彭少龍 馮波 韋增增 陸賢芬

摘要：

為優(yōu)化粗粒式石灰?guī)r瀝青混合料AC-25的組成設(shè)計(jì)，采用0～4.75 mm普通機(jī)制砂作為細(xì)集料，設(shè)計(jì)了8組AC-25的生產(chǎn)配合比曲線進(jìn)行應(yīng)用分析，結(jié)果表明：普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的19 mm、9.5 mm、4.75 mm、

2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm的通過率宜分別控制在78%、43%、30%、22%、12%、6%;熱料倉（0～3 mm）、礦粉的用量分別按19%、3%設(shè)計(jì)的普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25在高溫120 ℃～160 ℃下振動(dòng)、搓揉碾壓易成型密實(shí)、路面均勻，下面層普通機(jī)制砂瀝青路面殘留空隙率為4%±1.5%，其漢堡車轍深度<6 mm時(shí)高溫穩(wěn)定性能良好。

關(guān)鍵詞：

道路工程;瀝青混合料;機(jī)制砂;空隙率;高溫穩(wěn)定性

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：U416.02-A-13-037-4

0 引言

在交通荷載與氣候條件作用下，瀝青混合料組成設(shè)計(jì)的目標(biāo)是提高其抗剪切強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度和臨界應(yīng)變。瀝青混合料的抗剪切強(qiáng)度依賴于粗集料與瀝青膠（砂）漿之間的粘聚力、粘附性及瀝青砂漿的填充密實(shí)性 [1-2]。與傳統(tǒng)的AC-25組成設(shè)計(jì)采用石屑做細(xì)集料相比，本文AC-25采用普通機(jī)制砂作為細(xì)集料，普通機(jī)制砂的顆粒形狀、級(jí)配、潔凈度提高了瀝青膠（砂）漿與粗集料間的粘聚力與粘附性，瀝青膠（砂）漿均勻分散裹附在粗集料表面，攤鋪碾壓過程中粗集料間相互傳遞嵌擠咬鎖易于成型穩(wěn)定，保證下面層普通機(jī)制砂瀝青路面粗糙、均勻、密實(shí)。

1 普通機(jī)制砂混合料AC-25的組成設(shè)計(jì)

瀝青混合料的瀝青與礦料材料檢測(cè)結(jié)果如下頁表1、表2所示，其中，細(xì)集料（0～5）mm是采用碎石加工的普通機(jī)制砂，與傳統(tǒng)的石屑“兩頭多”相比，普通機(jī)制砂采用碎石作為原材料，采用專用制砂機(jī)進(jìn)行加工，其更潔凈、棱角性好，2.36 mm的通過率在72%以上，級(jí)配中的有效成分即0.15～1.18 mm約為40%，0.075 mm的通過率≤15%。

本文從拌和樓各熱料倉取料篩分，熱料倉集料的篩分結(jié)果如下頁表3所示、礦粉的密度試驗(yàn)結(jié)果如下頁表4所示。

瀝青混合料依靠集料間的嵌擠和瀝青膠砂的填充密實(shí)形成其抗剪強(qiáng)度，其中，細(xì)集料、礦粉的用量設(shè)計(jì)及其形成的瀝青膠（砂）漿在粗集料表面的有效裹附最為關(guān)鍵，過多或者富余的自由瀝青膠（砂）漿會(huì)降低瀝青混合料的抗變形能力及因其局部聚集影響在攤鋪過程的分布均勻性。廣西高速公路瀝青路面下面層AC-25采用普通機(jī)制砂做細(xì)集料的經(jīng)驗(yàn)較少，為此，本文按經(jīng)典的粗顆粒斷級(jí)配設(shè)計(jì)思路

[3-4]，設(shè)計(jì)八條級(jí)配曲線（見表5、圖1），油石比為3.8%、礦粉用量為3%，擬找出機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的細(xì)集料用量。

普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

由表4、表6、圖1可知：AC-25的八條曲線：19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm的通過率分別為72.1%～78.8%、38.0%～45.7%、28.1%～30.2%、21.8%～23.5%、10.9%～12.0%、4.2%～4.4%，其中，礦粉的用量為3%、熱料倉（0～3）mm為18%～21%。AC-25的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果毛體積相對(duì)密度為2.447～2.500、空隙率相應(yīng)為2.8%～4.9%。

級(jí)配二是級(jí)配一基礎(chǔ)上調(diào)粗（將0～3 mm減1%，22～30 mm加1%），空隙率反而下降0.5%;級(jí)配三是在級(jí)配二基礎(chǔ)上調(diào)細(xì)（將6～12 mm減2%，0～3 mm加2%），空隙率反而增加1.6%;級(jí)配四是在級(jí)配三基礎(chǔ)上調(diào)粗（將0～3 mm減2%，12～16 mm、22～30 mm分別加了1%），空隙率反而下降1.3%;級(jí)配五在規(guī)范曲線范圍之內(nèi)，空隙率反而更大;級(jí)配六在級(jí)配五基礎(chǔ)上調(diào)細(xì)（將12～16 mm減1%，0～3 mm加1%），空隙率下降0.5%;級(jí)配七在級(jí)配五基礎(chǔ)上再調(diào)細(xì)（將12～16 mm

