劉 威， 朱 琪， 姚 博，湯顯平

(中南林業(yè)科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

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防滑降噪瀝青路面配合比設(shè)計(jì)及耐久性研究

劉 威， 朱 琪， 姚 博，湯顯平

(中南林業(yè)科技大學(xué) 土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

指出了南方多雨條件下的瀝青路面耐久性是一項(xiàng)重要指標(biāo)。通過一系列室內(nèi)試驗(yàn)及分析研究，得到了級(jí)配條件為1#∶2#∶3#∶礦粉=50∶38∶8∶4，其中 0.075篩孔通過率約5%左右，2.36 mm與4.75 mm通過率只差宜小于10%，以便于施工控制。通過析漏與飛散試驗(yàn)得到最佳油石比為5.0%。

耐久性；級(jí)配；篩孔通過率；油石比

1 引言

S103線是長(zhǎng)沙至瀏陽的干線公路，為一條二級(jí)公路，現(xiàn)進(jìn)行大修改造，加鋪瀝青路面。本項(xiàng)目結(jié)合瀏陽市S103大修改造工程，進(jìn)行防滑降噪排水瀝青路面面層研究，上面層厚4 cm，擬采用中粒式OGFC-13。

2 設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)依據(jù)

(1)《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50-2006)；

(3)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E42-2005)；

(4)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)。

3 原材料基本性能

瀝青采用中國(guó)石化SBS改性瀝青，集料采用江西與瀏陽交界處的石料廠提供的0～2.36 mm、2.36～4.75 mm、4.75～9.5 mm，9.5～13.2 mm四檔輝綠巖集料及石灰?guī)r礦粉，經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試工程提供的石料均滿足我國(guó)規(guī)范對(duì)瀝青混合料集料質(zhì)量的技術(shù)要求，其中所用輝綠巖的壓碎值和磨耗值分別為14.5%和15.3%，遠(yuǎn)低于規(guī)范值[1]，且滿足上海市工程建設(shè)規(guī)范《道路排水性瀝青路面技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定石料的壓碎值≤18%。可以看出本項(xiàng)目所用粗骨料的抗壓碎能力很高，需要合理的級(jí)配和優(yōu)質(zhì)的粘結(jié)材料瀝青來共同抵抗重載交通和高溫氣候的影響。

4 OGFC-13設(shè)計(jì)組配瀝青混合料試驗(yàn)

我國(guó)通過研究美國(guó)、日本等對(duì)排水路面研究應(yīng)用都較先進(jìn)國(guó)家的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合本國(guó)特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的規(guī)范。排水路面混合料的配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件的體積設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，并以空隙率作為配合比設(shè)計(jì)主要指標(biāo)。

排水路面混合料配合比設(shè)計(jì)步驟為：①確定目標(biāo)空隙率；②初試級(jí)配的確定；③初試瀝青用量計(jì)算；④滿足目標(biāo)空隙率級(jí)配的確定及初試瀝青用量的確定；⑤確定最佳瀝青用量；⑥混合料性能檢驗(yàn)。

4.1 目標(biāo)空隙率的確定

為保證路面的排水性能和降低噪音效果，現(xiàn)今排水路面的目標(biāo)空隙率普遍設(shè)定為15%～25%[2]。這次的目標(biāo)空隙率設(shè)為16%和18%。

蔣大偉把車停在宏達(dá)公司門口,鄭馨突然又變卦了：我不想去了！蔣大偉吃驚地：你不想要錢了？鄭馨說：我不想見到那個(gè)主管！蔣大偉耐心地：是他們欠你的，你應(yīng)該理直氣壯才是！鄭馨猶豫了一下，慢慢騰騰下了車。兩人走到傳達(dá)室門口，門衛(wèi)問：你們找誰？蔣大偉努努鄭馨，鄭馨說：我找……組裝科主管王運(yùn)豐。門衛(wèi)拿起電話：王主管嗎？門口有人找你！一個(gè)女孩！叫什么名字？鄭馨猶豫了一下：鄭馨。門衛(wèi)：她叫鄭馨,好好。門衛(wèi)放下電話：王主管叫你到他辦公室去。

