王朝鋒 劉 雨

（開(kāi)封大學(xué)土木建筑工程學(xué)院，河南 開(kāi)封 475004）

因此，其可以用在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，新建道路表面磨耗層，城市道路快速罩面，隧道路面鋪裝等多種場(chǎng)合下。本試驗(yàn)在高摩阻薄層罩面材料[1-3]、超薄磨耗層[4-6]等的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程實(shí)際，提出一種厚度不超過(guò)20mm 的極薄磨耗層混合料設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)本方案的幾項(xiàng)路用性能進(jìn)行測(cè)試，并將其用于道路養(yǎng)護(hù)的實(shí)際工程，以探索一種技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的道路預(yù)防性及常規(guī)養(yǎng)護(hù)的解決方案。

1 道路材料選擇

影響極薄磨耗層路用性能的因素有兩方面：一是原材料的選擇，二是集料的級(jí)配設(shè)計(jì)。由于極薄磨耗層的厚度所限，對(duì)集料的粒徑不能大，同時(shí)也要考慮集料的力學(xué)指標(biāo)。對(duì)瀝青材料，也要考慮其性能指標(biāo)與集料及混合料路用性能互相影響的問(wèn)題。

本試驗(yàn)所用集料為來(lái)自新鄉(xiāng)石灰?guī)r集料，因?yàn)槭規(guī)r價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)性好。礦粉為輝縣市中原鈣粉有限公司產(chǎn)品。瀝青為山東京博石油化工有限公司的A-70 改性瀝青。

1.1 粗、細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)

本試驗(yàn)的極薄磨耗層本身厚度最大為20mm，又是道路表層，這就要求粗集料的指標(biāo)必須滿足耐磨、壓碎、強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)，以承受車輛荷載的直接作用。洛杉磯磨耗損失指標(biāo)可以反映路面表層材料的耐磨性、耐久性，磨光值主要評(píng)價(jià)路面抗滑性能。其它粗集料具體技術(shù)要求和試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表1 粗集料技術(shù)要求和試驗(yàn)結(jié)果

表2 細(xì)集料技術(shù)要求和試驗(yàn)結(jié)果

1.2 礦粉指標(biāo)

礦粉對(duì)瀝青混合料的性能有重要影響，要求潔凈且干燥。本試驗(yàn)選用石灰?guī)r礦粉，屬于強(qiáng)基性巖石，憎水性石料。其基本性能如表3 所示。

表3 礦粉技術(shù)要求和試驗(yàn)結(jié)果

1.3 改性瀝青材料

瀝青性能本身對(duì)路面抗滑性能、耐久性能影響較大。本試驗(yàn)選擇SBS 改性劑對(duì)A-70 瀝青改性，改性后的瀝青性能如表4 所示。為提高瀝青與集料之間的黏結(jié)力及混合料的耐久性，在改性瀝青的基礎(chǔ)上，后期再拌合混合料時(shí)添加復(fù)配劑，以保證瀝青達(dá)到所需的黏度、軟化點(diǎn)，提高路用性能。

表4 瀝青技術(shù)要求和試驗(yàn)結(jié)果

2 級(jí)配設(shè)計(jì)

集料的級(jí)配也對(duì)混合料的路用性能有很大影響。極薄磨耗層的混合料設(shè)計(jì)級(jí)配及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。從表中數(shù)據(jù)可知，極薄磨耗層為斷級(jí)配，公稱最大粒徑均為9.5mm，設(shè)計(jì)級(jí)配相對(duì)偏粗。

表5 極薄磨耗層混合料級(jí)配

3 最佳油石比的確定

混合料在拌和時(shí)添加了復(fù)配劑，目的是提高混合料的路用性能，對(duì)膠結(jié)料瀝青及混合料的性能有所改變。確定最佳油石比采用馬歇爾試驗(yàn)，按照標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。擊實(shí)結(jié)束后，將試件橫向放置冷卻時(shí)間不少于12 h 后脫模。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，油石比范圍大致在4.5%～6.5%之間，以0.5%為間隔，雙面擊實(shí)75 次成型馬歇爾試件，測(cè)得各油石比馬歇爾試件性能如表6 所示。

表6 不同油石比下馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

由表格數(shù)據(jù)可以確定最佳瀝青用量5.1%，對(duì)5.1%油石比的混合料進(jìn)行謝倫堡析漏試驗(yàn)。析漏試驗(yàn)采用燒杯法。試驗(yàn)參照J(rèn)TGE20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果為0.056%，符合規(guī)范規(guī)定的不超過(guò)0.2%的要求。

4 路用性能檢驗(yàn)

對(duì)選定的最佳瀝青用量及配合比混合料，進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)檢測(cè)其路用性能。先進(jìn)行水穩(wěn)定性試驗(yàn)，包括真空飽水馬歇爾試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)，考查混合料在水浸條件下，抵抗瀝青膜剝離、松散出現(xiàn)坑槽等水損害能力的大小。然后進(jìn)行高溫性能檢測(cè)，即車轍試驗(yàn)，檢測(cè)其再高溫和荷載共同作用下抵抗變形能力的大小。最后再對(duì)混合料進(jìn)行肯塔堡分散試驗(yàn)，即抗磨耗性能試驗(yàn)，檢測(cè)混合料作為路表面集料抵抗脫落和散失能力的大小。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

極薄磨耗層礦料級(jí)配為開(kāi)級(jí)配，級(jí)配相對(duì)偏粗，采用改性瀝青，試驗(yàn)確定最佳油石比為5.1%，拌合時(shí)摻加復(fù)配劑。混合料的析漏試驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求。瀝青混合料進(jìn)行路用性能試驗(yàn)結(jié)果表明瀝青混合料的主要路用性能均滿足設(shè)計(jì)要求，為試驗(yàn)用的極薄磨耗層應(yīng)用于實(shí)際工程提供了理論依據(jù)。