AC-25粗粒式瀝青混凝土下面層施工關(guān)鍵技術(shù)研究

樊 松田小煒馬慶偉

(1.陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西西安 710065; 2.陜西路橋集團(tuán)路面工程有限公司，陜西西安 710054; 3.西安公路研究院，陜西西安 710065)

AC-25粗粒式瀝青混凝土下面層施工關(guān)鍵技術(shù)研究

樊 松1田小煒2馬慶偉3

(1.陜西省高速公路建設(shè)集團(tuán)公司，陜西西安 710065; 2.陜西路橋集團(tuán)路面工程有限公司，陜西西安 710054; 3.西安公路研究院，陜西西安 710065)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)AC-25粗粒式瀝青混凝土進(jìn)行了針對(duì)性配合比設(shè)計(jì)，并對(duì)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，得出了AC-25瀝青混合料礦料的比例，同時(shí)確定了適合的碾壓工藝，供其他類(lèi)似項(xiàng)目借鑒。

瀝青混凝土，粗粒式，配合比設(shè)計(jì)，碾壓工藝

1 概述

某改擴(kuò)建項(xiàng)目，路線全長(zhǎng) 53.746 km，其中完全新建長(zhǎng)3.39 km，舊路擴(kuò)建段長(zhǎng)41.852 km，完全利用舊路段長(zhǎng)8.504 km。主線路面下面層設(shè)計(jì)為7 cm厚AC-25粗粒式瀝青混凝土，為確保下面層試驗(yàn)段的順利鋪筑，本文對(duì)AC-25粗粒式瀝青混凝土進(jìn)行了配合比設(shè)計(jì)，并對(duì)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。

2 項(xiàng)目氣候分區(qū)

1)溫度。

本項(xiàng)目所在地的最熱月平均氣溫大于30℃，極端氣溫在-21.5℃～9.0℃之間，屬于夏炎熱冬寒冷區(qū)，其氣候分區(qū)為1區(qū)～3區(qū)。

2)雨量。

本項(xiàng)目所在地年降雨量在500mm～1 000mm之間，屬于溫潤(rùn)區(qū)(2區(qū))。

3 配合比設(shè)計(jì)思路及依據(jù)

根據(jù)本項(xiàng)目氣候及交通量特點(diǎn)，下面層為主抗疲勞區(qū)，兼顧抗車(chē)轍性能，配合比設(shè)計(jì)中飽和度宜取上限，同時(shí)控制合成級(jí)配中4.75 mm通過(guò)率不超過(guò)36%。

4 原材料

4.1 礦料

1)粗集料:采用洛南縣正泰礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的集料，規(guī)格為19 mm～31.5 mm，9.5 mm～19 mm，4.75 mm～9.5 mm，2.36 mm～4.75 mm。經(jīng)檢驗(yàn)符合JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及《項(xiàng)目路面施工技術(shù)指南》要求。

2)細(xì)集料:采用洛南縣正泰礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的9.5 mm～19mm石灰?guī)r碎石自行加工生產(chǎn)，規(guī)格為0 mm～2.36 mm。經(jīng)檢驗(yàn)符合JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及《項(xiàng)目路面施工技術(shù)指南》要求。

3)填料:采用洛南縣正泰礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的4.75 mm～9.5 mm石灰?guī)r碎石自行加工生產(chǎn)的石灰?guī)r礦粉。經(jīng)檢驗(yàn)符合JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及《項(xiàng)目路面施工技術(shù)指南》要求。

4.2 瀝青

下面層瀝青均采用新加坡埃索A-70號(hào)道路石油瀝青，經(jīng)檢驗(yàn)符合JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及《項(xiàng)目路面施工技術(shù)指南》要求。

5 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

5.1 礦料級(jí)配合成

按照J(rèn)TG E42—2005公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程要求，對(duì)各檔集料進(jìn)行四分后水洗篩分，根據(jù)各種礦料的篩分結(jié)果，進(jìn)行礦料級(jí)配設(shè)計(jì)。

