彭小蕩,李海雁
(1.貴州省都勻公路管理局,貴州 都勻 558000;2.安順高速公路管理處,貴州 安順 561099)
貴州省位于我國西南的東南部,平均海拔在1 100 m左右,最高海拔2 900.6 m。其中92.5%的面積為山地和丘陵。屬于亞熱帶濕潤季風氣候,四季分明,平均氣溫在15 ℃左右,由于緯度較低,許多地區(qū)的氣候冬無嚴寒,夏無酷夏,最冷的1月份,平均溫度在3 ℃~8 ℃之間,而最熱的7月份,平均溫度也在18 ℃~26 ℃之間,另一方面貴州的地勢起伏較大,地形也較復(fù)雜,導(dǎo)致氣溫的垂直變化十分明顯,具有“一山有四季,十里不同天”的氣候特點。
為使Superpave技術(shù)更好地服務(wù)貴州省干線公路及更好地指導(dǎo)貴州省安順地區(qū)干線公路瀝青膠結(jié)料的選擇,收集了安順地區(qū)1986~2015年這30年多年連續(xù)7 d最高氣溫平均值及標準差、多年最低氣溫平均值及標準差,調(diào)研結(jié)果如表1所示。數(shù)據(jù)由國家氣象數(shù)據(jù)中心華云信息科技有限公司提供。
表1 貴州安順地區(qū)各觀測站氣候數(shù)據(jù)(1986年~2015年)
按照LTPPBind高溫模型和低溫模型在可靠度為98%的情況下確定的上面層瀝青膠結(jié)料PG等級如表2所示。下面層的瀝青膠結(jié)料PG等級根據(jù)具體路面結(jié)構(gòu)來確定??紤]到膠結(jié)料采購、存儲的便捷性,在經(jīng)濟性影響較小時,可以采用與上面層相同等級的膠結(jié)料。
表2 安順地區(qū)干線公路瀝青路面PG等級要求
考慮到瀝青膠結(jié)料PG等級“跳級”因素,對于夏季氣溫相對較低的安順地區(qū),可使用50#道路石油瀝青或70#道路石油瀝青,車速低于20 km/h的路段須使用SBS改性瀝青。結(jié)合本項目的實際情況,確定選用普通70#道路石油瀝青。
安順地區(qū)石灰?guī)r礦石儲備充分。具有較好的路用條件。本項目采用了優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r集料。集料加工篩網(wǎng)及粒徑規(guī)格如表3所示。
表3 上面層集料加工篩網(wǎng)及規(guī)格
Superpave混合料設(shè)計方法在1994年發(fā)布的時候,共包括28個不同的壓實功水平,分別代表7個交通量等級和4個氣候區(qū)。1999年Superpave技術(shù)專家組建議取消根據(jù)氣候區(qū)對壓實功進行分類,因為氣候?qū)旌狭显O(shè)計的影響已在瀝青膠結(jié)料性能等級規(guī)范(PG膠結(jié)料規(guī)范)中考慮,最終采用4個不同壓實功水平,該建議在2000年被AASHTO正式采用。Superpave方法中設(shè)計旋轉(zhuǎn)壓實次確定的依據(jù)是在室內(nèi)用該旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)成型的試件的空隙率和現(xiàn)場混合料在使用一段時期以后的空隙率一樣。
按照現(xiàn)有Superpave混合料設(shè)計的要求,基于交通量等級劃分,安順干線公路都應(yīng)該采用125次的旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù),這與我國大部分地區(qū)高速公路情況類似,但目前在實踐中各地大多采用100次的壓實次數(shù),主要考慮到如果采用125次設(shè)計旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)可能會造成現(xiàn)場壓實的困難,即存在旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)主與施工現(xiàn)場碾壓壓實的匹配問題?;诎岔樀貐^(qū)施工工藝控制水平及對高溫特性要求不高,本依然采用100次旋轉(zhuǎn)壓實功。
礦料合成級配結(jié)果如表4所示。
表4 sup-13生產(chǎn)配合比礦料級配設(shè)計
sup-13瀝青混合料體積參數(shù)如表5所示。
表5 瀝青混合料體積性質(zhì)表
sup-13瀝青混合料性能驗證結(jié)果如表6所示。
表6 性能驗證結(jié)果統(tǒng)計表
級配設(shè)計及驗證結(jié)果表明,混合料的各項指標滿足要求,可以用于路面施工。
瀝青混合料采用間歇式瀝青拌合站進行拌和。瀝青混合料的溫度控制在允許范圍。
拌和機向運料車放料時,汽車應(yīng)前后移動,分幾堆裝料,以減少粗集料的分離現(xiàn)象。運料車應(yīng)有良好的篷布覆蓋設(shè)施,卸料過程中繼續(xù)履蓋直到卸料結(jié)束取走篷布,以資保溫或避免污染環(huán)境。
攤鋪機的攤鋪速度可根據(jù)拌和機的產(chǎn)量、施工機械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度,按2~4 m/min予以調(diào)整選擇,做到緩慢、均勻、不間斷地攤鋪。連續(xù)穩(wěn)定地攤鋪,是提高路面平整度最主要措施。
瀝青混合料的壓實是保證瀝青面層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),選擇的壓路機組合方式及碾壓步驟如表7。
表7 壓路機碾壓速度(km/h)
(1)貴州安順地區(qū)瀝青可選擇PG56-10等級,一般為普通70#道路石油瀝青或改性瀝青。
(2)在進行混合料設(shè)計時,旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)可以采用100次旋轉(zhuǎn)壓實。
(3)Superpave瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能突出,路用性能良好。滿足安順干線公路的要求。
貴州的氣候特點、交通量組成具有多樣性,不同地區(qū)有較顯著的差異,可以在各地市區(qū)域開展針對性的應(yīng)用研究工作。