張廣照 胡文學(xué)

瀝青路面早期損壞的一個(gè)重要原因是路面結(jié)構(gòu)的不均勻性，而造成路面結(jié)構(gòu)不均勻的主要原因是瀝青混合料的離析。減少和消除離析，對(duì)提高路面工程質(zhì)量，改善路面結(jié)構(gòu)均勻性和耐久性，延長(zhǎng)路面使用壽命有著重要的理論意義和工程價(jià)值。文章依托崇左至水口高速公路工程項(xiàng)目，從混合料設(shè)計(jì)級(jí)配通過(guò)率變化的角度出發(fā)，研究級(jí)配不同通過(guò)率對(duì)路面結(jié)構(gòu)離析的影響，以保證瀝青路面的整體均勻性。

瀝青路面;級(jí)配設(shè)計(jì);均勻性;離析

U416.217A070195

0?引言

近年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，通車總里程快速增加，高速公路瀝青路面質(zhì)量也在不斷提高。但部分高速公路瀝青路面在短期內(nèi)就出現(xiàn)了車轍、推移、擁包、脫落、松散、透水、唧漿等現(xiàn)象，導(dǎo)致瀝青路面早期損壞。瀝青路面的早期損壞往往是從路面的薄弱環(huán)節(jié)開(kāi)始，而這些薄弱環(huán)節(jié)與瀝青路面的不均勻性存在直接聯(lián)系。提高瀝青路面的均勻性對(duì)提高路面的使用質(zhì)量，減少早期損壞具有重要的意義。如何在施工過(guò)程中提高瀝青路面質(zhì)量的均勻性，以預(yù)防或減少早損破壞的發(fā)生，已成為項(xiàng)目參建各方共同關(guān)注的難題。

瀝青混合料級(jí)配離析使得路面密度、空隙率分布不均勻，從而導(dǎo)致局部路面與整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大差異，道路的路用性能將會(huì)大大降低，瀝青路面的使用壽命急劇縮短。離析一方面是由于施工和管理方法不合理造成的;另一方面則是由于集料級(jí)配設(shè)計(jì)的不合理造成的。前者可以通過(guò)在施工過(guò)程中采取一定的措施給予解決，但如果級(jí)配設(shè)計(jì)不合理，則很難從施工方面采取合理的改善方法。因此研究級(jí)配設(shè)計(jì)階段不同通過(guò)率對(duì)混合料的離析影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配的離析趨勢(shì)評(píng)估，可以從源頭上減輕瀝青混合料離析的發(fā)生概率。

1?試驗(yàn)方案

以AC-25類瀝青混合料兩種級(jí)配在相同馬氏孔隙率、油石比及施工管理?xiàng)l件下的試驗(yàn)段施工為例，結(jié)合無(wú)核密度儀壓實(shí)度檢測(cè)及構(gòu)造深度數(shù)據(jù)分析，研究不同級(jí)配對(duì)瀝青混合料離析的影響。

1.1?試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)所用原材料集料及瀝青檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)表1～2。

1.2?級(jí)配設(shè)計(jì)

本研究依托實(shí)體工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)了2種級(jí)配。設(shè)計(jì)思路為：設(shè)計(jì)空隙率及油石比相同，研究不同級(jí)配對(duì)路面離析的影響。其中，1#級(jí)配具有一定間反S型，其具有粗料偏粗、細(xì)料偏細(xì)的特征;2#級(jí)配為S型含中間粒徑集料較多的級(jí)配。級(jí)配對(duì)比見(jiàn)表3和圖1，馬歇爾指標(biāo)及相關(guān)性能試驗(yàn)對(duì)比見(jiàn)表4。

2?試驗(yàn)段攤鋪碾壓工藝

本次試驗(yàn)段采用1臺(tái)福格勒2100-3L型攤鋪機(jī)全幅作業(yè)，攤鋪采用掛鋼絲控制高程和平整度，采用3臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)以及2臺(tái)膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。試驗(yàn)段碾壓工藝見(jiàn)表5?，F(xiàn)場(chǎng)攤鋪速度約1.5～2.0 m/min，試驗(yàn)段鋪筑厚度為8 cm，松鋪系數(shù)預(yù)設(shè)為1.25。

3?試驗(yàn)段檢測(cè)結(jié)果

對(duì)鋪筑的試驗(yàn)路進(jìn)行鉆芯取樣，然后根據(jù)最大理論相對(duì)密度計(jì)算芯樣的空隙率，并采用無(wú)核密度儀檢測(cè)密度，鋪砂法檢測(cè)構(gòu)造深度，對(duì)瀝青路面的均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)。鉆芯取樣壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表6，以無(wú)核密度儀檢測(cè)結(jié)果反算路面空隙率及構(gòu)造深度，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下頁(yè)表7～9。

由表6～9可知：

（1）試驗(yàn)段路面表面均勻性依次是：級(jí)配2>級(jí)配1。

（2）芯樣檢測(cè)結(jié)果顯示：級(jí)配1路面取芯芯樣孔隙率波動(dòng)過(guò)大，部分芯樣已不滿足施工控制要求;級(jí)配2路面取芯芯樣空隙率位于3%～7%的合理區(qū)間。

（3）由無(wú)核密度儀檢測(cè)結(jié)果可知：級(jí)配1有81.2%的空隙率位于3%～7%之間;級(jí)配2有100%的空隙率位于3%～7%之間。因此，級(jí)配2鋪筑路面的均勻性要優(yōu)于級(jí)配1。

（4）由構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果可知：級(jí)配1構(gòu)造深度介于0.48～1.23之間;級(jí)配2構(gòu)造深度介于0.67～0.85之間。因此，級(jí)配2鋪筑路面的均勻性要優(yōu)于級(jí)配1。

4?結(jié)語(yǔ)

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果和分析，混合料離析同集料配合比設(shè)計(jì)密切相關(guān)。在混合料中最大粒徑及其附近粒徑的集料含量是影響混合料離析的主要原因，若最大粒徑及其附近粒徑的集料含量偏多會(huì)造成大粒徑料增多，中間粒徑料減少，級(jí)配不均勻，這種級(jí)配鋪筑出來(lái)的瀝青路面離析嚴(yán)重。解決離析的方法是盡量減少最大粒徑的集料和細(xì)料的含量，增加中間粒徑的集料含量，使設(shè)計(jì)級(jí)配曲線在規(guī)范級(jí)配范圍內(nèi)呈S型。該級(jí)配特點(diǎn)可減少混合料設(shè)計(jì)階段潛在的離析特性，并為級(jí)配設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

[1]JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

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