減2%，0～3 mm加2%），空隙率下降0.3%;級(jí)配八在級(jí)配四基礎(chǔ)上調(diào)細(xì)（將16～22 mm減2%，6～12 mm加2%），空隙率增加0.2%。

級(jí)配三、級(jí)配五、級(jí)配六、級(jí)配七的普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的空隙率在4.5%～4.9%之間，說明AC-25采用3%礦粉、18%～21%的熱料倉（0～3）mm的組成設(shè)計(jì)相對(duì)合理。

選取級(jí)配六進(jìn)行性能驗(yàn)證，其中，級(jí)配六AC-25的19 mm、9.5 mm、

4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm的通過率分別為

78.8%、45.4%、29.1%、22%、11.3%、4.3%，3.8%油石比下其空隙率為4.5%，熱料倉（0～3）mm、礦粉用量分別為19%、3%。級(jí)配六普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的車轍試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

級(jí)配六普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果如表8、表9所示。

由表9可知，普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比均滿足設(shè)計(jì)文件技術(shù)要求，用堿性的普通硅酸鹽水泥等量代替礦粉，瀝青膠漿的黏度增大，AC-25的劈裂抗拉強(qiáng)度相應(yīng)增大約35%，其摻量宜為1%。

2 普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的工程應(yīng)用及檢驗(yàn)

按級(jí)配六推薦的生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)曲線，施工標(biāo)準(zhǔn)配合比中熱料倉（0～3）mm、礦粉用量分別為19%、3%進(jìn)行設(shè)計(jì)，福格勒攤鋪機(jī)螺旋撥動(dòng)粗顆粒（4.75～9.5）mm、（9.5～13.2）mm、（13.2～16）mm、（16～19）mm逐級(jí)傳遞嵌擠均勻分布，（0～2.36）mm有效分散裹附在粗集料表面，普通機(jī)制砂AC-25的動(dòng)穩(wěn)定度

（60 ℃）在（1 500～2 700）次/mm，高溫120 ℃～160 ℃下振動(dòng)、搓揉碾壓，瀝青路面無推移、軟彈、泛漿，瀝青路面殘留空隙率為4%±1.5%。

現(xiàn)場(chǎng)取普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25制作標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，浸水0.5 h、48 h馬歇爾穩(wěn)定度分別為8.88 kN、8.87 kN（見表10）。

普通機(jī)制砂下面層瀝青路面均勻密實(shí)不滲水、試件的空隙率為2.9%～5.0%（見表11）。

在普通機(jī)制砂下面層瀝青路面試驗(yàn)段鉆芯取樣，其位置為行車道左、右輪跡帶上，樁號(hào)為Yk127+420、Yk127+400距中央路緣石5 m和Yk127+360、Yk127+320距中央路緣石7.5 m。芯樣直徑為150 mm，切取上面層75 mm進(jìn)行漢堡車轍試驗(yàn)，車轍行走次數(shù)為8 000次，試驗(yàn)條件為空氣溫度60 ℃，試驗(yàn)結(jié)果

如表12所示。

3 結(jié)語

（1）粗粒式瀝青混合料AC-25的組成設(shè)計(jì)宜采用普通機(jī)制砂做細(xì)集料、1%普通硅酸鹽水泥做填料。

（2）普通機(jī)制砂瀝青混合料AC-25的19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.6 mm、0.075 mm的通過率宜分別控制在78%、43%、30%、22%、12%、6%。

參考文獻(xiàn)

[1]孫立軍，譚憶秋，胡小弟，等.重載交通下瀝青混合料設(shè)計(jì)方法的新思考[C].第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設(shè)計(jì)與施工卷，2002.

[2]王家舒，高 英.瀝青混合料體積指標(biāo)對(duì)路用性能的影響[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，39（5）：604-610.

[3]沙慶林.SAC和其他粗集料斷級(jí)配的礦料級(jí)配設(shè)計(jì)方法[J/OL].公路，2005（1）：143-150.

[4]譚憶秋，姚 李，張 銳，等.級(jí)配對(duì)密級(jí)配瀝青混合料體積指標(biāo)的影響[J].中外公路，2012，32（1）：213-217.

收稿日期：2021-03-22

作者簡(jiǎn)介：

彭少龍（1969—），高級(jí)工程師，主要從事公路工程建設(shè)技術(shù)管理工作;

馮 波（1978—），高級(jí)工程師，主要從事公路工程建設(shè)技術(shù)管理工作;

韋增增（1997—），碩士研究生，研究方向：道路材料、施工技術(shù)等;

陸賢芬（1982—），工程師，主要從事道路結(jié)構(gòu)與材料的研究工作。