廣東省南粵交通潮漳高速公路管理中心 / 龔曉攀

隨著我國(guó)高速公路迅猛發(fā)展，瀝青路面常用集料如石灰?guī)r、玄武巖等，由于地域分布不均，局部地區(qū)儲(chǔ)量不足，不能滿足當(dāng)前高等級(jí)公路瀝青路面的建設(shè)需求?；◢弾r在我國(guó)分布較廣，其中廣東、福建、廣西、湖北、安徽以及東北等地區(qū)儲(chǔ)量尤其豐富，且具有結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨、抗磨耗等特點(diǎn)，但花崗巖與瀝青粘附性較差，用花崗巖集料生產(chǎn)瀝青混合料水穩(wěn)性能不足，容易產(chǎn)生瀝青膜剝落導(dǎo)致路面松散、坑槽等水損壞，這一特征限制了花崗巖在瀝青路面中的應(yīng)用。為解決這一難題，國(guó)內(nèi)外對(duì)改善花崗巖等酸性集料水穩(wěn)性能開(kāi)展深入研究，如采用抗剝落劑、摻加消石灰粉等措施，成效顯著，但抗剝落劑售價(jià)高僅在瀝青上面層采用，消石灰粉市場(chǎng)供應(yīng)混亂，質(zhì)量難以控制。鑒于此，本文結(jié)合花崗巖在潮漳高速公路瀝青路面中的應(yīng)用實(shí)踐，總結(jié)花崗巖瀝青混合料的應(yīng)用效果及經(jīng)驗(yàn)，為類似地區(qū)高速公路瀝青路面建設(shè)提供參考。

1.工程概況

潮漳高速公路位于廣東省潮州市，路線全長(zhǎng)64.561km，設(shè)計(jì)速度100km/h，下面層采用8cm厚GAC-25結(jié)構(gòu)，中面層采用5.5cm厚GAC-20C結(jié)構(gòu)，上面層采用4.5cm厚GAC-16C結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目沿線花崗巖分布廣、儲(chǔ)量大，石灰?guī)r、玄武巖資源奇缺，施工初期選用了60km以外的閃長(zhǎng)巖碎石作為瀝青路面集料，因運(yùn)距遠(yuǎn)、價(jià)格高，加之環(huán)保部門的嚴(yán)格管控，斷供現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重制約工程進(jìn)度。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究論證，確定采用隧道洞渣花崗巖加工碎石，作為瀝青路面集料，同時(shí)添加水泥替代抗剝落劑，改善瀝青混合料的水穩(wěn)性能。

2.原材料性能指標(biāo)

2.1 瀝青

瀝青下面層采用A級(jí)70號(hào)石油瀝青，瀝青中上面層采用SBS I-D改性瀝青

2.2 花崗巖粗集料

花崗巖棄渣生產(chǎn)的4種規(guī)格集料，分別為10～25mm、10～20mm、5～10mm、3～5mm，經(jīng)過(guò)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果得知，花崗巖集料各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，其中花崗巖集料經(jīng)水泥、礦粉改性后，粘附性指標(biāo)由原3級(jí)提高至4級(jí)和5級(jí)，滿足瀝青下面層及中面層設(shè)計(jì)要求。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，花崗巖加工成碎石針片狀偏多，尤其5～10mm規(guī)格料針片狀含量偏大，花崗巖碎石中石英晶體顆粒含量偏大。

2.3 細(xì)集料

細(xì)集料采用0～3mm石灰?guī)r機(jī)制砂，由主要技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果可知，機(jī)制砂的砂當(dāng)量、石粉含量指標(biāo)雖符合要求，但已接近設(shè)計(jì)要求臨界值。

2.4 瀝青混合料性能檢驗(yàn)

瀝青中、下面層生產(chǎn)配合比混合料各項(xiàng)性能檢驗(yàn)結(jié)果表明，瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比、滲水系數(shù)以、低溫彎曲破壞應(yīng)變及肯德堡飛散損失等均滿足設(shè)計(jì)要求。

