xiàn)了工程價值與經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益多贏的效果。

5 結(jié)論

本工程因地制宜，就地取材，采用石灰?guī)r碎石作上面層瀝青混合料的粗集料，減少了公路建設(shè)對玄武巖石料的依賴，緩解玄武巖石料日益緊缺的局面，取得良好的經(jīng)濟效益，為公路建設(shè)節(jié)約資源，降低建設(shè)成本提供了較好的范例。