4.2 初試級(jí)配的確定

根據(jù)2.36篩孔通過率，配出三組不同的級(jí)配。選擇的初試級(jí)配必須符合表排水路面-13的要求[3]。根據(jù)已施工建成的咸陽機(jī)場(chǎng)高速排水路面的經(jīng)驗(yàn)，9.5 mm通過率小于60%也可。選擇初試級(jí)配的目的是在初試瀝青用量，確定滿足目標(biāo)空隙率的合理級(jí)配。

4.3 初試瀝青用量的計(jì)算

初試瀝青用量是根據(jù)礦料表面吸附瀝青膜厚度確定的。影響級(jí)配礦料表面積的主要因素是級(jí)配中細(xì)料含量，所有粒徑大于4.75 mm篩孔的粗料對(duì)集料的表面積沒有大的影響。

4.4 確定滿足目標(biāo)空隙率的礦料級(jí)配及初試瀝青用量

2.36 mm通過百分率是控制排水性混合料空隙率的重要因素。通過對(duì)三組不同級(jí)配擊實(shí)馬歇爾試件，用體積法計(jì)算出各種級(jí)配下混合料的空隙率。在確定礦料級(jí)配時(shí)，繪出2.36 mm通過率與空隙率的關(guān)系曲線，調(diào)整級(jí)配到目標(biāo)空隙率對(duì)應(yīng)的2.36 mm通過百分率，通過多個(gè)級(jí)配的對(duì)比，從而確定最終設(shè)計(jì)級(jí)配。

4.5 混合料性能檢驗(yàn)

最佳設(shè)計(jì)級(jí)配和最佳瀝青用量確定以后，再進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、謝倫堡析漏試驗(yàn)、肯特堡飛散試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)。

4.6 實(shí)驗(yàn)確定的礦料級(jí)配組成

實(shí)驗(yàn)確定的礦料級(jí)配組成如表1所示。

表1 排水路面礦料級(jí)配組成

5 瀝青混合料試驗(yàn)

根據(jù)確定的級(jí)配和初始瀝青用量拌和制備瀝青混合料，分別進(jìn)行謝倫堡析漏試驗(yàn)和肯塔堡飛散試驗(yàn)[4]，確定級(jí)配礦料的最佳瀝青用量。

5.1 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

制備兩組試件，每組4～6個(gè)，測(cè)定其馬歇爾各項(xiàng)指標(biāo)，取平均值，結(jié)果流值為4.79，穩(wěn)定度為8.4，均滿足要求；

5.2 其它試驗(yàn)

按5.0%的油石比分別進(jìn)行兩組試件的標(biāo)準(zhǔn)和浸水馬歇爾測(cè)試以及凍融劈裂試驗(yàn)、浸水飛散試驗(yàn)，取平均值。浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度為84.9，劈裂強(qiáng)度比為87.2%，飛散平均值為14.6%，均滿足規(guī)范要求。

5.3 高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)

按5.0%的油石比成型車轍板，測(cè)定其動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)，測(cè)試結(jié)果為3300次/mm，滿足動(dòng)穩(wěn)定度滿足規(guī)范不小于3000次/mm的技術(shù)要求。

6 結(jié)論與建議

(1)控制0.075篩孔通過率約5%左右，2.36 mm與4.75 mm通過率差值宜小于10% ，以便于施工過程控制。

(2)析漏與飛散試驗(yàn)確定最佳油石比為5.0%。

(3)采用馬歇爾試件的體積設(shè)計(jì)方法進(jìn)行，并以空隙率作為配合比設(shè)計(jì)主要指標(biāo)，具有良好的設(shè)計(jì)效果。

[1]中華人民共和國(guó)交通部.JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

[2]中華人民共和國(guó)交通部.JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[3]交通部公路科學(xué)研究所.JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2005.

[4]交通部公路科學(xué)研究所.JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2011.

2016-07-30

土木工程應(yīng)用技術(shù)“湖南省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新基地資助項(xiàng)目”；湖南省交通科技計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：201303)

劉 威(1991—)，男，中南林業(yè)科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院碩士研究生。

U414

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1674-9944(2016)18-0138-02