3.施工生產(chǎn)控制

3.1 石場(chǎng)生產(chǎn)質(zhì)量控制

（1）花崗巖集料采用三級(jí)破碎工藝，分四檔料加工生產(chǎn)。在鄂式（第一級(jí)）破碎機(jī)與圓錐（第二級(jí)）破碎機(jī)之間加入5mm振動(dòng)篩，過(guò)濾5mm以下顆粒，控制針片狀顆粒含量，最后一級(jí)破碎采用了雙反擊腔破碎機(jī)，用以提高集料整形效率。

（2）分級(jí)挑揀石材，綜合利用花崗巖棄渣。優(yōu)選裂隙少、色澤一致、石英晶體成分少的毛石用于瀝青面層材料，次級(jí)毛石用于基層、底基層、墊層等材料。

（3）花崗巖堅(jiān)硬、耐磨、表面粗糙，會(huì)加速破碎設(shè)備磨損，影響碎石粒徑均勻、穩(wěn)定，應(yīng)經(jīng)常觀察牙板、篩網(wǎng)的磨損程度，磨損嚴(yán)重時(shí)必須及時(shí)更換。

3.2 后場(chǎng)質(zhì)量控制

（1）加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)材料抽檢及使用過(guò)程監(jiān)管。瀝青進(jìn)場(chǎng)應(yīng)逐車抽檢，使用時(shí)每天應(yīng)取樣檢驗(yàn)三大指標(biāo)?；◢弾r集料每天應(yīng)抽檢針片狀、雜巖（石英結(jié)晶顆粒）含量，機(jī)制砂每天抽檢砂當(dāng)量、石粉含量及含水率。

（2）加強(qiáng)原材料存儲(chǔ)管理。不同規(guī)格集料應(yīng)分倉(cāng)堆放，嚴(yán)格控制料堆高度（≤5m），料倉(cāng)及拌和機(jī)料斗上方應(yīng)遮蓋防雨。瀝青儲(chǔ)存溫度應(yīng)控制在合理范圍，基質(zhì)瀝青宜為130℃～140℃，改性瀝青150℃～160℃，且應(yīng)加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)。礦粉、水泥應(yīng)及時(shí)入罐存放。

（3）隨時(shí)在線監(jiān)測(cè)拌和樓設(shè)備的礦料用量、油石比、拌和時(shí)間及溫度。施工期間定期對(duì)拌和樓計(jì)量、控制系統(tǒng)進(jìn)行校核，同時(shí)檢查拌和樓篩網(wǎng)破損、堵孔以及除塵效果，確保拌和過(guò)程中供料穩(wěn)定。

（4）隨時(shí)觀察花崗巖瀝青混合料是否存在離析、花白料、油團(tuán)等現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)應(yīng)予廢棄。試驗(yàn)室每工作班至少2次抽取樣品，進(jìn)行瀝青含量抽提試驗(yàn)及礦料級(jí)配分析，驗(yàn)證在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并制作試件進(jìn)行馬歇爾和肯德堡分散試驗(yàn)，測(cè)定空隙率、穩(wěn)定度、流值以及試件飛散損失指標(biāo)。

3.3前場(chǎng)施工質(zhì)量控制

（1）拌和樓熟料倉(cāng)放料時(shí)，車輛應(yīng)前后移動(dòng)3次進(jìn)行裝料，最大限度減少裝料離析。車輛卸料時(shí)不能碰撞攤鋪機(jī)，起頂高度不應(yīng)過(guò)高，仰角控制在400以內(nèi)，由攤鋪機(jī)推動(dòng)緩緩前行，使瀝青混合料整體下滑至攤鋪機(jī)斗內(nèi)，避免粗料滾動(dòng)離析。

表1 花崗巖路面性能檢測(cè)結(jié)果

（2）瀝青混合料布料高度不宜超過(guò)螺旋布料器高度的2/3，并保證布料器勻速向兩側(cè)供料，布料器端部距物料側(cè)面擋板距離應(yīng)在10～30cm，前擋板底部掛設(shè)柔性擋板，以防止瀝青混合料豎向離析。

