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摘 要

為有效解決瀝青面層抗高溫穩(wěn)定性和抗水損害能力，以工程項(xiàng)目為依托開(kāi)展骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和施工技術(shù)研究，分析了骨架嵌擠密實(shí)型級(jí)配形成機(jī)理，提出了“三次破碎+三次篩分”改進(jìn)型集料加工工藝，推薦了改進(jìn)型瀝青混合料用粗集料、細(xì)集料規(guī)格和MAC骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料級(jí)配組成范圍，提出了施工質(zhì)量控制重點(diǎn)，形成了成套技術(shù)并推廣應(yīng)用，可為其他項(xiàng)目和規(guī)范修訂提供參考。

關(guān)鍵詞 骨架嵌擠密實(shí)型 | 瀝青混合料 | 配合比設(shè)計(jì) | 施工控制

0、引言

廣東位于我國(guó)南方，屬于典型高溫濕熱氣候，瀝青面層應(yīng)具備良好的抗高溫穩(wěn)定性和抗水損害能力，上面層瀝青混合料應(yīng)解決好密水、抗滑和高溫穩(wěn)定性的問(wèn)題，中、下面層瀝青混合料應(yīng)優(yōu)先首碼網(wǎng)解決好高溫穩(wěn)定性問(wèn)題并力求密水。本文以G55二廣高速公路懷集至連州段和S14汕湛高速公路揭西至博羅段兩個(gè)項(xiàng)目為依托，介紹骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和施工技術(shù)研究及推廣應(yīng)用的情況，可供其他項(xiàng)目和規(guī)范修訂參考使用瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。

1、依托項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

G55二廣高速公路連州至懷集段路面結(jié)構(gòu)為:5cmAC16+6cmAC-20+7cmAC-25+改性熱瀝青下封層+36cm4%~5%水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm3%~4%水泥穩(wěn)定碎石底基層。S14汕湛高速公路揭西至博羅段路面結(jié)構(gòu)為:4.5cmAC16+5.5cmAC-20+7cmAC-25+稀漿封層+36cm4%~5%水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm3%~4%水泥穩(wěn)定碎石底基層。中上面層采用SBS(Ⅰ-D)改性瀝青，下面層采用A-70普通瀝青。

2、改進(jìn)型集料加工工藝

2.1傳統(tǒng)集料加工工藝優(yōu)缺點(diǎn)

廣東省近十年來(lái)瀝青面層集料加工采用“三次破碎+二次篩分”的傳統(tǒng)加工工藝，即頭次破碎采用顎式破碎機(jī)破碎，加裝5cm的振動(dòng)篩篩除泥土、風(fēng)化石后進(jìn)入圓錐式破碎機(jī)二次破碎，最后進(jìn)入反擊式破碎機(jī)進(jìn)行第三次破碎后篩分成路面用各檔集料。這種加工工藝的優(yōu)點(diǎn)是集料成品率高、加工效率相對(duì)較高、成本相對(duì)較低;缺點(diǎn)是集料針片狀含量相對(duì)較高，常用的10~20mm集料質(zhì)量容易波動(dòng)。

2.2改進(jìn)型集料加工工藝優(yōu)缺點(diǎn)

為提高集料加工質(zhì)量，依托采用了“三次破碎+三次篩分”改進(jìn)型集料加工工藝[1]。即頭次破碎采用顎式破碎機(jī)破碎，加裝5cm的振動(dòng)篩篩除泥土、風(fēng)化石后進(jìn)入圓錐式破碎機(jī)二次破碎，通過(guò)振動(dòng)篩篩分成25~50mm、10~30mm、10~20mm等半成品集料，25~50mm和10~30mm半成品分別集中進(jìn)入反擊式破碎機(jī)進(jìn)行第三次破碎，分別篩分中下面層和上面層所需集料。這種加工工藝的優(yōu)點(diǎn)是集料質(zhì)量較好且規(guī)格穩(wěn)定，缺點(diǎn)是集料成品率相對(duì)較低、成本相對(duì)高一些。

3、改進(jìn)型瀝青混合料用粗集料、細(xì)集料規(guī)格

通過(guò)對(duì)骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料進(jìn)行大量試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)S9(10~20mm)集料和S16(0~3mm)集料對(duì)瀝青混合料形成骨架嵌擠密實(shí)結(jié)構(gòu)影響最大?，F(xiàn)行規(guī)范中沒(méi)有提供AC16瀝青混合料最大一檔集料規(guī)格，有必要根據(jù)研究成果對(duì)現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)一步完善[2]。通過(guò)研究，提出改進(jìn)型瀝青混合料粗集料規(guī)格和細(xì)集料(機(jī)制砂)規(guī)格，適當(dāng)減小S8(10~25mm)最大公稱(chēng)粒徑，備料篩網(wǎng)尺寸由30mm改為28mm，減少下面層離析;適當(dāng)提高S9(10~20mm)19~26.5mm集料含量，便于混合料形成骨架結(jié)構(gòu);增加S9F(10~16.5mm)規(guī)格集料用作AC16瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，并適當(dāng)減少最大公稱(chēng)粒徑，備料篩網(wǎng)尺寸調(diào)整為16.5mm，減少上面層離析;適當(dāng)提高S16(0~3mm)1.18mm篩孔通過(guò)率，提高混合料密水性能，具體詳見(jiàn)表1和表2。