5.2 成型Marshall試件

Marshall檢測(cè)體積指標(biāo)及力學(xué)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 Marshall試件物理力學(xué)指標(biāo)(一)

5.3 試驗(yàn)結(jié)果處理

根據(jù)不同油石比下Marshall試件的體積指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)，以油石比為橫坐標(biāo)，分別以空隙率、視密度、穩(wěn)定度、流值、飽和度為縱坐標(biāo)繪制關(guān)系圖。

相應(yīng)于密度最大值的油石比a1=4．48%，穩(wěn)定度最大值的油石比a2=4．11%，目標(biāo)空隙率VV=4．0%的油石比a3=4．05%，瀝青飽和度范圍的中值的油石比 a4=3．78%;OAC1=(a1+a2+ a3+a4)/4=4.10%。各指標(biāo)符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的油石比范圍:OACmin～OACmax=3.41%～4.19%;OAC2=(OACmin+OACmax)/2=3. 80%。

因此，下面層目標(biāo)配合比最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2= 3.95%≈4.0%。

在最佳油石比下Marshall試件物理及力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 AC-25型瀝青混凝土最佳瀝青用量時(shí)Marshall試件試驗(yàn)結(jié)果(一)

5.4 路用性能檢驗(yàn)

AC-25型瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

6 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

6.1 礦料級(jí)配合成

按照預(yù)定拌和機(jī)產(chǎn)量200 t/h，根據(jù)目標(biāo)配合比礦料級(jí)配控制冷料倉(cāng)上料比例及速度，除塵引風(fēng)機(jī)風(fēng)門(mén)開(kāi)度控制在26%左右，骨料加熱至170℃～180℃，骨料放料次序由大到小，分兩次放料，取第二次所放集料，通過(guò)四分法分成三份，分別由施工單位、中心試驗(yàn)室、咨詢(xún)單位進(jìn)行篩分，篩分結(jié)果相近，由咨詢(xún)單位調(diào)整礦料級(jí)配，三家單位分別進(jìn)行生產(chǎn)配合比試驗(yàn)。

表3 AC-25型瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果(一)

成型Marshall試件。

Marshall檢測(cè)體積指標(biāo)及力學(xué)指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 Marshall試件物理力學(xué)指標(biāo)(二)

6.2 試驗(yàn)結(jié)果處理

以油石比為橫坐標(biāo)，分別以空隙率、視密度、穩(wěn)定度、流值、飽和度為縱坐標(biāo)繪制關(guān)系圖。

相應(yīng)于密度最大值的油石比a1=4．20%，穩(wěn)定度最大值的油石比a2=3．90%，目標(biāo)空隙率4．0%的油石比a3=4．00%，瀝青飽和度范圍的中值的油石比a4=3．76%;最佳瀝青用量的初始值OAC1=a3= 3．96%;各指標(biāo)符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的油石比范圍OACmin～OACmax=3.70%～4.14%;OAC2=(OACmin+OACmax)/2=3.92%。

因此，根據(jù)目標(biāo)配合比最佳瀝青用量綜合考慮，生產(chǎn)配合比最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2=3.94%≈3.9%。

最佳油石比下Marshall試件物理及力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 AC-25型瀝青混凝土最佳瀝青用量時(shí)M arshall試件試驗(yàn)結(jié)果(二)

6.3 路用性能檢驗(yàn)

對(duì)AC-25型瀝青混合料采用最佳油石比3.9%進(jìn)行水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6 AC-25型瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果(二)

7 試驗(yàn)段鋪筑及試驗(yàn)檢測(cè)

7.1 試驗(yàn)段施工

施工方案:本標(biāo)段為設(shè)計(jì)壓實(shí)厚度7 cm的粗粒式瀝青混凝土AC-25型下面層，采用一臺(tái)ABG8820單機(jī)攤鋪機(jī)作業(yè)，松鋪系數(shù)定為1.25。試驗(yàn)段擬分兩個(gè)區(qū)進(jìn)行鋪筑，具體段落如下:Ⅰ區(qū): K19+150～K19+300右幅，長(zhǎng)150 m;Ⅱ區(qū):K19+300～K19+450右幅，長(zhǎng)150 m。

