AC-16C粗型密級配瀝青混合料配合比設計應用研究

丁海波

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 511431）

AC-16C粗型密級配瀝青混合料配合比設計應用研究

丁海波

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 511431）

隨著我國高速公路里程突破13萬公里，高速公路的性能要求不斷提高，公路運輸中車輛荷載越來越大，車流量增多，路面早期損壞頻繁發生。文章結合云浮至陽江高速公路羅定至陽春段（羅陽高速公路）特點，從施工和路用性能兩個方面對AC-16C瀝青混合料配合比的設計應用進行了分析。

高速公路；瀝青混合料；配合比設計；車輛荷載；車流量

羅陽高速公路屬于粵西北交通干道，交通量大，汕湛共線重載車多，尤其是重載車緊急剎車時產生的剪應力較大，要求路面材料的抗剪切強度高，抗變形能力強、耐久性和穩定性好，從瀝青混凝土類型的選擇、集料選擇和混合料級配設計著手，提高面層抗滑能力，同時考慮該地區歷史最高氣溫在33.4℃以上，歷史最低氣溫在－1.8℃，路面瀝青混凝土的最高使用溫度可達到65℃～70℃，對瀝青混凝土的高溫穩定性和低溫性能提出了較高的要求。夏季溫度高，高溫持續時間長，降雨較多，交通量大，為了提高抗高溫車轍能力和抗水損害能力，上面層瀝青混合料選用AC-16C粗型密級配作為工程設計的礦料級配。

1 AC-16C配合比設計

1.1 主要原材料

1.1.1 瀝青：AC-16C瀝青混合料瀝青采用殼牌SBS改性瀝青。

表1 殼牌SBS（I-D）改性瀝青檢測指標

1.1.2 集料原材料。

第一，粗集料：采用封開變質砂巖碎石，與瀝青有較好的粘附性，為5級；壓碎值為11.5%，吸水率為0.32%。

第二，細集料：0～3mm機制砂。第三，抗剝落劑：P.C32.5R水泥。第四，填料：石灰石礦粉。

1.2 目標配合比設計

1.2.1 AC-16C礦料級配試配。

第一，經過AC-16C礦料級配試配，設計3組粗細不同的級配曲線，使繪制的設計級配線分別位于工程級配范圍的上方及中值之間。試驗結果見表2：

表2 不同種級配比例及通過率

根據試驗選擇適宜的油石比，分別制作馬歇爾試件，測定VMA值，試驗結果見表3：

表3 不同級配馬歇爾試件檢測結果

初選空隙率為4.3%作為目標空隙率，選定級配2測定VMA值接近要求的級配作為工程設計級配。

1.2.2 馬歇爾試驗及確定最佳瀝青用量（或油石比）。

第一，選定AC-16C上面層瀝青混合料礦料合成級配見表4、表5、圖1。

表4 選用礦料摻配比例

表5 合成級配

圖1 礦料級配設計曲線圖

第二，根據熱拌瀝青混合料配合比設計方法，取五種不同的瀝青油石比（油石比分別為3.6%、4.1%、4.6%、5.1%、5.6%）分別進行馬歇爾擊實成型試件，并進行了瀝青混合料馬歇爾試驗，確定目標配合比的最佳瀝青油石比，試驗結果見表6：

表6 不同油石比馬歇爾試件的馬歇爾試驗指標

考慮本路段是炎熱多雨及重載交通高速路段，可能產生較大車轍，選定AC-16C上面層瀝青混合料最佳瀝青用量為4.45%。該瀝青用量下馬歇爾各項指標均符合設計及規范要求，選定最佳瀝青用量時的粉膠比為1.37，有效瀝青含量4.22%，有效瀝青膜厚度為9.41μm。見表7、表8：

表7 目標配合比比例

表8 目標配比馬歇爾試驗檢測結果

1.3 生產配合比設計

采用阿斯泰克5000型瀝青拌和站生產，按選定的目標配合比各材料用量進行上料（瀝青、礦粉和水泥不上料），經拌和樓加熱烘干二次篩分后，取各熱料倉（4#倉12～18mm，3#倉7～12mm，2#倉4～7mm，1#倉0～4mm）集料進行試驗。

1.3.1 生產配合比設計。

第一，AC-16C瀝青混合料礦料合成級配結果見表9、圖2。

表9 AC-16C瀝青混合料礦料合成級配結果

圖2 生產配合比礦料級配曲線

第二，生產配合比根據目標配合比設計的最佳瀝青用量OAC、OAC±0.3%（油石比分別為4.36%、4.66%、4.96%）分別進行馬歇爾擊實成型試件，進行瀝青混合料馬歇爾試驗，確定生產配合比的最佳瀝青用量，試驗結果見表10：

表10 不同油石比生產配合比馬歇爾試驗檢測指標

表11 生產配合比比例

1.3.2 生產配合比檢驗。生產配合比試驗結果見表12：

表12 生產配合比馬歇爾檢測指標

2 生產配合比驗證

在正式大面積施工前，選擇400m試驗路段進行生產配合比的驗證，試驗段鋪筑后，經過取芯，進行芯樣切割，截面比較理想，骨料分布均勻，顆粒嵌擠較好。見圖3所示：

圖3

表13 試驗段馬歇爾指標試驗檢測結果

表14 試驗段現場檢測結果

從檢測結果來看，各項技術指標均符合設計要求，施工過程中沒有明顯離析現象，容易壓實成型，施工質量容易控制。

3 結語

（1）通過試驗路檢測鉆芯取樣切割結果，表明AC-16C粗型密級配瀝青混合料中的粗集料形成了很好的骨架嵌擠結構，達到了配合比設計級配曲線要求；（2）通過室內試驗、試驗路段鋪筑及后續大面積路面鋪筑，證明AC-16C瀝青混合料配合比具有良好的路用性能；（3）在夏季溫度高、高溫持續時間長、降雨較多、交通量大的廣東地區，該配合比確保抗高溫車轍能力和抗水損害能力，通過現場試驗檢測該配合比同時滿足滲水與抗滑兩方面的路用性能，值得在夏季炎熱多雨的地區進行推廣。

[1]公路瀝青路面施工技術規范（JTG F40-2004）[S].

[2]公路規程瀝青與瀝青混合料試驗規程（JTG E20-2011）[S].

[3]公路工程集料試驗規程（JTG E42-2005）[S].

[4]黃維蓉、楊東來、劉濤．瀝青路面材料與施工技術[M]．北京：人民交通出版社，2013.

[5]沙慶林．高速公路瀝青路面早期破壞現象與預防[M]．北京：人民交通出版社，2001.

[6]廣東交通運輸廳．廣東瀝青施工指南（試用）[S]．2010.

[7]朱紅娟，劉濤，黃興．瀝青混合料級配控制[J]．廣東公路交通，2009，（2）.

（責任編輯：蔣建華）

U417

1009-2374（2017）07-0062-03

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.030

丁海波（1986-），男，黑龍江五大連池人，廣東省長大公路工程有限公司路橋工程師。

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