4、MAC骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

4.1設(shè)計(jì)原則及機(jī)理分析

瀝青混合料級(jí)配組成一般有嵌擠原則和級(jí)配原則。按照嵌擠原則，以填充理論為基礎(chǔ)，將骨料顆粒用圓球代替來(lái)研究瀝青混合料的級(jí)配組成設(shè)計(jì)[3]。按照填充理論，對(duì)于MAC25、MAC20、MAC16骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料，應(yīng)由通過(guò)最大公稱(chēng)粒徑篩網(wǎng)的次一級(jí)粒徑粗集料形成主體骨架結(jié)構(gòu)，4.75mm以上各檔粗集料逐級(jí)填充形成嵌擠結(jié)構(gòu)，4.75mm以下的各檔細(xì)集料、填料和瀝青填充嵌擠結(jié)構(gòu)之間的孔隙，在壓實(shí)設(shè)備作用下達(dá)到設(shè)計(jì)空隙率并滿(mǎn)足密水性能。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)具體應(yīng)用中通過(guò)調(diào)整4.75mm、9.5mm、最大公稱(chēng)粒徑及次級(jí)粒徑的通過(guò)率，形成骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，調(diào)整0.075mm、1.18mm、2.36mm等粒徑的通過(guò)率，滿(mǎn)足密水性能。

通過(guò)大量室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐，一般情況下對(duì)MAC-25宜將4.75mm通過(guò)率控制在32%左右，9.5mm通過(guò)率控制在52%左右，19mm通過(guò)率控制在82%左右;對(duì)MAC-20宜將4.75mm通過(guò)率控制在32%左右，9.5mm通過(guò)率控制在52%左右，16mm通過(guò)率控制在81%左右;對(duì)MAC-16宜將4.75mm通過(guò)率控制在33%左右，9.5mm通過(guò)率控制在55%左右，13.2mm通過(guò)率控制在85%左右。三種混合料0.075mm通過(guò)率均應(yīng)控制在6%左右，1.18mm通過(guò)率隨最大公稱(chēng)粒徑的減少適當(dāng)增加，提高密水性能，一般情況下通過(guò)率小于16%滲水風(fēng)險(xiǎn)較高。

4.2MAC瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

依托項(xiàng)目瀝青下面層采用A-70號(hào)殼牌瀝青，中、上面層采用SBS(Ⅰ-D)改性瀝青，集料采用輝綠巖、輝長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖，三層瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)見(jiàn)表3[4]，混合料的主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4，現(xiàn)場(chǎng)取芯和馬歇爾試件切片照片見(jiàn)圖1~圖4。

4. 3MAC骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料級(jí)配組成范圍

通過(guò)大量室內(nèi)試驗(yàn)研究和實(shí)體工程檢驗(yàn)，MAC骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料級(jí)配組成范圍見(jiàn)表5，在使用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)集料密度、各檔集料篩分通過(guò)率進(jìn)行適配、調(diào)整，并對(duì)馬歇爾試件切片觀察是否形成骨架嵌擠密實(shí)結(jié)構(gòu)。

5、MAC瀝青面層施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

MAC骨架嵌擠密實(shí)型瀝青面層對(duì)集料備料、施工設(shè)備要求相對(duì)較高，需要精細(xì)化管理和施工才能取得良好的效果。

5.1施工過(guò)程注意要點(diǎn)

施工時(shí)每個(gè)工作日應(yīng)對(duì)瀝青拌合樓熱料倉(cāng)各檔集料進(jìn)行篩分和表觀密度試驗(yàn)。安排有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員值守?cái)備伿┕がF(xiàn)場(chǎng)，與瀝青拌合樓和試驗(yàn)室形成聯(lián)動(dòng)機(jī)制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的如級(jí)配波動(dòng)、離析、滲水等異常問(wèn)題，及時(shí)統(tǒng)計(jì)分析實(shí)體工程有關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常，立即分析原因并馬上整改。中、下面層采用膠輪壓路機(jī)在前、鋼輪壓路機(jī)緊跟在后的碾壓組合工藝，上面層采用施工鋼輪壓路機(jī)在前、膠輪壓路機(jī)緊跟在后的碾壓組合工藝。

5.2生產(chǎn)配合比信息化自動(dòng)監(jiān)控

通過(guò)依托項(xiàng)目室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐，提出瀝青混合料生產(chǎn)配合比偏離標(biāo)準(zhǔn)配合比的容許波動(dòng)范圍，設(shè)定初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)報(bào)警等級(jí)，安裝信息化系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)配合比波動(dòng)情況，對(duì)發(fā)出高級(jí)報(bào)警的瀝青混合料廢棄處理。生產(chǎn)配合比波動(dòng)報(bào)警范圍見(jiàn)表6。

6、結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)實(shí)際，圍繞骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和施工開(kāi)展成套應(yīng)用技術(shù)研究并推廣應(yīng)用。通過(guò)填充理論分析了骨架嵌擠密實(shí)型級(jí)配形成機(jī)理和設(shè)計(jì)原則，通過(guò)大量室內(nèi)試驗(yàn)和工程實(shí)踐，提出了“三次破碎+三次篩分”改進(jìn)型集料加工工藝，推薦了改進(jìn)型瀝青混合料用粗集料、細(xì)集料規(guī)格和MAC骨架嵌擠密實(shí)型瀝青混合料級(jí)配組成范圍，提出了施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，形成了成套技術(shù)，可為其它項(xiàng)目和規(guī)范修訂提供參考。