卜宗
(中建路橋集團(tuán)第六工程有限公司,河北 邢臺 054000)
某高速公路全長53.62km,雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,起點樁號為K1520+000,終點樁號為K1573+260,路基寬36m,路基平均填高4m。最大填高6m,最小填高3.2m。瀝青路面設(shè)計總厚度為80cm,下面層和上基層之間聯(lián)結(jié)層采用6cm的ATB-25混合料,基層采用水泥穩(wěn)定碎石層。
1.溫拌劑
采用有機(jī)化學(xué)類溫拌改性劑,外形呈白色固體顆粒狀,可有效改善瀝青流動性能,熔點在105℃左右,溫度超過120℃時會導(dǎo)致固體顆粒溶解為流動狀態(tài)。因此,瀝青混合料在高溫時加入溫拌劑可降低瀝青與集料之間的黏結(jié)力,從而降低瀝青混合料的生產(chǎn)溫度。
2.瀝青
試驗路段施工使用SBS改性瀝青作為原材料,并對瀝青各項性能指標(biāo)進(jìn)行試驗檢測。
所用瀝青為SBS改性瀝青需要在160℃恒溫裝置中預(yù)熱20min,再加入溫拌劑,摻量為0%、1%、2%、3%、4%,分別記為A組、B組、C組、D組、E組,然后在攪拌器轉(zhuǎn)速為1500r/min后攪拌30min制得溫拌瀝青。
1.針入度
瀝青黏稠度最直接的檢測方法是針入度試驗,針入度值可以有效反映瀝青的黏稠度,針入度值越大,瀝青越黏稠。為研究不同溫拌劑摻量對瀝青黏稠度的影響,項目組根據(jù)規(guī)范要求,在實驗室對樣品A組、B組、C組、D組、E組5組溫拌瀝青進(jìn)行針入度試驗,檢測結(jié)果如表1所示。
表1 不同溫拌劑摻量下溫拌瀝青針入度檢測結(jié)果
2.軟化點
為研究不同溫拌劑摻量對瀝青軟化點的影響,項目組對5組溫拌瀝青進(jìn)行軟化點試驗,不同溫拌劑摻量瀝青軟化點檢測結(jié)果如表2所示。
表2 不同溫拌劑摻量下溫拌瀝青軟化點檢測結(jié)果
3.延度
為研究不同溫拌劑摻量對瀝青延度的影響,項目組對5組溫拌瀝青進(jìn)行延度試驗,在試驗溫度為5℃時進(jìn)行檢測。不同溫拌劑摻量瀝青延度檢測結(jié)果如表3所示。
表3 不同溫拌劑摻量下溫拌瀝青延度檢測結(jié)果
本文優(yōu)選集料,粗集料選用玄武巖,細(xì)集料選用石灰?guī)r機(jī)制砂。為研究不同級配設(shè)計對溫拌瀝青路面路用性能的影響,選取K450+000~K450+300道路右側(cè)作為試驗路段,將300m試驗路段平均分成3段,每段長100m。級配1制備的混合料攤鋪試驗路段A,級配2制備的混合料攤鋪試驗路段B,級配3制備的混合料攤鋪試驗路段C,試驗路段級配設(shè)計方案如表4所示。
表4 試驗路段級配設(shè)計方案
碾壓工作可以使粗細(xì)集料相互擠壓密實,因此碾壓作業(yè)十分重要。試驗路段采用沖擊碾壓技術(shù)。碾壓成型規(guī)則為“先輕壓,后重壓、先慢壓,后快壓、先壓兩邊,后壓中間”。
車轍試驗可有效反映瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,為研究溫拌瀝青不同級配對瀝青路面高溫穩(wěn)定性能的影響,在試驗路段進(jìn)行小型往返車轍試驗,動穩(wěn)定檢測結(jié)果如表5所示,其動穩(wěn)定度DS計算如式(1)所示。
表5 試驗路段動穩(wěn)定檢測結(jié)果
式中,DS為動穩(wěn)定度(次/mm);d1為對應(yīng)時間t1的變形量(mm);d2為對應(yīng)時間t2的變形量(mm);C1為修正系數(shù),取1.0;C2為試件系數(shù),取1.0;N為試件輪碾速度,取42次/min。
由表5可知,試驗路段A動穩(wěn)定度為5648次/mm,試驗路段B動穩(wěn)定度為5894次/mm,試驗路段C動穩(wěn)定度為5724次/mm,3條溫拌瀝青試驗路段動穩(wěn)定度均符合要求,使用級配2的試驗路段動穩(wěn)定度最好,高溫穩(wěn)定性最佳。
瀝青路面最常見的病害是裂縫,為研究溫拌瀝青不同級配對瀝青路面低溫穩(wěn)定性能的影響,在試驗路段進(jìn)行小梁彎曲試驗,計算彎曲試驗最大拉應(yīng)變?nèi)缡剑?)所示,計算結(jié)果如表6所示。
表6 最大拉應(yīng)變檢測結(jié)果
由表6可知,試驗路段A最大拉應(yīng)變?yōu)?152με,試驗路段B最大拉應(yīng)變?yōu)?185με,試驗路段C最大拉應(yīng)變?yōu)?124με,3條溫拌瀝青試驗路段最大拉應(yīng)變均符合要求,使用級配2的試驗路段最大拉應(yīng)變最大,低溫穩(wěn)定性最佳。
本文采用溫拌劑摻量為0%、1%、2%、3%和4%的比例制備溫拌瀝青,并檢測其三大指標(biāo)。當(dāng)溫拌劑摻量為4%時延度不滿足規(guī)范要求,因此應(yīng)將摻量控制在1%~3%。此外,經(jīng)項目組在試驗路段采用不同級配攤鋪施工,開展車轍試驗和低溫彎曲試驗可知,表面溫拌瀝青混合料使用級配2可提高路用性能。