破碎礫石在新疆喀伊公路瀝青路面中的應(yīng)用

何連明，趙 喆

（蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210017）

1 工程概況

G3013喀什—伊爾克什坦口岸公路（喀伊公路）是亞洲AH65號公路的起始路段，連接吐爾尕特和伊爾克什坦兩個國家一類公路口岸，是中國由新疆通往中、北亞和西亞的一條重要通道。全長213.9 km，其中高速公路77.4 km，新建二級公路19.5 km，改建二級公路117 km。高速公路段路面結(jié)構(gòu)采用7 cmAC-25+5 cmAC-20+4 cmAC-16，中下面層采用90#瀝青，上面層采用SBS改性瀝青，中下面層采用破碎礫石［1-2］。

喀伊公路沿線礫石資源豐富，利用當(dāng)?shù)氐牡[石資源既能節(jié)省投資，又能保護(hù)環(huán)境，但使用礫石存在巖性雜、瀝青粘附性差等風(fēng)險(xiǎn)，且國內(nèi)可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少，因此文章對破碎礫石在該項(xiàng)目中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2 破碎礫石加工工藝

本文主要通過對比不同加工工藝對破碎礫石指標(biāo)的影響，從而得出破碎礫石適宜的加工工藝，涉及對集料針片狀、洛杉磯磨耗及壓碎值等3個指標(biāo)的評價(jià)，如表1、表2所示。

表1 集料生產(chǎn)工藝前后對比

從A料場和B料場成品集料原加工工藝和改進(jìn)加工工藝對比看，A料場改進(jìn)的破碎工藝比原破碎工藝針片狀含量明顯降低，B料場改進(jìn)的破碎工藝比原破碎工藝針片狀含量明顯降低。A料場和B料場改進(jìn)前后破碎工藝得出的成品集料洛杉磯磨耗指標(biāo)變化不大。A料場和B料場改進(jìn)后破碎工藝成品集料壓碎值比原破碎工藝低。

對本項(xiàng)目破碎礫石采用“顎破→圓錐破→反擊破→整形破或顎破→圓錐破→反擊破→反擊破”工藝是比較合適的。

3 破碎礫石瀝青黏附性研究

3.1 破碎礫石與當(dāng)?shù)厥規(guī)r瀝青黏附性對比

本項(xiàng)目礫石多從河道中提取，巖性較雜，且大多礫石中含有石英，有的目測超過50%，分別取A、B兩個料場破碎礫石和石灰?guī)r進(jìn)行瀝青黏附性測試，并采用水煮法和水浸法兩種方法分別測定，集料粒徑采用9.5~13.2 mm，結(jié)果如表3所示。

表2 成品集料針片狀顆粒含量檢測結(jié)果

表3 瀝青黏附性比較

從試驗(yàn)結(jié)果看出，無論是水煮法還是水浸法，破碎礫石瀝青黏附性較石灰?guī)r瀝青黏附性低，且破碎礫石瀝青黏附性達(dá)不到施工圖設(shè)計(jì)的4級要求。從試驗(yàn)方法看，水浸法比水煮法試驗(yàn)條件更為嚴(yán)苛，且人為影響因素較水煮法少，更適宜評價(jià)破碎礫石瀝青黏附性。

3.2 不同抗剝落劑對破碎礫石瀝青黏附性影響

破碎礫石瀝青黏附性沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，只能通過摻加部分憎水性物質(zhì)提高瀝青黏附性，目前國內(nèi)采用較多是摻加液體抗剝落劑及消石灰等。由于當(dāng)?shù)叵逸^缺乏，因此選擇液體抗剝落劑來提高破碎礫石瀝青黏附性。目前國內(nèi)市場上液體抗剝落劑種類很多，質(zhì)量參差不齊，選擇兩個國內(nèi)品牌產(chǎn)品進(jìn)行了瀝青黏附性試驗(yàn)對比，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示［3］。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，A品牌瀝青長期黏附性能高于B品牌，因此選擇A品牌抗剝落劑進(jìn)行后續(xù)瀝青混合料抗水損害性能驗(yàn)證。

由試驗(yàn)結(jié)果得出對液體抗剝落劑除了測試其短期性能外，更需測試其長期黏附性，本文對長期性能測試方法做了部分嘗試，還需做進(jìn)一步的探索。

表4 瀝青黏附性比較

4 破碎礫石瀝青混合料路用性能對比研究

根據(jù)破碎礫石在喀伊公路各瀝青面層的應(yīng)用情況，本文對破碎礫石應(yīng)用在AC-20瀝青面層進(jìn)行研究［2］，并與當(dāng)?shù)厥規(guī)r瀝青混合料進(jìn)行路用性能對比。

4.1 抗水損害性能

兩種石料設(shè)計(jì)瀝青混合料級配基本一致，采用克拉瑪依90#道路石油瀝青（同時摻0.4%A品牌抗剝落劑）分別拌和混合料成型馬歇爾試件，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5、表6所示。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，破碎礫石瀝青混合料抗水損害性能與石灰?guī)r瀝青混合料基本相當(dāng)。

表5 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表6 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

4.2 高溫穩(wěn)定性

采用克拉瑪依90#道路石油瀝青，按照室內(nèi)車轍試驗(yàn)方法，成型300 mm×300 mm×50 mm的車轍板，進(jìn)行高溫60 ℃車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。從表7可以看出，破碎礫石瀝青混合料抗車轍性能要優(yōu)于石灰?guī)r瀝青混合料。

表7 瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

4.3 低溫抗裂性

采用克拉瑪依90號道路石油瀝青成型車轍試件，后切割成30 mm×35 mm×250 mm的小梁試件進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度-10 ℃，速率50 mm/min，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，破碎礫石瀝青混合料破壞應(yīng)變優(yōu)于石灰?guī)r瀝青混合料。

表8 瀝青混合料低溫小梁試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)論

（1）對破碎礫石不同加工工藝研究表明，不同加工工藝對破碎礫石針片狀含量影響很大，壓碎值次之，洛杉磯磨耗值影響不大。對喀伊公路破碎礫石采用“顎破→圓錐破→反擊破→整形破或顎破→圓錐破→反擊破→反擊破”工藝是比較合適的。

（2）破碎礫石瀝青黏附性試驗(yàn)表明，破碎礫石瀝青黏附性較石灰?guī)r低，需摻加抗剝落劑提高其瀝青黏附性。從試驗(yàn)方法上看，水浸法比水煮法試驗(yàn)條件更為嚴(yán)苛，且人為影響因素較水煮法少，更適宜評價(jià)破碎礫石瀝青黏附性。

（3）破碎礫石路用性能試驗(yàn)表明，破碎礫石瀝青混合料抗水損害性能與石灰?guī)r瀝青混合料基本相當(dāng)；破碎礫石瀝青混合料高溫抗車轍性能要優(yōu)于石灰?guī)r瀝青混合料；破碎礫石瀝青混合料低溫破壞應(yīng)變優(yōu)于石灰?guī)r瀝青混合料。

［1］ 新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院.喀伊公路施工圖設(shè)計(jì)［R］.2012．

［2］ 江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司.喀伊公路中面層目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.2013.

［3］艾爾登.破碎卵（礫）石在喀伊項(xiàng)目中的應(yīng)用［J］.華東公路，2013（5）：78-80.