排水性瀝青混合料配合比設(shè)計及調(diào)整

■賀 強，卜小娟，楊曉強，寇含強

■1．四川省遂寧市交通運輸局工程質(zhì)量監(jiān)督處，四川 遂寧 629000;2．四川省遂寧市交通運輸局公路管理局，四川 遂寧629000;3．交通運輸部公路科學研究院，北京 100088

排水性瀝青路面具有抑制路面濺水、提高抗滑性能、降低交通噪聲等功能，實現(xiàn)路面功能的前提是建設(shè)出高標準的排水路面［1］。在鹽靖高速公路排水性瀝青路面大修工程中，采用復(fù)合工程技術(shù)要求的高粘度改性瀝青、粗集料、礦粉和纖維，高粘度改性瀝青由SBS改性瀝青和高粘度添加劑制備而成。為保證工程的施工質(zhì)量，還需從排水性瀝青混合料的設(shè)計角度，采取合理的設(shè)計方法進行配合比設(shè)計。

1 目標配合比設(shè)計

礦料級配選擇是排水性瀝青混合料目標配合比設(shè)計的首要步驟，本工程中根據(jù)集料加工工藝和集料組成特點初選三組不同粗細的礦料級配(見表1)。高粘度改性瀝青用量的確定可根據(jù)經(jīng)驗確定，通常排水性瀝青混合料的最佳瀝青用量在4．5% ～5．5%，通過析漏試驗控制最大瀝青用量和飛散試驗控制最小瀝青用量，并結(jié)合工程的實際情況，最終確定目標配合比設(shè)計的最佳瀝青用量［2］。本工程中對三組級配分別以 3．8%、4．3%、4．8%、5．3% 、5．8% 五組油石比進行析漏試驗和飛散試驗測試，在參考析漏損失率絕對指標的基礎(chǔ)上，結(jié)合鹽靖高速公路的地理位置、環(huán)境及PAC-13排水降噪瀝青路面上面層結(jié)構(gòu)特點確定最佳瀝青用量(油石比)。

表1 排水性瀝青混合料級配及最佳油石比

為保證排水性瀝青路面的質(zhì)量，礦料級配的選擇必須基于其路用性能的測試結(jié)果［3］。室內(nèi)試驗對三組級配的排水性瀝青混合料的析漏損失、飛散損失、馬歇爾殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比、動穩(wěn)定度、低溫最大彎拉應(yīng)變、滲水系數(shù)等路用性能指標進行了測試，測試結(jié)果表明三組級配的排水性瀝青混合料的各項性能指標均能滿足《江蘇省鹽靖高速公路2014年排水路面專項治理工程方案設(shè)計》的技術(shù)指標要求，但A級配排水性瀝青混合料的動穩(wěn)定度和飛散損失率指標均最優(yōu)。考慮排水性瀝青路面對空隙率和高溫穩(wěn)定性的要求，最終選擇A級配作為本次工程目標配合比的級配。此外，A級配析漏損失率的絕對指標偏小，考慮到瀝青用量對排水性瀝青路面耐久性的影響，擬將A級配目標配合比的最佳油石比提升到5．0%，并通過路用性能試驗進行具體驗證，驗證結(jié)果表明最佳油石比為5．0%的A級配排水性瀝青混合料具有更好的低溫抗裂性和抗飛散性能。

2 生產(chǎn)配合比設(shè)計

排水性瀝青混合料的生產(chǎn)配合比設(shè)計是基于拌合廠原材料的組成和目標配合比的級配要求進行的調(diào)整設(shè)計［4］。在進行生產(chǎn)配合比設(shè)計前，應(yīng)根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)的要求從拌和樓熱料倉取樣進行篩分。生產(chǎn)配合比由篩分結(jié)果計算礦料配合比，并使合成級配與目標配合比設(shè)計級配基本一致，同時對拌和樓熱料倉取出的集料進行了密度試驗，最終確定的生產(chǎn)合成級配(見表2)。根據(jù)生產(chǎn)配合比選定的級配曲線，以目標配合比最佳油石比4．8%上下浮動0．3%，即4．2%、4．5%、5．1%進行瀝青混合料謝倫堡析漏損失和肯塔堡飛散損失試驗，根據(jù)瀝青混合料謝倫堡析漏損失曲線圖中的拐點作為最大油石比，瀝青混合料肯塔堡飛散損失曲線圖中的拐點作為最小油石比，結(jié)合鹽靖高速公路的地理位置、環(huán)境及PAC-13排水降噪瀝青路面上面層結(jié)構(gòu)特點，將本次生產(chǎn)配合比最佳油石比確定為4．9% 。

