劉星亮

（河北懷來(lái)縣交通運(yùn)輸局路政管理所，河北 懷來(lái) 075400）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)道路工程發(fā)展迅速，瀝青路面建設(shè)的工程量也不斷增加。瀝青道路中，超過(guò)95%的道路采用半剛性材料作為基層，受自身特點(diǎn)的影響，在道路投入營(yíng)運(yùn)幾年之后，半剛性基層會(huì)向?yàn)r青路面產(chǎn)生反射裂縫，影響道路使用質(zhì)量。為降低反射裂縫對(duì)路面的影響，本文依托實(shí)際項(xiàng)目，以瀝青穩(wěn)定碎石作為下面層，分析瀝青穩(wěn)定碎石下面層性能以及施工工藝[1]。

1 工程概況

某公路工程采用瀝青穩(wěn)定碎石進(jìn)行路面下面層的鋪筑，道路鋪筑過(guò)程中就地選材，其整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

表1 結(jié)構(gòu)層樣式

2 工程實(shí)踐

ATB 為密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石，相較于瀝青混凝土具有更大的公稱最大粒徑，常用的ATB 瀝青穩(wěn)定碎石有ATB-25、ATB-30、ATB-40，這幾種材料作為路面材料在鋪筑之后具有較好的防水性能以及低溫性能，本項(xiàng)目選用ATB-30作為瀝青路面的下面層與半剛性基層連接。為了預(yù)防反射裂縫的產(chǎn)生，本文通過(guò)對(duì)下面層瀝青穩(wěn)定碎石的配合比設(shè)計(jì)、路用性能評(píng)價(jià)，分析ATB-30作為下面層的適用性和施工過(guò)程中的影響因素[2]。

2.1 級(jí)配設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目級(jí)配設(shè)計(jì)采用Superpave 的方法，可以更好地提高路面抗車轍能力、混合料的密實(shí)性，以滿足路面要求。Superpave 混合料的設(shè)計(jì)步驟為：材料選擇→材料試驗(yàn)→選擇目標(biāo)級(jí)配→選用滿足規(guī)范要求的3種不同礦粉用量，設(shè)計(jì)3組不同礦粉用量的級(jí)配→計(jì)算滿足要求的各種初始瀝青用量，制作馬歇爾試件→分析空隙率、飽和度、穩(wěn)定度等指標(biāo)，確定最佳礦粉用量、設(shè)計(jì)級(jí)配以及瀝青用量→配合比的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[3]。

本項(xiàng)目集料選擇當(dāng)?shù)禺a(chǎn)玄武巖，兩種材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)檢測(cè)如表2～表3所示。

表2 集料相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

表3 SK AH-70道路石油瀝青相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

在選定材料，測(cè)定材料各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求之后，按照Superpave方法進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，結(jié)果如表4、圖1所示。

表4 級(jí)配設(shè)計(jì)

圖1 級(jí)配設(shè)計(jì)曲線

2.2 最佳油石比的確定

本文以2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%五組油石比分別制作馬歇爾試件，測(cè)量其各項(xiàng)性能指標(biāo)。在制備馬歇爾試件過(guò)程中，瀝青混合料對(duì)于溫度敏感，因此，應(yīng)嚴(yán)格控制好各材料拌和時(shí)的溫度，溫度控制如表5所示。

表5 ATB-30馬歇爾試件控制溫度 單位：℃

不同油石比下的馬歇爾試件各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表6所示。

表6 不同油石比下的ATB-30馬歇爾試件性能指標(biāo)

表6（續(xù)）

由表6 可以看出，在4.0%的油石比下，ATB-30 的毛體積相對(duì)密度最大，為2.587，空隙率最小，穩(wěn)定度最好，因此本文選用4.0%的油石比作為最佳油石比。

