硬質瀝青在G109國道白銀段的應用及路用性能研究

張廷才 劉琪

（1甘肅省白銀公路局，甘肅 白銀 730900；2甘肅恒路交通勘察設計院有限公司，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

隨著甘肅省交通量增長迅速，車輛的大型化，交通重載化加劇，同時我省地理氣候環境復雜，使得瀝青路面車轍病害也日益嚴重。瀝青針入度偏大、瀝青偏軟，是造成夏季路面抗車轍能力較低的主要因素[1]。改性瀝青路面有較好的抗車轍能力[2，3]，但因其成本較高，使得公路建設成本提高。硬質瀝青擁有較低的針入度，對提高瀝青路面耐久性和高溫抗車轍能力有顯著效果[1]。但對硬質瀝青的研究及應用，多集中在中下面層，對上面層鋪設硬質瀝青的研究較少，故上面層硬質瀝青混合料路用性能的研究，對提高路面性能及降低建設成本有重要意義。

1 硬質瀝青性能指標檢測

1.1 原材料

硬質瀝青：本次施工應用選用30#硬質瀝青，性能指標均滿足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》[4]的技術要求。

1.2 性能指標

我國對硬質瀝青的規范僅限于穩定基層，隨著施工工藝及硬質瀝青技術的進步，硬質瀝青在路面工程中也有較多使用，目前在評價30＃硬質瀝青性能時還需借鑒歐洲CEN和德國標準[3，5]，現將我國技術要求及試驗用30#硬質瀝青技術指標檢測結果列于表1。

2 混合料設計及性能評價

2.1 混合料配合比設計

G109線白銀段硬質瀝青試驗路段上面層AC13施工配合比設計嚴格依據JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》。配合比中各材料用量比例及混合料體積試驗結果如表2、表3和表4所示。

表1 我國30＃道路石油瀝青技術要求及試驗用30#硬質瀝青技術指標試驗結果

依據配合比設計結果，對試驗段拌合樓進行生產配合比級配組合設計（同表3）熱料倉料、礦粉質量比例及混合料體積試驗指標見表5。

表2 配合比各材料比例

表3 配合比設計級配

表4 配合比設計試驗體積參數及性能驗證結果

表5 瀝青混合料體積指標匯總表

表6 車轍試驗結果

表7 浸水馬歇爾穩定度試驗結果

表8 凍融劈裂試驗結果

2.2 瀝青混合料性能評價

為研究G109線白蘭段上面層30#硬質瀝青AC13混合料路用性能，分別通過車轍試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，驗證硬質瀝青混合料的高溫性能及水穩定性。

2.2.1 高溫性能-車轍試驗

將配合比設計的30#硬質瀝青AC13混合料，成型300mm×300mm×50mm的車轍板試件。試驗結果見表6。

在車轍試驗結果中，動穩定度最大值為5800次/mm，最小值4695次/mm，平均5169次/mm，均遠大于規范要求中的≥4000次/mm，表明其具有較好的高溫性能，對夏季高溫車轍病害有很好的抑制作用。

2.2.2 水穩定性-浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗

將按照配合比設計的30#硬質瀝青AC13混合料分別進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，試驗過程依據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》[6]要求，結果如表7。表8。

根據浸水馬歇爾穩定度試驗結果，30#硬質瀝青AC13混合料的空隙率在3%～5%之間，平均值為4.1%，較為密實，殘留穩定度為89.3%，滿足規范要求的85%。在凍融劈裂試驗中，可以得出其凍融狀態下的平均劈裂強度為0.62MPa，未凍融狀態下的平均劈裂強度為0.79MPa，故得其凍融劈裂強度比為78%，滿足規范要求的不小于75%。

3 工程應用研究

3.1 工程概況及施工方案

國道109線白銀段交通量大且重型車輛較多，該項目的應用可重點檢驗重載交通條件下30#硬質瀝青的路用性能。本次施工采用30#硬質瀝青AC13型瀝青混凝土鋪筑G109白銀段上面層，試鋪段樁號為K1568+800-K1569+200，設計厚度為4cm，路幅寬度8.5m，集料取于白銀黑山溝。

拌合樓采用湖南三一LB2000型間歇式馬歇爾拌合樓，瀝青加熱溫度控制在185℃左右，碎石加熱溫度控制在190℃左右。確定按每盤3噸時纖維添加時間為12秒，在按4噸每盤時纖維添加時間為15秒。G109線硬質瀝青試驗路段當天采用一臺福格勒SUP2100-3L型進行半幅攤鋪。瀝青混合料到達現場溫度為175℃，攤鋪溫度約為173℃。設定攤鋪速度4m/min，松鋪系數初設定為1.24。在試驗段攤鋪前，對熨平板進行了預熱，現場檢測熨平板表面溫度約為120℃。施工碾壓方案見表9。

表9 施工碾壓組合方案

3.2 應用效果評價

從試驗段施工、室內試驗及相關檢測結果來看，試驗段的整體效果較好，利于后期的深入研究并為硬質瀝青在甘肅省的推廣應用提供數據資料。

4 結語

本文通過對G109線白銀段硬質瀝青上面層試驗段的順利實施，對硬質瀝青混合料上面層進行了動穩定度、凍融劈裂及浸水馬歇爾等實驗，得出結論如下：

1）通過車轍試驗數據表明30#硬質瀝青AC13混合料的動穩定度在5169次/mm以上，高于規范要求的4000次/mm，高溫性能良好。

2）浸水馬歇爾試驗顯示，硬質瀝青混合料的殘留穩定度為89.3%；凍融劈裂強度比為78%，滿足規范要求，水穩定性較好。

3）從試驗段施工、室內試驗及相關檢測結果來看，試驗段的整體效果較好。