（3）攤鋪過(guò)程中嚴(yán)格檢測(cè)車輛、布料器、受料斗兩側(cè)的混合料溫度，對(duì)于溫度不合格的混合料應(yīng)予廢棄，不得強(qiáng)行攤鋪碾壓。松鋪厚度確定后不宜輕易調(diào)整，攤鋪速度控制在2～3m/min，對(duì)紅外線找平系統(tǒng)應(yīng)格外注意保護(hù)及不可輕易擾動(dòng)，保證攤鋪時(shí)平整度。

（4）瀝青混合料應(yīng)在高溫條件下緊跟碾壓，碾壓組合為：初壓采用兩臺(tái)13t以上鋼輪壓路機(jī)各弱振一遍，一臺(tái)前靜后振一遍，一臺(tái)前振后振一遍；復(fù)壓采用三臺(tái)13t以上鋼輪壓路機(jī)各強(qiáng)振兩遍，再用兩臺(tái)30t以上膠輪壓路機(jī)各碾壓兩遍；終壓采用一臺(tái)13t以上鋼輪壓路機(jī)靜壓兩遍，消除輪跡。

4.路用性能檢測(cè)

花崗巖瀝青混合料下面層、中面層完工后，對(duì)結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度、彎沉、平整度及滲水系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)，為了檢驗(yàn)花崗巖用于上面層的可能性，在攤鋪中面層試驗(yàn)路時(shí)，專門檢測(cè)了結(jié)構(gòu)層構(gòu)造深度、抗滑性能，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

從檢測(cè)結(jié)果可知：瀝青下面層、中面層的壓實(shí)度、彎沉、平整度及滲水系數(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，局部位置滲水系數(shù)超標(biāo)問(wèn)題，均已進(jìn)行了返工處理，交工驗(yàn)收評(píng)定合格；瀝青中面層試驗(yàn)路構(gòu)造深度、抗滑摩擦系數(shù)達(dá)到了瀝青表面層設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了摻水泥改性的花崗巖瀝青混合料可用于上面層材料。

5.結(jié)束語(yǔ)

潮漳高速公路瀝青路面采用花崗巖集料，摻水泥作為抗剝落劑，其瀝青混合料水穩(wěn)性能滿足要求，路用性能良好，為類似地區(qū)花崗巖在瀝青路面中的應(yīng)用提供如下經(jīng)驗(yàn)參考。

（1）花崗巖瀝青混合料摻水泥時(shí)，應(yīng)選擇硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，摻量為礦料總量1%～3%，具體應(yīng)根據(jù)集料粘附性和瀝青混合料三階段配合比試驗(yàn)結(jié)果綜合確定。

（2）花崗巖中常夾雜石英石晶體，對(duì)瀝青粘附性差，石場(chǎng)應(yīng)精心挑選毛石原料，對(duì)晶體富集的毛石應(yīng)予剔除，碎石中的晶體顆粒含量應(yīng)嚴(yán)格控制?；◢弾r加工成碎石針片狀偏多，應(yīng)通過(guò)破碎、篩分工藝予以調(diào)整，減少針片狀顆粒含量，重點(diǎn)控制5～10mm規(guī)格集料。

（3）花崗巖瀝青混合料細(xì)集料應(yīng)選擇石灰?guī)r機(jī)制砂，且應(yīng)對(duì)其石粉含量嚴(yán)格控制。礦粉宜選擇工廠生產(chǎn)的碳酸鈣粉，且要求碳酸鈣及氫氧化鈣含量高。

（4）花崗巖瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)檢驗(yàn)水穩(wěn)性指標(biāo)，除檢驗(yàn)馬歇爾殘留穩(wěn)定度、低溫彎曲破壞應(yīng)變等指標(biāo)，同時(shí)應(yīng)增加肯德堡飛散損失指標(biāo)檢驗(yàn)。

（5）針對(duì)花崗巖集料特性，瀝青路面施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)拌和樓原材料管理、成品檢驗(yàn)及瀝青混合料運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等過(guò)程質(zhì)量控制。

（6）廣東省潮汕地區(qū)花崗巖儲(chǔ)量豐富，采用花崗巖集料修筑瀝青路面，技術(shù)條件日趨成熟，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益不言而喻，適宜大量推廣應(yīng)用。