2.3 礦粉摻量的確定

（1）物理性能

按照Superpave 的方法，本文選用3 種不同的礦粉用量，分別為3.8%、3.9%、4.0%，分別制成不同的ATB-30 混合料試件，并進(jìn)行物理性能的檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 不同礦粉摻量的瀝青穩(wěn)定碎石物理指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表7 試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ATB-30 混合料中礦粉摻量越小，毛體積密度也越小，空隙率、穩(wěn)定度隨抗車轍劑摻量增加而增大，其中毛體積密度變化與空隙率增長(zhǎng)有關(guān)。同時(shí)隨著礦粉摻量的持續(xù)增加，這些指標(biāo)增長(zhǎng)幅度和速率逐漸減緩，主要是因?yàn)榈V粉與瀝青凝結(jié)固化后形成一種較強(qiáng)的網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高了瀝青混合料的穩(wěn)定度，但達(dá)到一定程度后，瀝青混合料結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，幾乎不發(fā)生明顯變形。

（2）高溫性能

本文對(duì)不同礦粉摻量的瀝青混合料高溫性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 不同摻量抗車轍劑的瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

由表8分析可知，礦粉摻量越大，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度也越大，車轍深度隨礦粉摻量增加而逐漸減小，礦粉摻量從3.8%增加至4.2%時(shí)，車轍深度從2.9mm 降至1.2mm，表明添加礦粉可以有效提高其高溫性能，減小車轍產(chǎn)生的概率，從性能提升和經(jīng)濟(jì)性角度考慮，推薦最佳摻量為4.2%。

2.4 施工工藝

ATB-30 屬于大粒徑瀝青混合料，因此在施工的各個(gè)環(huán)節(jié)中，都應(yīng)該注意離析問(wèn)題，以保證路面的施工質(zhì)量。

（1）拌和

必須提前掌握ATB-30 混合料的拌和溫度，需進(jìn)行試拌，確定拌和時(shí)間。混合料拌和完成后，應(yīng)在運(yùn)輸車內(nèi)壁刷上一層隔離油，然后立即使用運(yùn)輸車保溫運(yùn)往施工地點(diǎn)。在施工時(shí)應(yīng)注意以下要點(diǎn)：①使用自卸式裝料車，先車頭、后車尾、再中間，防止粗細(xì)集料分離，造成離析；②裝料完成后使用棉被覆蓋，防止混合料溫度下降；③運(yùn)料車在作業(yè)時(shí)必須填寫運(yùn)料單，注明出廠溫度、到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度，并且對(duì)比兩者的溫度，不符合要求的應(yīng)當(dāng)場(chǎng)廢棄，不能使用[4]。

（2）攤鋪

ATB-30 混合料攤鋪時(shí)要采用雙攤鋪機(jī)同時(shí)作業(yè)，攤鋪時(shí)要有3～5臺(tái)運(yùn)料車等候。

（3）碾壓

碾壓的功率、時(shí)間以及頻率嚴(yán)格遵循施工規(guī)范，通常采用的碾壓方式為：初壓：使用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓一遍；復(fù)壓：雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2遍；終壓：雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2遍。

2.5 施工后評(píng)價(jià)

ATB-30 混合料由于粒徑較大，易發(fā)生離析，因此在施工后對(duì)下面層進(jìn)行檢測(cè)。本研究使用簡(jiǎn)單易行的鋪砂法進(jìn)行構(gòu)造深度的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表9。

表9 構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果 單位：mm

根據(jù)表9可知，粗集料在上時(shí)，更容易發(fā)生離析，約為正常情況下的2～3倍，而細(xì)集料在上時(shí)與正常情況下差異較小，表明粗集料與混合料離析具有較強(qiáng)的相關(guān)性，ATB-30混合料施工時(shí)應(yīng)盡可能保證細(xì)集料位于上部。

3 結(jié)語(yǔ)

本文依托某公路工程，通過(guò)對(duì)下面層瀝青穩(wěn)定碎石的級(jí)配設(shè)計(jì)、礦粉摻量和最佳油石比進(jìn)行研究，并在鋪筑試驗(yàn)路之后進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明：4.0%的油石比和4.2%的礦粉摻量可以保證ATB-30下面層具有較好的路用性能；在施工過(guò)程中，控制好施工條件，細(xì)集料位于上部可以更好地避免瀝青穩(wěn)定碎石離析。