王強林

(廣西柳桂高速公路運營有限責任公司，廣西 柳州 545005)

0 引言

目前國內外關于水泥路面加鋪瀝青層一直沒有統(tǒng)一的設計方法。從20世紀50年代開始，歐美日等國家或地區(qū)開始使用瀝青罩面來改造水泥路面[1-4]，我國一些地區(qū)利用其技術和經驗[5-7]，過于強調防反射裂縫問題，導致加鋪結構和加鋪材料柔度過大、模量偏低，路面加鋪后不久便出現(xiàn)流動性車轍病害，瀝青加鋪層耐久性難以保證。從目前已完成的桂柳高速公路一、二期改造工程使用效果來看，瀝青加鋪層的高溫穩(wěn)定性存在一定問題，部分路段在通車后不久便出現(xiàn)了車轍、推移、擁包等高溫失穩(wěn)類病害[8-9]?？梢姡瑢τ谒嗦访婕愉仦r青面層的改造方案而言，瀝青加鋪層的高溫穩(wěn)定性與防反射裂縫能力一樣，都是十分重要的，需要引起高度重視。

目前，桂柳高速公路重載車輛多、軸載重，水泥路面損壞嚴重，路面改造尤為迫切，特別是道路沿線有十幾公里的長大縱坡路段，對路面改造技術提出了新的挑戰(zhàn)。為了改善高溫穩(wěn)定性，對長大縱坡路段，下面層采用SMA20結構，旨在通過混合料良好的骨架結構改善高溫穩(wěn)定性，較適合于桂北地區(qū)山嶺重丘區(qū)重載交通環(huán)境的抗車轍技術需求。本文針對桂柳高速長大縱坡路段使用的瀝青加鋪層下面層SMA20瀝青混合料開展研究，通過室內試驗和現(xiàn)場應用，分析研究具有優(yōu)異性能的SMA20瀝青混合料，實現(xiàn)延長水泥路面加鋪瀝青面層的使用壽命，保證瀝青加鋪層具有足夠防反射裂縫能力和良好的高溫穩(wěn)定性的目的。

1 原材料

1.1 瀝青

研究使用的瀝青為SBS(I-D)改性瀝青，各項指標檢測結果見表1。

表1 瀝青各項指標檢測結果表

1.2 礦料

SMA20瀝青混合料粗集料選用桂林臨桂萬福石場10～20 mm、5～10 mm石灰?guī)r碎石；細集料選用桂林臨桂四塘石場0～3 mm石灰?guī)r機制砂；填料為桂林蘇橋產石灰?guī)r磨細礦粉。各原材料試驗結果見表2～4。

表2 粗集料(石灰?guī)r)技術指標檢測結果表

表3 細集料(石灰?guī)r0～3 mm)技術指標檢測結果表

表4 礦粉質量檢測結果表

1.3 纖維

SMA20瀝青混合料采用德國CFF顆粒狀木質素纖維，試驗結果如表5所示。

表5 纖維質量檢測結果表

2 SMA20級配優(yōu)選

結合桂柳高速特點及石料情況，本文共構造12種SMA20級配曲線，如表6所示。

表6 下面層SMA20初選料級配表

采用5.0%的油石比進行以上級配的馬歇爾擊實試驗，纖維摻量0.4%，試驗結果如表7所示。

表7 12種級配馬歇爾試驗結果表

從表7可以看出，M-21級配的礦料間隙率最大，數(shù)值為15.1%，這表明該級配的骨架性狀最好，優(yōu)于其他11種級配的嵌擠能力，因此優(yōu)選后確定該級配為桂柳高速路面改造瀝青加鋪下面層SMA20的設計級配。

3 SMA20配合比設計及應用

3.1 SMA20配合比設計

SMA20瀝青混合料馬歇爾擊實試驗結果見表8。根據(jù)表8的試驗結果，采用規(guī)范中的油石比確定方法，可以取設計空隙率中間值3.75%對應油石比5.0%作為最佳油石比，通過內插法反算各擬合曲線上對應的體積參數(shù)，其中毛體積密度為2.438，瀝青飽和度VFA為74.8%，礦料間隙率VMA為15.1%。

表8 SMA20瀝青混凝土目標配合比馬歇爾擊實試驗結果表

3.2 SMA20路用性能驗證

按照3.1節(jié)確定的配合比進行試驗驗證，結果見表9。根據(jù)試驗結果可知，本文設計的SMA20瀝青混合料均滿足設計要求，具有良好的路用性能。

表9 SMA20瀝青混凝土配合比試驗驗證結果表

3.3 SMA20在桂柳高速公路中的應用

桂柳高速長大縱坡路段采用了上述設計方法和配合比設計成果，施工階段對SMA瀝青混合料的結果進行了抽檢，結果匯總見表10。

表10 SMA20日常抽檢結果表

從表10中的結果來看，由于優(yōu)化后的SMA瀝青混合料具有更好的骨架結構，SMA20瀝青混合料70 ℃車轍試驗的動穩(wěn)定度均值可達4 900次/mm，與常規(guī)的SMA材料相比，能夠顯著改善高溫穩(wěn)定性，即使采用超過規(guī)范要求的試驗溫度(70 ℃)開展車轍試驗，動穩(wěn)定度值也較高?？梢?，為了增強適應性，針對桂柳高速長大縱坡路段而進行優(yōu)化設計的SMA20瀝青混合料，在實際應用中取得了較為顯著的使用效果，特別是高溫穩(wěn)定性得到了較大幅度的改善。

4 結語

本文針對桂柳高速公路路面改造工程中長大縱坡路段的特點，開展了瀝青加鋪層SMA20的設計和應用研究，通過級配優(yōu)化選擇了骨架效果最佳的瀝青混合料級配，經過室內試驗和實體工程驗證發(fā)現(xiàn)，本文所設計的SMA20瀝青混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性和綜合路用性能，適用于重載交通條件的抗車轍型路面，可供廣西區(qū)內其他路面改造工程參考使用。