瀝青拌和樓拌和工藝流程:

拌和樓調(diào)試→確定生產(chǎn)配合比→試拌→廠拌瀝青混合料→外觀及溫度檢測(cè)→成品料運(yùn)輸。

現(xiàn)場(chǎng)施工工藝流程:

準(zhǔn)備下承層→施工放樣→廠拌瀝青混合料→運(yùn)輸混合料→混合料攤鋪→缺陷修補(bǔ)→初壓→復(fù)壓→終壓→封閉交通→檢測(cè)→開(kāi)放交通。

本次試驗(yàn)分段采用兩種方案進(jìn)行碾壓。兩種碾壓方案分別如表7，表8所示。

表7 K 19+150～K 19+300右幅Ⅰ區(qū)碾壓方案

表8 K 19+300～K 19+450右幅Ⅱ區(qū)碾壓方案

經(jīng)檢測(cè)，第一種碾壓方案壓實(shí)后壓實(shí)度平均值為99.4%，第二種碾壓方案壓實(shí)后壓實(shí)度平均值為98.9%。綜合現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)情況分析，由于第一種碾壓方案所壓實(shí)后路面平整密實(shí)，壓實(shí)度更高，且壓實(shí)后里面外露石料瀝青裹附完整，石料無(wú)破損情況，故采用第一種壓實(shí)工藝作為最終大規(guī)模施工的碾壓方案。

7.2 試驗(yàn)段鋪筑效果觀測(cè)

進(jìn)行試驗(yàn)段前，通過(guò)拌和機(jī)試拌，裝載機(jī)接料后進(jìn)行觀察，混合料拌和均勻、無(wú)花白料，油石比合適。開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑，后期通過(guò)試驗(yàn)室進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿(mǎn)足規(guī)范和項(xiàng)目技術(shù)指南要求。

8 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文研究，得出以下結(jié)論:

1)該項(xiàng)目AC-25瀝青混合料礦料比例應(yīng)按照22 mm～32mm∶11 mm～22 mm∶7 mm～11 mm∶4 mm～7 mm∶0 mm～4 mm∶礦粉=19∶30∶17∶8∶23∶3執(zhí)行，油石比為3.9%。

2)瀝青加熱溫度控制在 150℃±5℃，礦料加熱溫度為175℃±5℃。瀝青混合料的出廠溫度控制在160℃±5℃之間。

3)確定碾壓工藝為:初壓:采用一臺(tái)戴納派克CC622雙鋼輪壓路機(jī)緊跟在攤鋪機(jī)后碾壓一遍(前進(jìn)靜壓，后退振壓);復(fù)壓:采用三臺(tái)徐工XP301輪胎壓路機(jī)碾壓六遍;終壓:采用一臺(tái)戴納派克CC622雙鋼輪壓路機(jī)靜壓一遍，以消除壓痕為止。

Study on critical construction technologies of bottom AC-25 coarse graded bitum inous concrete layer

Fan Song1Tian Xiaowei2M a Qingwei3

(1．Shannxi Highway Construction Group Co．，Ltd，Xi’an 710065，China; 2．Shannxi Highway Bridge Group Pavement Engineering Co．，Ltd，Xi’an 710054，China; 3．Xi’an Academy of Highway，Xi’an 710065，China)

Combining with engineering examples，the article carries out correspondingmixing proportion design of AC-25 coarse graded bituminous concrete，studies critical construction technologies，obtains AC-25 asphaltmixture ratio，and determines its suitable rolling technologies，so as to provide some guidance for other similar project.

asphalt concrete，coarse grain type，mix proportion design，roll technologies

U416.217

A

1009-6825(2015)29-0154-03

2015-08-01

樊 松(1977-)，男，工程師