GTM法設計在烏嘎一級公路瀝青下面層的應用

高二利 邵先勝 李燕華

（內蒙古交通設計研究院有限責任公司內 蒙古呼和浩特 010000）

GTM法設計在烏嘎一級公路瀝青下面層的應用

高二利 邵先勝 李燕華

（內蒙古交通設計研究院有限責任公司內 蒙古呼和浩特 010000）

隨著我國國民經濟的快速發展，車輛超載化越來越嚴重，大大降低了瀝青路面使用壽命，縮短了路面的大、中修期，使得道路養護成本增加，為了更好地適應交通量的迅速增加，超載嚴重的現實情況，需要改進原設計的方法來提高其瀝青路面的路用性能。

GTM法；公路瀝青路面；應用

1 GTM法設計瀝青混合料的優點

（1）GTM機是1960年美國工程兵團在模擬汽車荷載對路面實際作用過程中發明創造出來的，其原理采用的是在一定壓力作用下通過揉搓旋轉來成型試件，在試驗成型過程不會對集料造成大的破碎，能夠更好地模擬汽車輪胎對路面的作用，以此原理設計出的瀝青混合料更符合道路的實際作用情況。（2）GTM法設計與路面實際狀況聯系更密切，使用GTM法設計瀝青混合料時,根據每條道路的情況選擇其對應的瀝青混凝土設計強度,充分考慮公路汽車行駛荷載的實際負荷情況,使其剪切應力小于其設計的瀝青混合料抗剪強度，以及同時產生的應變應在可控范圍內,因此，瀝青路面及瀝青混合料配合比的設計更符合實際情況。

2 GTM設計瀝青混凝土技術指標

（1）平衡狀態：GTM每轉100轉時，試件單位重量的變化小于等于0.016/cm3的狀態，達到平衡狀態時，壓實過程結束。（2）密度：指達到平衡狀態時，試件不發生塑性變形時對應油石比的混合料密度。（3）穩定值GSI的確定：旋轉壓實機的穩定值GSI=最終旋轉角/中間最小旋轉角，是確定最佳用油量的重要指標。（4）安全系數GSF的確定：GSF是試件剪切強度與混合料剪應力的比值，CSF只有大于1.0才能保證路面不產生剪切破壞。（5）GTM法設計的瀝青混合料檢驗指標：是由動穩定度、低溫彎曲應變及凍融劈裂殘余強度比等組成。

3 工程實際應用

烏嘎一級公路瀝青路面下面層采用AC-25瀝青混合料。各原材料產地為：粗集料和細集料及礦粉產地均為包頭市，瀝青為盤錦生產的AH-90瀝青，原材料滿足施工技術規范要求。

3.1 配合比設計

依據JTGF40-2004關于AC-25瀝青混合料的礦料級配范圍要求和各規格礦料篩分結果，通過計算機試算確定礦料配合比為10～30mm：10～20mm：5～10mm：3～5mm：0～3mm礦粉=26：24：15：6：28.5：0.5。

采用GTM方法確定最大油石比，GTM的工作參數為：1）試驗成型模式按密度極限平衡狀態控制；2）垂直壓力為0.7MPa；3）成型溫度140℃～145℃。馬歇爾試驗的試驗結果見下表。

GTM試驗結果如下：當油石比為2.7%時，GSI為1.09，GSF 為1.34，當油石比為3.0%時，分別1.17和1.3，油石比為3.3%為3.3時為1.16和1.34，油石比為3.6%分別為1.26和1.33，油石比為3.9%時，GSI和GSF分別為1.37和1.31。

由試驗結果可以得到：（1）由穩定度GSI與油石比關系可知，隨著油石比的增加，GSI呈增加趨勢，當油石比大于3.3%時，GSI值發生急劇變化，表明瀝青混合料塑性變形過大，同時，當瀝青混合料油石比大于3.3%時，其強度穩定性參數GSF隨著油石比的變化成下降趨勢，而當油石比在2.7%-3.3%，GSF值基本相等。（2）深入分析GTM試驗各參數結果認為，該AC-25瀝青混合料最大油石比確定為3.6%。考慮到該工程所處的地區氣候、渠化交通以及施工控制等方面的特點,建議該瀝青混合料的油石比范圍為3.3%～3.6%。

綜上，目標配合比設計結果為：10～30mm：10～20mm：5～10mm：3～5mm：0～3mm：礦粉=26：24：15：6：28.5：0.5，最佳油石比為3.4%。

3.2 AC-25瀝青混合料配合比設計結果檢驗

3.2.1 高溫穩定性試驗檢驗。采用3.4%的油石比制備車轍試件，并進行混合料車轍試驗，檢驗結果表明，在油石比3.4%其動穩定度滿足公路瀝青路面施工技術規范中規定的大于1 000次/mm的要求。

3.2.2 水穩定性試驗檢驗。采用最佳油石比3.4%制備GTM試件，并進行浸水馬歇爾試驗，其殘留穩定度為92.9%，滿足規范中馬歇爾殘留穩定不小于80%的要求。

4 結論

通過對GTM法設計瀝青混合料的優點的詳細闡述，深入分析了該混合料設計方法的幾大指標，結合工程實際應用，并對其進行了相關檢驗，得到了以下結論：（1）綜合分析論述了GTM設計瀝青混凝土技術的四個指標：密度、穩定值GSI、安全系數GSF；（2）隨著油石比的增加，GSI呈增加趨勢，當油石比在2.7% -3.3%，GSF值基本相等，并深入分析GTM試驗各參數結果認為該瀝青混合料的油石比范圍為3.3%～3.6%；（3）本文進行了高溫穩定性和水穩定性試驗，對AC-25瀝青混合料配合比設計結果檢驗，均滿足規范要求，證明該方法科學合理。

高二利（1979.12—），男，內蒙古包頭人，碩士研究生，現從事公路工程技術咨詢與研究。

U416

A

1003-5168(2014)04-0136-01