十天高速AC-20瀝青混合料配合比設(shè)計

賈一兵 蔡同俊 張 娟

(1.內(nèi)蒙古阿拉善盟公路局，內(nèi)蒙古阿拉善盟 750300;2.陜西省交通規(guī)劃設(shè)計研究院，陜西西安 710065;3.西安公路研究院，陜西 西安 710054)

0 引言

“十天高速公路”是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的一條公路重要的橫向聯(lián)絡(luò)線，連接了福銀、包茂、京昆和連霍四條國家高速，漢中至略陽(陜甘界)高速公路是國家高速公路網(wǎng)十堰至天水聯(lián)絡(luò)線陜西境內(nèi)的主要段落。該地區(qū)公路自然區(qū)劃分為Ⅴ1，氣候分區(qū)為1-4-2區(qū)。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)為:冬季溫暖少雨雪;夏季多雨并有伏旱;春暖干燥;秋涼濕潤并多連陰雨。故設(shè)計理念為:主要考慮路面的抗車轍及滲水性能，兼顧考慮抗彎拉情況。十天高速漢中西段采中粒式瀝青混凝土AC-20結(jié)構(gòu)，本文針對十天高速HLM04標(biāo)在室內(nèi)對原材料進(jìn)行了檢測，并進(jìn)行目標(biāo)配合比和生產(chǎn)配合比設(shè)計，通過室內(nèi)試驗(yàn)分析，為中面層的施工應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

1 原材料

1.1 礦料

1)集料。

采用勉縣群英石料廠生產(chǎn)的碎石，規(guī)格為19 mm～26.5 mm，9.5 mm ～19 mm，4.75 mm ～9.5 mm，2.36 mm ～4.75 mm，0 mm ～2.36 mm。機(jī)制砂為HL-MO4標(biāo)拌合場現(xiàn)場加工(如表1，表2所示)。

表1 路面粗集料試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)結(jié)果

表2 路面細(xì)集料試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)結(jié)果

2)礦粉。

HL-MO4標(biāo)拌合場現(xiàn)場加工(見表3)。

1.2 瀝青

HL-MO4標(biāo)拌合場現(xiàn)場加工的SBS(I-C)改性瀝青(如表4所示)。

2 技術(shù)要求

AC-20型瀝青混凝土馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計技術(shù)要求見表5。

表3 礦粉試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)結(jié)果

表4 路面SBS(I-C)改性瀝青試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)結(jié)果

表5 AC-20型瀝青混凝土馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計技術(shù)要求

3 目標(biāo)配合比設(shè)計

3.1 礦料級配合成

根據(jù)各種礦料的篩分結(jié)果，參照AC-20型瀝青混合料的級配要求，進(jìn)行級配設(shè)計，確定各檔料的比例為:(19 mm～26.5 mm)∶(9.5 mm ～ 19 mm)∶(4.75 mm ～ 9.5 mm)∶(2.36 mm ～4.75 mm)∶(0 mm ～2.36 mm)∶礦粉 =9∶36∶20∶4∶27∶4，合成級配見表6。

表6 AC-20瀝青混合料目標(biāo)配合比合成級配表

3.2 成型Marshall試件

AC-20瀝青混凝土配合比試驗(yàn)分別采用 3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%五種油石比成型 Marshall試件(見表 7)。

表7 Marshall試件物理力學(xué)指標(biāo)

Marshall試件成型溫度控制:礦料加熱溫度180℃ ～190℃，瀝青加熱溫度160℃ ～170℃，混合料拌合溫度175℃ ～180℃，試件擊實(shí)溫度160℃ ～165℃，雙面各擊實(shí)次數(shù)75次。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果處理及路用性能檢驗(yàn)

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，最終確定的油石比為4.3%。如表8所示列出AC-20型瀝青混合料在最佳油石比時Marshall試件各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

表8 AC-20型瀝青混凝土最佳瀝青用量時Marshall試件試驗(yàn)結(jié)果

如表9所示列出AC-20型瀝青混凝土在最佳油石比時各項(xiàng)路用性能。

表9 AC-20型瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

4 生產(chǎn)配合比設(shè)計

4.1 礦料級配合成

根據(jù)目標(biāo)配合比試驗(yàn)結(jié)果，對生產(chǎn)配合比進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)熱料倉各礦料的篩分情況，進(jìn)行級配設(shè)計，來確定各檔料的比例如下:(22 mm ～28 mm)∶(16 mm～22 mm)∶(11 mm ～16 mm)∶(7 mm～11 mm)∶(4 mm ～7 mm)∶(0 mm ～4 mm)∶礦粉 =5∶16∶16∶21∶11∶27∶4，合成級配見表 10。

表10 AC-20瀝青混合料生產(chǎn)配合比級配計算表

4.2 成型Marshall試件

AC-20瀝青混凝土配合比試驗(yàn)分別采用 4.0%，4.3%，4.6%三種油石比成型Marshall試件，試驗(yàn)條件同目標(biāo)配合比(見表11)。

表11 生產(chǎn)配合比Marshall試件物理力學(xué)指標(biāo)

4.3 路用性能檢驗(yàn)

最終確定最佳油石比均為4.3%。表12列出AC-20型瀝青混合料在最佳油石比時各項(xiàng)路用性能。

表12 AC-20型瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)語

1)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，通過合理的配合比設(shè)計，AC-20瀝青混合料各項(xiàng)馬歇爾體積指標(biāo)和路用性能指標(biāo)均能滿足相關(guān)規(guī)范及項(xiàng)目要求。

2)根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計及路用性能試驗(yàn)結(jié)果，確定目標(biāo)配合比礦料比例為:(19 mm ～26.5 mm)∶(9.5 mm ～19 mm)∶(4.75 mm ～9.5 mm)∶(2.36 mm ～ 4.75 mm)∶(0 mm ～2.36 mm)∶礦粉 =9∶36∶20∶4∶27∶4，最佳油石比為 4.3%。

3)根據(jù)生產(chǎn)配合比設(shè)計及路用性能試驗(yàn)結(jié)果，確定生產(chǎn)配合比礦料比例為:(22 mm～28 mm)∶(16 mm～22 mm)∶(11 mm～16 mm)∶(7 mm ～11 mm)∶(4 mm ～7 mm)∶(0 mm ～4 mm)∶礦粉 =5∶16∶16∶21∶11∶27∶4，最佳油石比為 4.3%。

［1］ JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程［S］.