表2 PAC-13生產(chǎn)配合比設(shè)計的級配及最佳油石比

為確定生產(chǎn)配合比下排水性瀝青混合料的性能，還需按照選定的級配和最佳油石比成型試件，對馬歇爾殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比、車轍、滲水系數(shù)等性能指標進行測試和驗證，測試結(jié)果表明排水性瀝青混合料的各項性能指標均能滿足工程施工的技術(shù)要求。

3 生產(chǎn)配合比調(diào)整

排水性瀝青混合料的生產(chǎn)應(yīng)根據(jù)目標配合比的要求，控制關(guān)鍵指標0．075mm、4．75mm、9．5mm 通過量，遵循在拌合站按照冷料比例與熱料倉比例平衡的原則，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試(現(xiàn)場試鋪)，最終確認生產(chǎn)配合比比例［5］。本工程中，設(shè)計確定的生產(chǎn)配合比確定為:礦粉:0～3mm∶6mm ～11mm∶11 ～16mm=5∶9∶41∶45，纖維0．1%，油石比4．8%，在經(jīng)過3次現(xiàn)場試鋪后，最終調(diào)整為礦粉:0～3mm∶6mm～11mm∶11mm～16mm=4∶10∶45∶41，纖維 0．05%，油石比 4．8%。為確保排水性瀝青路面的施工質(zhì)量，在排水性瀝青路面試鋪時，還需對排水性瀝青混合料的礦料級配、瀝青用量、馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率、動穩(wěn)定度、飛散損失率等指標進行測試，測試結(jié)果見表3。

表3 排水性瀝青混合料室內(nèi)試驗測試

由表3可知，排水性瀝青混合料的各項性能指標均能滿足工程施工技術(shù)要求，表明該工程排水性瀝青混合料具有良好的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性和抗飛散性能，將其用于鹽靖高速公路排水性瀝青路面大修工程，能夠確保其具有良好的路用性能和耐久性。

4 結(jié)論

排水性瀝青路面具有顯著的排水、降噪功能，作為重要的功能性路面結(jié)構(gòu)在許多國家得到大規(guī)模的應(yīng)用，在2014年交通運輸部公路司批準同意編制《排水路面設(shè)計與施工技術(shù)細則》后，我國排水性瀝青路面的大規(guī)模應(yīng)用即將開始。配合比設(shè)計作為排水性瀝青路面應(yīng)用的基礎(chǔ)，有必要在實際工程應(yīng)用的經(jīng)驗和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上逐漸完善。在鹽靖高速公路大修工程中，根據(jù)原材料的級配組成確定粗細不同的礦料級配，并分別確定最佳瀝青用量，再根據(jù)析漏損失率的絕對指標和路用性能指標確定排水性瀝青混合料的級配，完成目標配合比設(shè)計。在目標配合比設(shè)計結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合拌和樓熱料倉集料的篩分情況，初定生產(chǎn)配合比，根據(jù)工程試鋪的情況和路用性能指標對初定生產(chǎn)配合比進行調(diào)整，最終確定生產(chǎn)配合比，并就最終生產(chǎn)配合比的排水性瀝青混合料的路用性能指標進行驗證。

［1］周長學．排水性瀝青路面在道路工程中的應(yīng)用［J］．交通世界(建養(yǎng)機械)，2012(9):257-259．

［2］文旭卿，唐國奇，郭燕．永武高速公路排水降噪瀝青混合料的配合比設(shè)計及應(yīng)用［J］．公路與汽運，2013(3):90-93．

［3］廖衛(wèi)東，徐建明，王奎．排水性瀝青路面在漢十高速公路養(yǎng)護工程中的應(yīng)用［J］．建材世界，2011，32(4):29-33．

［4］張鋒，李林波，李玉龍．大孔隙排水性瀝青路面配合比設(shè)計與實施［J］．公路工程，2008，33(2):111-113．

［5］劉俊龍，馬德林，張乾功．排水性瀝青混凝土路面OGFC-13配合比設(shè)計［J］．公路，2009(6):163-167．